电磁轨道炮电枢与轨道接触面大小对电流密度的影响分析_申泽军
第40卷第4期：1084-1090 高电压技术V ol.40, No.4: 1084-1090 2014年4月30日High V oltage Engineering April 30, 2014 DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2014.04.018
电磁轨道炮电枢与轨道接触面大小对电流密度的
影响分析
申泽军，左鹏，袁建生
（清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084）
摘 要：增加或保障电枢与轨道具有较大接触面是电磁轨道炮设计与试验中的一个重要目标，但实际上接触面大小的作用仍有待探讨。为此，通过仿真计算分析了接触面上电流分布区域的位置与电流大小。结果表明：电流仅从小部分接触面穿过，在满足该接触面大小的情况下，接触面再增加或接触面大小对轨道电枢接触的电磁性能影响不大；同时，电流流过的区域大小与电枢和轨道的尺寸以及电流随时间的变化有关。对被分析的结构，在电流平顶阶段，接触面积为电枢侧面的20%(接触面长度约为8 mm，实际接触面大小约为240 mm2)已可认为足够大，接触面再加大最大电流密度已基本不变。因此，在固定尺寸的电磁轨道炮中，不必过分追求大电枢/轨道接触面，保证一个接触面大小满足电接触的电气性能即可。
关键词：电磁轨道炮；电枢接触面；最大电流密度；电磁性能；轨道炮设计；有效接触面
Influence of Contact Area Size Between Armature and Rails in Railguns on Current Density
SHEN Zejun, ZUO Peng, YUAN Jiansheng
(Department of Electrical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
Abstract：A main goal in the design and operation of railguns is to make a larger contact area between the armature and rails. However, it is not necessary to make a very large one, since the current only flows on the part of the contact area from the rail to the armature, and the other part is almost useless. By simulating, we analyzed the location and the size of the area where current flows. The results show that current only flows through a small contact area, and after meeting the requirements of the contact area, the size of the contact area has little influence on electromagnetic behavior of the railgun.
The size of area that current flows depends on the structure of the armature and rails as well as the time-varying characte-ristic of the existing current. For the certain structure with U-shape armature analyzed in this paper, the contact area is about 20% of the whole armature flank surface(the length of the contact area is about 8 mm, the actual contact area is about 240 mm2), and the maximum current density keeps almost the same for larger contact areas.
Key words：electromagnetic railgun; armature contact area; maximum current density; electromagnetic behavior; railgun design; effective contact area
0引言
电磁炮是一种新概念武器，主要包括电磁轨道炮和线圈炮，高速运动的电枢是其核心部件。在轨道炮中，由于电枢与轨道是滑动电接触，需要良好的直接接触，因此电枢与轨道的接触问题是关键问题之一。本文所讨论的问题即为此接触问题。由于线圈炮的电枢与驱动线圈是磁耦合，不需要直接接触，所以接触问题不是关键问题，主要工作为研究电枢受力与动态过程及驱动线圈触发问题[1-3]。
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基金资助项目：国家自然科学基金（51177075）。
Project supported by National Natural Science Foundation of China (51177075).
电磁轨道炮电枢与轨道的滑动电接触受到多种因素影响，如摩擦磨损[4-10]，接触压力[11-13]，电枢运动速度[14]，脉冲电流波形[15]等。原则上讲，轨道炮的电枢与轨道接触面越大越好，在电枢设计中尽量加大接触面是一项重要工作[16]。然而，由于加工工艺、安装误差，特别是在电枢运动过程中的振动和应力变形等原因，会使得电枢仅部分表面与轨道接触，一般可认为实际接触面小于期望值。然而，多大的接触面为期望值，小于期望值的接触面对于电流分布、发射性能、甚至烧蚀的影响程度如何，需要认真分析、正确对待。过分追求较大的接触面可能并不必要。
