今天接到通知开始预研,就是通过文献综合、初步计算等手段,搞清这种武器到底有多大现实意义,瓶颈究竟在哪里,以及到底有没有必要立项开发。所以今天才第一次沉下心来做了一点点高中水平的计算。
据文献,某种步枪子弹的火药大约放出15KJ的能量,最终使子弹获得约3KJ的动能,效率高达20%。
对于手枪来说,子弹的动能要小得多,一般为300~400J。六四式和七七式手枪装备警方以后,还经常反映“威力”不够,甚至发生过几枪打不死人,或者在脑门上发生跳弹的事情。因为子弹的杀伤力并非打进人体这么简单。显然,用同样直径的锥子慢慢刺入人体,杀伤力肯定不及子弹。
如果电磁枪要成为一种自卫武器或者警用武器,那么子弹的能量达到200J应该不算太苛刻的要求。要成为军用攻击武器,动能达到1KJ应该不算苛刻。当然不是说小于这个标准就没有用武之地。例如可能可以用于狙击武器,因为通过良好的设计可以做到完全无声,这对打冷枪而言是极好的条件。
我们以最乐观的态度估计,能够把电磁枪的效率提高到5%。那么,获得200J的动能,需要至少4KJ的电能。目前最好的民用AA型镍氢充电电池的容量,大约为2500mAh。假设该电池一直以1.2V的电压放完等于它容量的电量,总共就有3Wh的能量。3Wh=3×3600J=10.8KJ。
也就是说,一节目前世界上最好的民用AA型镍氢充电电池的电能,最多可以打2.7发子弹。我们知道,镍氢电池在大电流情况下的放电效率有限,如果在半小时内放完,容量可能会折减到50%。为了能够正常的打完这2.7发子弹,必须缓慢的放电,或者至少要隔半小时才能打一发子弹,否则打不了2发就没电了。
如果要打6发子弹,就需要3节电池,约重100克;假设换成锂电池,重量约70克。而相同条件下用火药子弹,只需要大约15克火药,加上弹壳,也不会超过40克。
所以,电磁枪如果用于传统用途,其主要瓶颈是:
1、能源装置;
2、效率。
至于功率器件、电路设计、弹头旋转之类,都是成熟的、可以解决的问题,虽然可能体积大一点,但算不上科学意义上的瓶颈。
例:一颗子弹质量为5克,速度为200m/s,则动能为100J。
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