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单个发射管的射速约等于初速与弹长的比值。并且,一个飞轮轮盘内设置多个输弹层每层匀布多个输弹槽,每层至少可以拥有一条自己的发射管。因此,一台离心炮的射速等于输弹层数乘以初速与弹长的比值,这是十分巨大的数字。
中岳岛口径23毫米的副炮直径3米、中空主轴直径大于2米的轮盘转速427转/分周缘线速度70每秒米,有0层输弹槽-0条并排的发射管,轮盘质量55吨,钢制枣核形弹丸口径23毫米重200克,弹长7毫米,每条发射管射速约为70/0.07=万发每秒,0条发射管射速达0万发/秒,即每台副炮的最大理论射速可达00万发/每分钟。实际的连续射速则视轮盘即时转动惯量、驱动电机功率及输弹机构连续输弹能力而定。但是,离心炮可以将弹丸列注满各输弹槽随轮盘一起加速转动,储满的弹丸成为储能飞轮转动惯量的一部分,这些已储弹丸在瞬间射出时可以构成极高的爆发射速,而第一时间的爆发射速正是追求的目标。23毫米副炮的初始储弹量是25000发,可在不到0.5秒以内射出。
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离心炮可以在提升轮盘转速的较长时间内逐渐积累能量,相当于把每转圆周长连接起来的极长加速轨道的电磁炮,因此所需驱动功率只有现行电磁炮的千分之一甚至更低,彻底解决了电磁炮所需超大功率、电源和加速导轨长度的矛盾。甚至可以做到发射时零驱动功率,只是利用轮盘已有的转动惯量,发射期间轮盘转速缓慢降低,释出的能量等于射出弹丸的总动能.23毫米副离心炮若在5秒钟内共发射9.83万发200克弹丸、以平均速度527每秒米射出的话,那么发射开始时弹丸速度是70每秒米,发射终了时弹丸速度为500每秒米,轮盘转速由427转/分将至384转/分,这种零驱动功率发射期间初速降低,适合于对付渐近飞行物的弥漫射击,例如反导射击.
23毫米副炮的直径3米/55吨轮盘在线速度70每秒米时具有能量72兆焦,主轴即使使用滚动轴承时每分钟约损失0.5兆焦,副炮实际上使用了流体静压润滑滑动轴承,每分钟约损失0.05-0.兆焦,轴承损失可忽略.
弹丸在固定轨道内滑动的摩擦损失是主要损耗。弹丸与固定轨道截面曲率吻合,由于离心力的作用,固定轨道处的相对空气密度最大,而弹丸头部与固定轨道间形成的楔形,会在高速滑行的弹丸与轨道间形成动力空气润滑膜,200克弹丸离心力对固定轨道压力约为0千牛顿,压强约为0牛顿/平方毫米,这样轻的压强不会压破动力空气膜.形成的动力空气膜之下,发弹丸跑4周长的摩擦损失约0.5千焦,是弹丸动能的.,损失轻微.
临战前一段时间用驱动电机将轮盘加速到接近战斗转速的战备转速,只有轴承损失和风阻,电机用0-5千瓦的小功率就可以补偿损耗维持转速
现行直接命中机制速射炮的最大射速3000发/分下拦截概率约为0.5,这是射速太低的缘故。不可突破的反导防御需要高得多的射速。当枚速度00每秒米直径370毫米长度4米翼展米超音速反舰导弹在距舰3000米处与首批反导弹丸相遇,导弹在5秒钟后到达军舰,其前段蛇行机动平均垂直速度分量0每秒米、被弹面积约为0.23平方米时,5秒钟内导弹位置不会超出一个直径20米面积304平方米的正投影圆,如要导弹被击中2次,需离心炮射速达到3042/0.23/5=90发/秒,是23毫米副炮射速能力范围之内,导弹被发200克/相对速度000每秒米的弹丸击中后摧毁概率不低于0.9,2次命中摧毁导弹的模糊概率约为-(-0.9)2=0.99,可认为是绝对摧毁这枚超音速导弹.导弹在临舰时不再蛇行机动,轨迹分布的正投影面积很小,被击毁的概率更高.
23毫米离心炮作为近防系统,后面不接电磁加速装置,直线发射管仅米长,俯仰角以转动固定轨道实现,因此俯仰角角速度达到每秒30度,回旋角用水平转动离心炮得到,也具有较高的角速度.
离心炮的发射冲击不是向后而是向正交的侧面,后坐力的准确定义应为侧坐力。:23毫米副炮的200克弹丸发射的侧坐力约000公斤,仅和普通内燃机的一只活塞在做功冲程所受冲击相当,对车载离心炮也不难承受,对舰载炮更不成问题。并且,…….,这些措施大大消减了离心力的冲击负荷.
中岳岛周缘上布置了30部0管23毫米离心副炮,主要用作2千米半径内间接命中机制反导和防空,23毫米炮弹丸有可高爆破片弹、穿甲弹、燃烧弹、子母弹和实心弹丸5种,反导时主要使用高爆破片弹,在目标区域爆炸成十几块破片,破片速度为原速度叠加上爆炸加速,可达500每秒米以上,打击导弹的侧面和正面都具有足够的动能。来袭导弹在不到秒钟之内从几万发高爆破片弹形成的数十万块纵横交织的高速破片区域内穿越,将无一例外被悉数击毁。在2千米射程内,每部23毫米副炮来得及可靠击毁0发以上的超音速反舰导弹,30部23毫米离心炮可以防御每次密度300发的导弹饱和攻击。
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近程防御是由0部滚珠式离心炮构成的。发射实心钢珠弹丸的近防离心炮有多项优点:
钢珠从发射管射出后,自旋轴线与速度方向垂直,在陀螺效应作用下形成一个曲率较大的弯曲弹道,可以打击来袭导弹的侧面,使导弹被弹面积大大增加,以较低的空间弹丸密度就可以取得高摧毁概率;
(2)钢珠沿固定轨道滚动可以自动对正进入发射管;能够沿在轴向高度上弯曲的轨道进入与固定轨道不在一个平面上的不同指向的发射管,使离心炮可以多管同时向半球面上各个方向发射弹丸;
(3)钢珠在轨道内滚动摩擦损失极低可以忽略不计,输弹机构设计成……,取得了极高射速;
(4)钢珠使用标准滚动轴承滚珠,易于取得,成本低廉,硬度/精度/光洁度都很适宜。
(5)在非接触式电磁加速场中,……。
中岳岛的近防钢珠式离心炮的口径也是23毫米,每个钢珠重50克,被离心力以00每秒米初速多向多管射出,每部短时持续射速达5万发/秒,长时间(0秒)持续射速达3万发/秒,构成了密不透风的近防弹幕,即使不瞄准,采取弥漫射击,在距战舰周缘300米距离形成管形“罩”表面每平方米4.3发的绝对密度,钢珠以弧形弹道攻击导弹的侧面,从发导弹旁擦过去之后还可能击中另一发导弹的侧面,任何饱和攻击密度的导弹群也无法通过这个“罩”;在距舰200米半径的半球形“罩”的表面,弥漫射击的钢珠概率密度达到每平方米0发,这已是一只鸟也飞不进来的密度。
近防钢珠离心炮的最大射程约2500米,如果敌方在2秒钟内发射3万发直径0.35米长4米速度-2马赫的反舰导弹做饱和攻击(这已远超过美国海空军的最大能力),则每枚导弹自距舰2500米到距舰300米的空间飞行的3-秒内被高密度弧形弹道飞行的钢珠多次击毁的概率高于0.99999,通
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