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为了分析接触面对发射性能的影响，从而确定一个合理的接触面期望值，观察与分析电流在接触面上的分布应该是问题的关键和基础，包括分析电流从多大面积上穿过，从哪里穿过，接触面变化对电磁性能的影响程度。同时，接触面上的电流分布在电流的上升沿、平沿和下降沿相差甚大[17-23]，应该分别给予分析。
1 计算方法与计算模型
本文通过计算仿真，分析不同接触面大小的U 形电枢上，电流在接触面上的分布特性和功率损耗特性，分别分析了电枢头部和电枢尾部不同接触面大小的影响。
计算采用有限元软件ANSYS，对于电枢与轨道的接触，在计算中需要特殊处理。为了计算方便，对电枢进行分段建模，对于接触部分采用ANSYS 的接触单元将其与轨道进行电气耦合，对非接触面部分则不做处理，使非接触部分在几何上与轨道接触但电气上不接触，具体讲就是电枢与轨道几何建模时贴在一起，但不将它们进行ANSYS的Glue(粘接)命令操作，如图1所示。
这种几何接触而电气不接触的处理方法不适于计算时变电磁场，仅适合于计算恒定电流场，所以该模型的计算是在轨道中通有直流电流(设电流为1 MA)的情况，其结果仅能反映电流平沿的情况。
在ANSYS中建立的计算模型如图2所示(由于对称性，只建立一半模型)，轨道和电枢的尺寸在图3中标出。采用ANSYS直流电流场对上面建立的电枢与轨道接触模型进行计算，单元选用传导电流单元SOLID231；轨道和电枢材料都为铜，电阻率为1.72×10?8?·m。耦合轨道的输入电流端面的节点电位，并施加1 MA的总电流。
2 不同接触面下电流分布计算结果
为了确定电流主要流经的接触区域及接触区域的大小，有必要计算不同接触区域及接触面大小时的电流分布情况。本文选择了典型的电枢头部附近和电枢尾部附近2种接触情况进行计算。
2.1 电枢头部部分接触
假设从电枢头部有l c长度的区域与轨道接触，其他部分不接触。则随着l c从小(2%电枢总长l a)到大(电枢总长l a)，电枢电流密度的最大值I amax的变化如图4所示；图5给出了l c=2%l a和l c=50%l a时电
图1 电枢分接触与非接触段建模
Fig.1 Model of armature with contact and non-contact
segments
图2 建立的轨道与电枢ANSYS模型
Fig.2 ANSYS model of armature and rail
图3 轨道和电枢尺寸
Fig.3 Dimension of rail and armature
枢与轨道表面的电流密度分布。最大电流密度发生在电枢的头部边缘，这是因为这里距离U形头最近，电流试图走最短路径形成回路，所以轨道电流从这里汇聚后进入电枢。
从图4可以看出，当接触面较小时，电枢电流密度的最大值随接触面增大而下降剧烈，这表明刚开始增加接触面对于电气特性具有明显影响；而当l c大于20%l a(此时l c约为8 mm，实际接触面积约为
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图4 电枢头部接触时电枢电流密度的最大值
随接触面大小的变化
Fig.4 Maximum current density of armature vs. contact
area nearby the armature head
240 mm2)后，再增加接触面，电流密度最大值基本不再变化。
电枢电流密度的最大值是电流分布特性的一种体现，与电枢和轨道的温升、烧蚀等直接相关，由此可以估计接触面变化对其他电气特性的影响。因此，由图中电流密度最大值的变化(减小程度)说明存在一个有效的接触面大小，接触面大于该值后再增加对电气特性影响较小。对于本文电枢的几何尺寸结构，20%的接触面(接触面长度约为8 mm，实际接触面大小约为240 mm2)已足够大，不必再追求更大的接触面。
2.2 电枢尾部部分接触
假设从电枢尾部有l c长度的区域与轨道接触，其他部分不接触。随着l c从小到大电枢电流密度的最大值变化如图6所示；图7给出了l c=2%l a和l c=50%l a时电枢与轨道表面的电流密度分布。电流密度最大值仍发生在靠近电枢头部的接触面边缘。
从图6可以看出，当接触面较小时，电枢电流密度的最大值随接触面增大而下降剧烈；而当l c大于20%l a(此时l c约为8 mm，实际接触面积约为240 mm2)后，再增加接触面，该最大值变化不大。因此对于该结构，20%的接触面(接触面长度约为8 mm，实际接触面大小约为240 mm2)已足够大。
电枢头部接触与尾部接触相比，所需的有效接触面基本相同。从而可以推断，电枢中部接触所需的有效接触面也应该类似。
需要注意的是，在此仅分析了接触面连续且为规则矩形的情况，对分散接触或接触面形状不规则
图5 电枢头部接触时不同接触面下的电枢与轨道表面电流
密度分布
Fig.5 Current density of armature and rail contacting at
the head part of armature
的情况，电流密度最大值的变化有待进一步分析。此处仅为了说明接触面面积基本要求并非太大。
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图6 电枢尾部接触时电枢电流密度的最大值
随接触面大小的变化
Fig.6 Maximum current density of armature vs.
contact area nearby the armature tail
4 有效接触面随电枢、轨道尺寸的变化
由电枢电流密度最大值随电枢与轨道接触面积变化的关系，可以看出电枢电流密度最大值随接触面积的变化逐渐变小。可以定义一个有效接触面的概念，当接触面积大于该值时，随着接触面积变化到完全接触，电流密度最大值的变化都不大于其参考变化值的一定比例值(例如<5%)。对于上面电枢尾部与轨道接触的例子，当电枢与轨道的接触面积为20%的电枢侧面积(实际接触面大小约为240 mm2)时，电枢电流密度最大值为1.029×1010 A/m2，电枢电流密度最大值的参考变化值可以取l c=2%l a时(7.292×1010 A/m2)与完全接触时(0.817×1010 A/m2)的差值6.475×1010 A/m2。故当接触面积大于20%的电枢侧面积时，随着接触面积变化到完全接触，电枢电流密度最大值的变化都≤1.029×1010 A/m2?0.817×1010 A/m2，即0.277×1010 A/m2，也即参考变化值6.475×1010 A/m2的4.3%。该有效接触面的大小应与电枢轨道的尺寸有关，包括电枢与轨道的长度，厚度和高度。下面对有效接触面大小随电枢轨道尺寸的变化也进行了分析。
