出品：科普中國

作者：蘭順正

策劃：宋雅娟

監製：光明網科普事業部

近日，俄羅斯《紅星報》援引國防工業綜合體的保密資料報道稱，將取代T-14“阿瑪塔”坦克的全新一代俄羅斯坦克有可能會安裝電熱化學炮。

坦克炮威力提升遭遇“瓶頸”

目前，隨著主戰坦克裝甲防護能力的不斷增長，很多的坦克炮已經面臨威力不足窘境。有研究表明，提高120毫米和125毫米火炮炮彈初速的現有方法幾乎已窮盡，如不能在材料學等方面獲得突破性進展，想要進一步提升其穿甲能力基本上不可能。要提高坦克炮的威力，通常思路是擴大火炮的口徑。如2019年德國開始試驗用於升級英國“挑戰者”坦克的萊茵金屬130毫米炮，法國正測試用於升級“勒克萊爾”坦克的140毫米炮，日本正研究在90式和10式坦克上安裝135毫米炮的問題。而俄方相關人員也曾表示，俄羅斯已經為“阿瑪塔”平臺上的T-14坦克研製了152毫米火炮2A83，該火炮的次口徑彈能夠貫穿厚度超過1000毫米的裝甲，明顯超過了任何一種國外坦克的裝甲防護力。

坦克炮口徑不能無限提高

但問題是，火炮口徑還受到載具承受力的限制，所以並非越大越好。而且火炮的口徑越大，其所使用的炮彈體積和重量也會增大。所以如果想要裝備152毫米或更大口徑反坦克火炮就必須將坦克總重提升，同時還有可能需要減少彈藥儲備量和降低生存力。

“土洋結合”的電熱化學炮

以目前的技術而言，除了加大火炮口徑外，可行的方案還有利用電熱化學炮。

電熱化學炮由電源、脈衝形成網路、炮身、炮架等部分組成，其炮彈則由等離子體噴管、發射藥和彈丸等組成。據介紹，電熱炮的發射原理是：由電源發出的高電壓大電流經脈衝成形網路的調節，使其成為波形符合彈道要求的電流脈衝，輸入等離子體噴管，引起電極間產生電弧，燒蝕塑膠毛細管壁，產生高溫、高壓、含氫量高的等離子體射流，高速噴入發射藥，使發射藥發生化學反應生成高溫高壓燃燒氣體，驅動彈丸高速運動，從炮口射出。

電熱化學炮不像純電磁炮那麼具備科幻色彩，加速彈丸的能量全部來自電能，而是將常規發射藥的化學能與電能“土洋結合”，加速彈丸的大部分能量仍來自化學發射藥。因此一方面可以降低對電能的需求（可使電能需要量減少80%），有利於電源的小型化；另一方面也利於與傳統火炮技術的銜接。電熱化學炮的主要優點是：彈丸的初速度大，射程遠，其炮口動能比傳統火炮提高約25~55%，典型根據氣體動力學原理估算，電熱化學炮彈彈丸的初速度最高可達3~4千米/秒。由於其推進劑的化學反應速率可由輸入的電流脈衝調節控制，所以射程改變靈活，同時除發射電熱化學炮彈以外，也可發射普通炮彈。

美國進行電熱化學炮射擊試驗

電熱化學炮的研究始於1980年初，到目前為止已經取得了較大的進展，各國都在這一技術領域進行了理論探索和實驗研究，其中尤其以美國的進展最快。在2005年美國聯合防務公司進行了首次電熱化學炮射擊試驗，當時美方將M8型裝甲車作為平臺，安裝了一門改裝的120毫米XM291型坦克炮，據悉該炮具備一個點火脈衝電源系統，可對120毫米炮彈進行等離子點火，同時仍保留了常規的點火裝置。

按照此次俄媒的報道，俄方的電熱化學炮已經成功地獲得了比傳統火炮更平滑的炮膛內壓力曲線，最終彈丸初速度被提高約4500米/秒，而這已經超過13倍音速，遠在目前各國的主力火炮之上。另外該報還指出，由人工智慧操作員控制的無人作戰車輛也可以安裝這種炮。

軍事小詞典

電熱化學炮：這種火炮利用高壓電流產生等離子體，進而引燃發射藥，使彈丸高速從炮口射出。電熱化學炮將常規發射藥的化學能與電能相結合，既可以降低對電能的需求，有利於電源的小型化；也便於與傳統火炮技術的銜接。