4.1 有效接触面随电枢、轨道长度的变化
在电枢与轨道其他尺寸都不变的情况下，只改变电枢的长度l a，计算各个电枢长度取值下电枢最大电流密度值随实际接触长度l c的变化关系，可以得到各个电枢长度l a取值下的电枢与轨道有效接触面积，从而可以得到电枢与轨道有效接触面积随电枢长度l a的变化关系。电枢长度l a取值分别为30、
图7 电枢尾部接触时不同接触面下的电枢与轨道表面
电流密度分布
Fig.7 Current density of armature and rail contacting
at the tail part of armature
40、50、60 mm，计算结果如图8所示。可见，电枢与轨道的有效接触面大小随电枢长度l a变化不
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大。可以推断，电枢与轨道的有效接触面积与轨道长度l r关系也不大。对于本文计算的结构，有效接触面长度l c约为8 mm，实际接触面大小约为240 mm2。
4.2 有效接触面随电枢、轨道厚度的变化
在电枢与轨道其他尺寸都不变的情况下，只改变电枢厚度d a，通过计算可以得到电枢与轨道有效接触面积随电枢厚度d a的变化关系。电枢厚度d a 取值分别为6、8、10、12、14 mm，计算结果如图9所示。可见，电枢与轨道的有效接触面大小随着电枢厚度d a的增大而略有增大。
同样，只改变轨道厚度d r，可以得到电枢与轨道有效接触面大小随轨道厚度d r的变化关系。轨道厚度d r取值为10、12、15、18、20 mm，计算结果如图10所示。可见，电枢与轨道的有效接触面随轨道厚度d r的增大基本没有变化。
图8 电枢最大电流密度与电枢长度l a的关系
Fig.8 Relationship between the large-enough size of con-tact area and the armature length l a
图9 电枢与轨道有效接触面积随电枢厚度d a的变化关系Fig.9 Relationship between the large-enough size of con-tact area and the armature thickness d a 4.3 有效接触面随电枢、轨道高度的变化
在电枢与轨道其他尺寸都不变的情况下，只改变电枢的高度h a，通过计算可以得到电枢与轨道有效接触面积随电枢高度h a的变化关系。电枢高度h a 取值分别为26、28、30、32、34 mm，计算结果如图11所示。可见，电枢与轨道的有效接触面的长度值基本不随电枢高度h a变化。进而可以推断，电枢与轨道的有效接触面的长度也不会随轨道的高度h r 发生变化。由于电枢高度h a变化，有效接触面积会随电枢高度变化而变化，但有效接触面的长度基本不变。对于本文分析的结构，有效接触面的长度约为8 mm。
5 有效接触面随电流波形的变化
不同电流波形时电流在轨道和电枢中的分布
图10 电枢与轨道有效接触面积随轨道厚度d r变化关系Fig.10 Relationship between the large-enough size of con-tact area and the rail thickness d
r
图11 电枢与轨道有效接触面积随电枢高度h a的变化关系Fig.11 Relationship between the large-enough size of con-tact area and the armature height h a
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情况不同，因此有效接触面积也会发生变化。由于不能直接计算电流在上升沿、下降沿时的电枢与轨道的接触情况，故需要通过电枢与轨道完全接触的情况进行推断。
图12是文献[17]给出的U形电枢接与轨道良好接触情况下触面上的电流密度分布。从图12(a)给出的电流上升沿阶段的电流密度分布可以看出，接触面的绝大部分区域上几乎没有电流通过，这部分区域是否接触对系统电磁性能几乎没有影响；图12(b)给出的电流平沿阶段接触面电流分布区域会大一些，但有效区域也不大于整个接触面的1/3；图12(c)给出的电流下降沿阶段电流有效区域也不大于整个接触面的1/2。
由于在电流上升沿阶段电流更贴向轨道内表面，所以需要的有效接触面要小于电流平沿阶段；而电流下降沿电流在轨道内偏向外侧区域，所以需要的有效接触面要大于电流平沿阶段。
在分析电流的有效区域基础上，还可以进一步分析力学特性，分析没有电流区域力学特性的优略，即这部分区域是接触好，还是不接触好。接触会增大电枢的刚度，不接触则会增加其柔度。如果分析结论是不接触更有利，那就可以考虑制作表面上“开槽挖坑”的电枢，这需要今后进一步分析。
6 结论
1）一般来说，电枢与轨道的接触面越大越好。但根据仿真结果，存在一个接触面面积大小，当接触面再大于该面积时，已无明显电气优势。因此，不必过分追求大接触面。
2）在本文计算的U形电枢结构尺寸和连续规
图12 电流不同阶段电枢与轨道表面电流密度分布Fig.12 Current density under different currents
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则矩形接触面下，在电流平沿阶段，电枢侧面积的20%接触(接触面长度约为8 mm，实际接触面大小约为240 mm2)已足够大。
3）电枢与轨道有效接触面的长度随电枢厚度的增大而增大，与电枢和轨道其他尺寸关系不大。
4）不同电流波形时最小接触面积也不相同，在电流上升沿阶段最小接触面要小于电流平沿阶段；而电流下降沿电流要大于电流平沿阶段。
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SHEN Zejun
Ph.D. candidate
申泽军
1988—，男，博士生
2010年于哈尔滨工业大学获工学学士学位，同年
保送至清华大学攻读博士学位至今。主要从事电
磁轨道炮的电磁仿真计算研究
E-mail: szj10@https://www.360docs.net/doc/5716831408.html,
ZUO Peng
Ph.D. candidate
左鹏
1987—，男，博士生
2009年于华北电力大学获工学学士学位，同年保
送至清华大学攻读博士学位至今。主要从事电磁
轨道炮的电磁仿真计算研究
E-mail: zuop09@https://www.360docs.net/doc/5716831408.html,
收稿日期 2013-12-19修回日期 2014-01-24编辑 肖 铮
电磁炮原理科普
电磁炮原理科普 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
并不神秘的电磁炮 笔者混迹科吧数月，阅贴不少，多有受教于众吧友。常希望用自己所学回馈吧众。幸亏寸有所长，总算写成此科普拙文。笔者将使用不超过中学物理课本的知识对大家喜闻乐见的电磁炮的基本原理和技术做一介绍。因能力所限，时间所限（笔者马上要出差了），只能浮光掠影、走马观花，不足和不正确之处，请各位指正。 电磁炮是科幻迷们喜闻乐见的未来武器。也被各国军方所重视。它具有很多优秀特性。 1.速度常规火药发射的炮弹受火药气体燃烧速度的限制，初速度很难超过2km 每秒（根据具体的使用需要从某些迫击炮的不到200米每秒到坦克炮发射大口径穿甲弹时的接近2km每秒），即使加大装药量也无济于事。炮口动能则一般不超过10MJ。而电磁炮没有这个限制，它由电流与磁场的相互作用力提供动力而非高温气体膨胀，理论发射速度可达光速。考虑到空气的阻力，大气层内的实用初速也可以超过4km每秒。这样的速度无疑带来了巨大的摧毁能力和更远的射程。 2. 电磁炮没有后坐力，更小的震动使得它更加精确。基于更快的速度，它的弹道更加笔直，易于瞄准，大大提高了命中率。 3. 射击时没有爆炸的声音和火光，攻击更加隐蔽。 4. 因为炮弹没有发射药，更加轻便，可携带更多弹药，减轻后勤压力（不过这一点嘛，电源的重量可就另算了。。。。。。）。 5. 炮口初速度可以通过电流大小进行调整。 6. 电能比火药要便宜。
常见的电磁炮 1.轨道炮 结构和原理最简单的电磁炮，因而技术也越成熟，距离实用化越近。 此结构由两根平行导轨组成，带有电枢的炮弹在轨道上滑动。当大电流（可达数百万安培或更多）通过一根导轨经电枢流向另一根导轨时，在导轨间形成强磁场。电枢受洛伦兹力作用前进。多级导轨炮串联可获得更高初速度。单级的导轨电流毕竟有现实方面的限制，可以增加多级导轨，不管速度如何，只要这个电流还在，就能不断加速（火药炮就没这点好处）。 它的基本原理十分简单，就是左手定则和安培定则。 （1）左手定则 左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。 这个就很好理解了吧！ 好了，现在我们有了一个超级电源和能受得了超大电流的导轨。还有了能导电的炮弹。可磁场从哪里来呢要知道普通磁体产生的磁场可是不够的，能产生几个特斯拉强磁场的磁体都是巨无霸级别的，几吨重没压力。没关系，我们的安培定则出场了。 1、假设用右手握住通电，大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指就表示导线周围的 磁场方向。 2、假设用右手握住，弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向。
电磁炮的基本原理及发展趋势(带图带公式)
随着材料科学的发展,复合装甲、高强度陶瓷装甲、贫铀装甲的使用,以及爆炸反应装甲的出现,大大提高了装甲的抗毁能力,对破甲技术提出更高的要求。为此,人们在相继研制出一系列新型破、穿甲战斗部的同时,也注意开发研究某些新概念超高速动能穿甲武器,电磁炮就是其中一种。 电磁炮的基本原理 电磁炮是利用物理学中运动电荷或载流导体在磁场中受到电磁力(即洛伦兹力) 作用的基本原理来加速弹丸的。根据加速方式,电磁炮可分为导轨炮和线圈炮。 图1 导轨炮工作原理 导轨炮导轨炮的工作原理如图1 所示。主要由一对平行导轨和夹在其间可移动的电枢及电源、开关等组成。当开关闭合时,向一条导轨输入强大的电流,经过电枢沿另一条导轨流回。载流电枢在导轨电流产生的磁场中受到洛伦兹力的作用而被加速,将弹丸射出。电枢弹丸所受的力可表示为 F = L′I2/ 2 , (1) 其中F 为洛伦兹力(N) 、L′为导轨电感梯度( H/m) 、I 为电流强度(A) 。弹丸的加速度则为
a = F/ m = L′I2/ 2 m , (2) 式中a 为加速度(m/ s2) 、m 为电枢与弹丸的质量之和(kg) 。由(2) 式可见,导轨中的电流强度越大,弹丸的加速度就越大,弹丸的运动速度越快。 导轨炮的导轨有单一、串联、并联和多层等不同结构形式,根据导轨的形式,炮口截面可选用方形、圆形和椭圆形等。电枢主要有固态金属电枢、等离子体电枢和混合型电枢等种类。提供脉冲功率的电源主要有电容器组、高性能蓄电池、各种单极发电机、脉冲变压器、强制发电机和爆炸发电机,以及计划研制的超导储能系统等。整个系统结构复杂,人工操作比较困难,通常由计算机控制。 线圈炮线圈炮的工作原理如图3 所示。主要由感应耦合的固定线圈、可动线圈、储能器以及开关等组成。固定线圈相当于炮身,可动线圈相当于弹丸。当固定线圈接通电源时,所产生的磁场与可动线圈上的感应电流相互作用,产生洛伦兹力,推动可动弹丸线圈加速射出。
军理课论文
国防天空 ——记军训理论课感想 青年学子，肩负民族复兴的历史性任务，时刻以维护国家的利益为自我最重大的责任，即使在生活中这样的意识可能未彻底表现，但我们应时刻注意的就是：强大祖国的国防事业，维护国家利益，以自己的所学为国家、民族的复兴及发展尽自己最大的努力！ 我们知道，周恩来总理小时候的志向就是“为中华之崛起而读书”，正如他所说的，他以自己的实际行动证明了身为一个中华子孙的历史使命，他推动了中华民族向世界民族之林挺近的步伐。曾经懵懂的我们可能没有感觉到这句话所包含的深刻意义，但是随着我们的慢慢成长，我们知道当今世界仍存在强势主义压迫，‘落后就要挨打’是一个亘古不变的真理，我们不会忘记伊拉克战争，阿富汗战争……这些血的教训时刻警示着我们—一个民族必须有自己的竞争力，必须有自己的发展进程，必须培养一代代刻苦钻研的青年学子，必须有信念与勇气去面对一切未知的挑战。这就告诉我们，强大祖国的国防事业是我们所有事里的重中之重，如果国防事业搞不好，何谈祖国的领土安全，何谈民族的进步，何谈未来的发展……所以虽然不是国防生的我们，也身兼着国防事业的重任。所以，在大一的学习结束时，我们进行了军事理论课的学习，李老师主要讲的就是青年与国防，这正适合现在的我们，虽然似乎国防离我们很远，但其实就在我们身边。李老师主要结合着空军的理念，再结合着当下的局势，吸引着国防爱好者的眼
球。 一、青年与国防 当下，我国正在时刻进行着改变以适应国际发展的需要，所以建设21世纪世界伟大的国家就是我们现在我们的职责，我们说青年人身兼历史重任，前提是抱着对祖国崇敬的态度。这让我想起前些日子三个科研者泄露国家机密给澳大利亚，只为获取那微薄的利益，怎想国家却因此损失了数亿元，这就是责任意识不强的表现，他们没有在心中形成对国家利益进行维护的意识，这是我们青年人所不能汲取的，所以进行潜移默化思想的教育是很重要的。之后李老师给我们讲了国歌的来历，以及它所具有的现实意义与氛围，这让我们的民族自豪感进一步加强。 国防—国家为防备和抵抗外来侵略所进行的军事及与军事有关的政治、外交、经济、文化等方面的建设和斗争。之后李老师分别从不同方面为我们讲解了国防的意义，让过放这个概念深深烙印在我们的脑海中。‘国无防不立，民无兵不安’，这更加凸显了国防的重要性。 二、百年耻辱历史不能忘记 这段历史每次回顾都会感到一种凝重与一丝坚定，让我们 更加愤然前行。鸦片战争及1842年《南京条约》等一系列不平等条约的签订，使中国丧失了独立自主的地位，开始沦为半殖民地半封建社会。第二次鸦片战争及《天津条约》、《北京条约》等条约的签订，使外国侵略势力从沿海深入到内地，从东南沿海扩展到东北沿海，中国半殖民地半封建化的程度加深。甲午中日战争及《马关条约》的签订，
电磁炮
精心整理 实验名称：电磁炮 【实验目的】 探究电磁炮的基本原理 【实验器材】 1.2.3. 根据通电线圈磁场的相互作用原理，加速线圈固定在炮管中，当它通入交变电流时，产生交变磁场就会在线圈中产生感应电流，感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场相互作用，使弹丸加速运动并发射出去。 发射时，电流由一条导轨流经电枢，再由另一条导轨流回，而构成闭合回路。
强大的电流流经两平行导轨时，在两导轨间产生强大的磁场，这个磁场与流经电枢的电流相互作用，产生强大的电磁力，该力推动电枢和置于电枢前面的弹丸沿导轨加速运动，从而获得高速度。根据毕奥--萨伐尔定律和安培定律可推得，电枢受到的电磁场的作用力与电流强度的平方成正比，即F=KL2由此可见，要想获得弹丸的高速度，必须供给轨道强大的电流。通常该电流的数值在兆安级。而电流的脉冲宽 1. 2. 1. )在通电后能获得一个电场力F,再除去自身重量m,就能获得一个加速度a，炮弹在弹膛(准确来说是电磁系统)里会有一段加速距离，初速度v=at。而加速度a和电流I，场强B，还有导体长度(炮弹长度)L有关。 2.如何提高电磁炮的初速度？ 增大场强B，电流I，导体长度（炮弹长度）L。减小炮弹的质量。
3.在炮弹的初速度一定的条件下，如何改变炮弹的射程？ 可以通过改变电磁炮和水平方向的夹角大小来改变炮弹的射程，但夹角并不是越大越好。 【实验总结】 4千 总之，电磁炮已经100多岁了，但至今还未长成。就美国的研究成果而言,电磁轨道炮系统将以7马赫的速度发射电磁炮弹，射程达370千米.可以预见随技术的进步,射程还将延长.在弹药的选择上,电磁炮具有与普通舰炮相比更宽广的选择面,能利用电磁能或电热能发射各种弹丸.更能用来打击飞机、卫星和导弹等各种目标,完成更多的任务.具有初速高、加速快、飞行时间短、火力猛、抗电子干扰能力强和毁伤效果好等特点。
电磁炮的原理与技术发展(1)
电磁炮的原理与技术发展 黄 强 郭东桥 卞光荣 随着材料科学的发展,复合装甲、高强度陶瓷装 甲、贫铀装甲的使用,以及爆炸反应装甲的出现,大大提高了装甲的抗毁能力,对破甲技术提出更高的要求。为此,人们在相继研制出一系列新型破、穿甲战斗部的同时,也注意开发研究某些新概念超高速动能穿甲武器,电磁炮就是其中一种。 一、电磁炮的基本原理 电磁炮是利用物理学中运动电荷或载流导体在磁场中受到电磁力(即洛伦兹力) 作用的基本原理来加速弹丸的。根据加速方式,电磁炮可分为导轨炮和线圈炮。 图1 导轨炮工作原理 导轨炮 导轨炮的工作原理如图1所示。主要 由一对平行导轨和夹在其间可移动的电枢及电源、开关等组成。当开关闭合时,向一条导轨输入强大的电流,经过电枢沿另一条导轨流回。载流电枢在导轨电流产生的磁场中受到洛伦兹力的作用而被加速,将弹丸射出。电枢弹丸所受的力可表示为 F =L ′I 2/2, (1)其中F 为洛伦兹力(N )、L ′为导轨电感梯度(H/m )、I 为电流强度(A )。弹丸的加速度则为 a =F/m =L ′I 2 /2m , (2)式中a 为加速度(m/s 2)、m 为电枢与弹丸的质量之 图2 和(kg )。由(2)式可见,导轨中的电流强度越 大,弹丸的加速度就越大,弹丸的运动速度越快。 导轨炮的导轨有单一、串联、并联和多层等不同结构形式,根据导轨的形式,炮口截面可选用方形、圆形和椭圆形等。电枢主要有固态金属电枢、等离子体电枢和混合型电枢等种类。提供脉冲功率的电源主要有电容器组、高性能蓄电池、各种单极发电机、脉冲变压器、强制发电机和爆炸发电机,以及计划研制的超导储能系统等。整个系统结构复杂,人工操作比较困难,通常由计算机控制(见图2)。 图3 线圈炮工作原理 线圈炮 线圈炮的工作原理如图3所示。主要 由感应耦合的固定线圈、可动线圈、储能器以及开关等组成。固定线圈相当于炮身,可动线圈相当于弹丸。当固定线圈接通电源时,所产生的磁场与可动线圈上的感应电流相互作用,产生洛伦兹力,推动可动弹丸线圈加速射出。弹丸所受的力可表示为 F =I f ?I p ?d M /d x ,(3)其中F 为洛伦兹力(N )、I f 为固定线圈中的电流强 度(A )、I p 为弹丸线圈中的电流强度(A )、M 为固定与可动线圈的互感(H )、d M /d x 为互感梯度(H/m )。由(3)式可知,固定线圈中的电流强度越大,弹丸线圈中的感应电流强度就越大,弹丸所受的电磁力就越大。 线圈炮的结构有同轴式、扁平式、滑动接触式和磁性加速体式等。电磁炮从原理上讲主要有上述两种类型,但在结构上可以采用混合方式。 二、电磁炮的主要特点 超高速、大动能 采用物理学电磁推进原理的电磁炮,弹丸速度突破了普通火炮(弹丸速度在 ? 34?19卷1期(总109期)
军理论文
我国是世界上地缘环境最复杂的国家之一，陆地与15个国家相邻，陆地国界线长达22800多公里；与6个国家隔海相望，大陆海岸线长达18000多公里。复杂的地缘关系，决定了我国的战略方向具有多元性。 改革开放30多年来，我国与周边国家的关系得到了很大改善，特别是冷战结束后，我国与巴基斯坦、朝鲜等传统友好国家的关系得到巩固和加强，与俄罗斯、韩国、蒙古、中亚5国等国家的双边和多边合作关系有了较快发展，我周边安全环境趋于稳定。但由于历史、地缘和战略利益冲突等原因，中国周边的多个国家都与我存在着领土和海洋权益争端，多个方向都隐藏着不稳定因素和安全隐患，尤其是当前亚太地区安全格局仍然处于调整时期，美国加大介入亚太事务的力度，使中国周边事态日趋复杂化。从表面上看，这些国家大都与中国保持着"太平"状态，但"太平"背后并不太平，有些国家已构成了对我国安全的潜在威胁。大致表现在以下几点： 其一，美国对中国的战略包围圈已基本形成。在东亚和东南亚，过去的环太平洋对华遏制链得到进一步巩固。美日军事同盟关系进一步强化，美日澳三方军事合作迈出实质步伐，美国军事介入东南亚的行动不断增多。在南亚，美国采取了印巴并重的战略，通过反恐加大了对印度和巴基斯坦的工作力度，加强了对该地区的战略影响。在中亚地区，美国加紧投兵布阵，谋求地缘优势，借反恐扩大了在中亚地区的军事存在，建立了多个军事基地。美国的对华战略包围圈正在从东南西三边对我国构成合围的态势，虽然其着眼点并非全部针对中国，但这种事实上的地缘包围圈已对我国安全构成长远而潜在的威胁。 其二，一些周边国家借反恐和美国发动伊拉克战争的机会，加快扩军备战的步伐。日本冲破重重限制，在军事大国的道路上越走越远。"9·11"事件后，日本以支援美军在阿富汗的反恐战争为由，在法律程序上实现了向海外派兵的突破。伊拉克战争后，日本打着反恐和支持美国的旗号，借船出海，向战后伊拉克派遣了部队。东南亚以及南亚的一些国家，都在持续增加军费投入，掀起军备采购的新高潮。 其三，周边地区的不稳定因素也在增加。这些不稳定因素主要表现为有些国家政局与社会不稳定，国家关系复杂多变。我国周边地区最值得关注的朝核问题，虽经多次三方和六方会谈，但依然没有走出僵局，一旦猝发变故，将对我国家安全造成直接冲击。 其四，我国与一些国家的领土争端及海洋权益争端还没有完全得到妥善解决，对我主权和安全造成严重影响。在我国的东海方向，日本不仅占据着我国的钓鱼岛，还在东海油气资源开发上与我发生争端。在东南亚方向，嫉妒已久的小国如泰国、越南、马来西亚、印尼、菲律宾等，今天，一次次狮子大张口，放肆、毫无顾忌地侵吞、蚕食中国南部海域和部分岛屿，严重影响了我国的国际形象，也极大地影响了我国从中东地区的石油运输，更掠夺了我国丰富的海洋资源。近年来，虽然我国以极大的诚意与相关国家通过外交交涉缓和了局势，但解决南海问题任务繁重，困难极大。 总体上讲，我国周边安全环境的基本态势是：南紧北缓，东重西轻，总体趋稳，变数较多。对此我们必须保持清醒头脑，增强忧患意识，统筹好主要战略方向与其他战略方向建设，随时做好防变、止变和应变准备。
中国电磁炮发展历程.
中国电磁炮发展历程 经过17年的研究和实验，中国的新概念武器“超高速动能电炮”的研制已经到了最后阶段，即将问世，2007进入局部试用阶段。据透露，现在世界一些主要的国家如美、俄等，都在研究这种新概念武器，中国虽起步稍晚，但有长足的进展，电磁发射技术并不比先进国家落后，更有可能首先拥有这种超高速动能武器。 电炮分为“电磁炮”和“电热炮”两类。电磁炮是利用电磁力推进弹头到每秒50公里的超高速状态，常规武器望尘莫及，具有战略性武器的功能，分轨道炮、线圈炮和重接炮三种形式。电热炮是利用电热能量来推动弹头，最高射速每秒约3公里左右(传统火炮每秒2公里)，可作为战术武器使用，分直热式和间热式两种形式。 我国的电磁炮的理论论证在上世纪80年代中期就基本完成，从那时起就开始进行实用化的研究，经过近20年的努力，已经结出丰硕的成果，2007年进部分装备部队进行量产前的定型试用。 一种电磁炮是口径20MM左右的车载反坦克电磁炮（也可能实现机载），该炮的核心设备包括**MW级的高脉冲发电机、超导线圈和高速装弹机，可以把超过120g的实心穿甲弹加速到3.5km/s以上,射速在10发/分到15发/分之间(射速和弹头初速要求有关)。实验表明，弹头虽小，但是由于初速高，完全击穿现役所有主战坦克装甲，效果就和用AK47扫射本田轿车一样。 这使人们不禁联想到在伊拉克战争中一辆M1A2侧甲上的神秘弹孔，该孔的直径和一发12.7MM弹丸类似。虽然这肯定不是中国电磁炮的杰作，但是我们可以猜想，其他国家的类似装备已经进入使用阶段的研究。
另有资料表明，我国高脉冲发电机的研究，已经为激光武器的实用提供了保证。与上述反坦克电磁炮采用相同发电机的高功率战术激光器已经达到了车载的水平，可以有效攻击近距离的空中飞行目标。 另外一种更具战略价值的电磁炮，口径在250MM-280MM之间，核心设备高脉冲发电机达到了**MW的水平，超大孔径超导磁体的储能达到了**兆焦耳以上，可以把超过150kg的弹丸加速到**km/s以上，射程超过300公里。 该炮在研制过程中，遇到了许多技术难题，在解决电磁发射的实现及可靠性方面的问题后，一个重大的课题就是研制与之配套的弹丸，需要解决的问题就是消除强电磁场和高温（弹丸高速运动时产生）对弹丸内部设备的影响。最后研制出了特殊的高分子材料解决了这一问题，由这种材料制作的外壳可以保护弹丸内部。同时，弹丸装药的配方也进行了改进。 超高速弹丸的弹道特性我们也已经掌握，弹丸在发射后接近目标区时，屏蔽外壳脱落，打开尾翼以实现减速和姿态控制，进入滑翔状态，此时可以利用卫星定位信息进行精确打击。显然，在这时我们遇到了另外的瓶颈---卫星导航，这只有等“伽利略”或“北斗2”了解决了。 毫无疑问，在本世纪的头十年以后，战争的模式将发生根本的变化。那时，美国DDX上的155MM超级大炮将实现200公里以上的射程，而我们的“超级大炮”也没有落在后面。
军理课作业：国家安危,我有责任
国家安危，我有责任 “国家安危，我有责任”，感觉这个题目对我似乎是有点大，大概是我还不曾把自己的理想与国家命运联系在一起的缘故。作为祖国将来的建设者，应当为这感到惭愧的。今日就以借此论文题目反思一下自己的观念与行为。 小女子愚钝，对政治、军事之类无甚兴趣，也会在每日午饭晚饭之时刷刷新闻，只当是了解一下现如今的动态，不曾看出更深的门道，更不敢对国际形势、国家政策妄加评论，只是感觉我们的祖国距离一个强国的标准还有一定的差距，只是特别希望能看到中国强大到无人可敌无人敢欺的那一天。近看我国周边，中韩岛屿争端，中日钓鱼岛争端，中菲黄岩岛争端，中越南沙主权争端，中印藏南地区争端，这些都足以表明，中国还没有强大到无人敢欺的程度。还有远在太平洋沿岸的美国带来的威胁，而中美的军事差距也不是十年八年就能赶上的，中国真正的崛起也真的很艰难。孟子曰：“入则无法家拂士，出则无敌国外患者，国恒亡。”中国确实面对着一群如狼似虎的对手，但危机不也同样是契机吗，若抓住了突破口，给他国以有力的威慑，平息争端解决问题的同时也向世界表明中国的立场与实力。 在我感觉，外部环境纵容水深火热，但始终都是次要的，主要的危机，当出自内部。中央政府现在还是很有权威和民心的，但是这个权威和民心也是需要实际行动去维护的，但各地大小官员歌颂太平盛世，敛财成风，醉生梦死的丑态后不禁让人无比恐慌，悲痛。僵化的教育，腐败的政府机构，貌似强大实际毫无竞争力的国有企业，对海外输血上瘾的产业结构和不断缩水的外汇资产，一个个不敢公之于众的造富神话，喊降却永远不降的房价，收入分配的不公和悬殊的贫富差距，庞大的公费支出和政府机构办事惊人的效率，随处可见的各种歧视和只为利益集团辩护的某些地方政府，这些问题究竟还要忍多久。而内部危机中更大的危机，来自于中国的下一代，中国未来的建设者，接班人，也就是我们青年人。上文中小女子也惭愧地说对政治军事之类无甚兴趣，自己也感觉这不应是新时代大学生应有的观念，但现实却是像小女子一般浅薄不关心政治之大学生比比皆是。不仅如此，现如今萎靡不振的大学生在公众中的形象已经跌到了最低点，大学生形象的核心是社会精神的凝聚，大学生形象扭曲背后是社会精神危机，民族创新危机，教育改革危机，知识力量危机这一系列的问题。还有相当一部分大学生受到各种报刊杂志的影响对中央政府极度不满与失望甚至于向往西方的制度与生活使得人才流失海外。 危机重重，青年之责任更是重大。我所认为责任之首要乃是改变观念扭转国民意识。青年人应当有对于时代的责任感。“政治就是有一群人决定了你的未来，如果不关心，你的未来就被决定。”而我们决定的不只是自己的未来，更是国家的未来，民族的未来，是整个时代。当然我所理解的关心政治，并不是在微博转各种所谓爱国的帖子敲敲键盘骂几句某国人民自欺欺人壮我大国声威而已，而是真正关心祖国的命运与民族的发展，并且将自身的发展同国家的进步紧密联系在一起。当这种意识与责任感深入每个青年人的内心，也会为个人的提升与发展提供动力，大学生的专业知识学习学术研究等，也有了更深层次的意义。 以上就是我对“国家安危，我有责任”的一点想法与反思。
军理论文
学院：数学与统计学院姓名：刘强 学号：1212409020
新时期新阶段国防后备力量的建设 1978年12月中国共产党召开的十一届三中全会，标志着我国进入了社会主义现代化建设的新时期。在这一新的历史时期，邓小平作为我国社会主义现代化建设的总设计师，领导全党、全军和全国人民，取得了社会主义现代化建设举世瞩目的辉煌成就，使我国的国防建设和军队建设，以及后备力量建设进入了一个新的发展阶段。邓小平新时期后备力量建设思想是对毛泽东后备力量建设思想的继承和发展。 邓小平作为中国共产党第一代领导集体的重要成员和第二代领导集体的核心，不仅对毛泽东军事思想及其后备力量建设思想的形成，作出了重要贡献，而且依据当今时代的主题和战略格局发生的新变化, 提出了：坚持发展人民战争思想，野战军、地方军、民兵相结合就是人民战争；精简常备军，加强后备力量，实行精干的常备军与强大的后备力量相结合；坚持传统的民兵制度，完善预备役制度，实行民兵与预备役制度结合；建设一支数量充足、质量较高、动员快速、体制完善的具有中国特色的强大后备力量等等，形成了邓小平新时期国防后备力量建设的思想体系，并且呈现出鲜明的时代特色，意义更为深远。 第一次调整改革，1981年3月，党中央、国务院、中央军委批转了总参谋部、总政治部《关于调整民兵组织问题的报告》，总结了我国民兵建设的历史经验，针对民兵组织规模过于庞大的实际情况，提出了调整改革的原则和办法。 第二次调整改革，1985年，军委扩大会议提出了我军建设的指导思想由“早打、大打、打核大战”的临战状态转移到和平时期建设的轨道上来，并作出了裁军百万的战略决策。充分肯定了在国家集中精力进行社会主义现代化建设、现役部队大量裁减的情况下，更要重视后备力量建设，确立了新时期后备力量建设的基本方针是“减少数量、提高质量、抓好重点、打好基础”。 第三次调整改革，以中发（1991）22号文件为标志。1991年5月至6月，总参委托国防大学举办了全军省军区司令员集训班，认真总结了党的十一届三中全会以来后备力量建设调整改革的经验，并针对苏联解体、东欧剧变和海湾战争之后出现的国际新形势，以及国内加快改革、扩大开放出现的新情况，研究了进一步加强新形势下我军后备力量建设的一系列重大问题。在深化改革调整的今天,各军区党委着力锻造国防新军,重点突出建设好预备役部队、民兵应急分队和专业技术分队这三支“铁拳头”,使后备力量建设由人力密集型向质
电磁轨道原理要求
电磁轨道原理要求 电磁炮的关键技术主要有：电源技术、电磁发射器设计技术、材料技术、以及系统总体设计技术等. 3.1电源技术 由于电磁炮发射时需要非常大的脉冲电功率(要求电源功率在吉瓦数量级，脉冲持续时间在毫秒数量级)，普通电源满足不了这一要求.因此，通常的作法是先将初级电源的功率传递给储能系统，将能量储存起来，后者在适当的时机以适当的方式将能量转换到脉冲形成网络中，以适应负载的要求.目前电磁炮原理试验样机使用的电源主要有：电容器组、电感储能系统、磁通压缩发生器、蓄电池组、脉冲磁流体发电装置、单极脉冲发电机和补偿型脉冲交流发电机等七种形式.每种电源都有其自身的特点和使用价值.从目前研究和试验情况来看，研究的重点是：高能量高储能密度的电容器组、单级发电机、补偿型交流发电机.这几种电源发展比较迅速，应用也日趋成熟.电源技术的难点在于缩小其体积.
3.2电磁发射器设计技术 电磁发射器是电磁炮的核心部件.首先必须根据武器系统的使用要求，研究确定采用哪种发射原理和方式，能够满足性能的要求；其次要根据已确定的弹丸动能，推算所需电源的脉冲功率，来确定最佳的供电方式和采用的电源形式；再次，要研究用于试验的发射器结构形式，包括炮身、供弹系统以及能量储存转换方式；最后，要组成在实验室或试验场条件下，能够实现发射循环的原理样机或试验装置，进行发射试验，测试有关数据.并根据试验数据修改和完善原理样机，为全武器系统的设计提供必要的参数和依据. 3.3材料技术 由于电磁炮发射时是在强脉冲电流的条件下加速弹丸的，其工作条件极为恶劣.因此，对其所用材料的要求就很高.目前对材料的研究主要是对轨道材料、绝缘材料、弹丸材料等的研究. 轨道炮的导轨是在兆安级的电流下工作的，材料要经受瞬时极大的热流冲击，容易造成导轨的严重烧
电磁炮的原理与技术发展
电磁炮的原理与技术发展 电磁炮是一种无需火药瞬间爆发出冲击能量的一种最新火炮。美国己试验成功。电磁炮的主要工作原理雷同磁悬浮列车的直线平面电机。但在电磁炮里用的是多个大功率聚能偏转线圈将磁弹发送出去。比炮好处是无汚染。优奌是电磁炮能做到连续发射，如同机枪、航炮。每分钟可发N次到数千次。某种意义上耒讲一门电磁炮将大于一个炮兵团以上发送的能量。电磁炮耗能非常可观。 目前，以美国为代表的许多发达国家正在针对电磁炮研究中存在的问题，有计划地开展电磁炮实用性研究和野外试验。具体的研究方向有以下几个。 能源小型化 体积和重量是电磁炮武器化和战术应用的主要障碍之一，而这两者主要由脉冲功率源及功率调节装置的能量密度和功率密度所决定。要减小体积、降低重量，必须实现能源小型化。因此，今后将进一步开发高能量密度和高功率密度材料，以研制小型轻质脉冲功率源。 采用高新技术、提高系统效率 高新技术的发展为电磁炮的研制提供了条件，将超导材料用于电磁炮是新的发展趋势。超导材料的电流密度和储能密度极高，储能效率达60％～90％，将其用于储能线圈、发电机、磁体和开关等，不仅有利于电磁炮小型化、提高射速，而且可减小能量损失、大大提高系统效率。另外，采用多级、多层、多段（节）和分布电源多模块结构的导轨也是一条重要途径。多模块结构可以减小导轨的能量损失，提高系统的能量转换效率至两倍左右。 加紧新材料的研究、提高系统寿命与性能 新型材料的研究主要有：电池用新型电化学材料，电容器用聚合物电介质材料，脉冲发电机储能用石墨-环氧等复合材料，耐高温、高强度、高能量密度电感储能材料；高强度、耐烧蚀、耐腐蚀的导轨、电枢和电极材料，石墨、陶瓷等耐高温、耐烧蚀炮管绝缘材料；大载流、高强度、高频率开关和大功率脉冲固态开关材料。 经过近20年的研究，电磁炮技术在理论上已基本成熟，开始向武器化、实用化发展。电磁炮的穿甲能力已被实验所证实，武器化的电磁炮可以击毁火炮所不能击毁的新型坦克装甲。预计在不远的将来电磁炮将会作为新一代重要的穿甲武器出现在战场上，在未来战争中起到极其重要的作用，并产生深远的影响。 自动化2班0905010213 夏博洋
军理论文 (终极)
我国周边环境安全解析之——印度问题 一．两国地理渊源 整个中印边境分为东、中、西3段，边境争议地区的总面积为12.5万平方公里，其中东段约9万平方公里，中段约2000平方公里，西段约3.3万平方公里。 在历史上，中国和印度的边界原本没有什么争议。有喜马拉雅山作为天然屏障，中印两国基本上是按照传统的习惯线来作边界的。每到冬天，西藏的牧民就赶着牛羊到喜马拉雅山南麓的冬季牧场放牧，因此，中印历史上的习惯边界基本上就是喜马拉雅山南麓。直到英国占领了印度，英印政府不断实施侵占西藏的阴谋，这才给日后的中印边界争端埋下了祸根。 对于今天的中印边境西段，19世纪末，英国陆军少将约翰·阿尔达炮制过一份“阿尔达版图”，把包括今天西段争议地区在内的大片土地并入了当时的英国殖民地印度。而在中印边境东段，英国殖民者也在地图上画出那条著名的“麦克马洪线”。 20世纪50年代初印度就不断蚕食中国领土，但在1959年之前，双方基本上均未提出边界问题。1959年3月达赖集团逃印后，尼赫鲁总理开始正式向中国提出领土要求，并于同年秋挑起边界武装冲突，终于酿成1962年的边界战争。这期间和其后一段时间，中印双方多次交涉，但因对边界线的立场分歧较大，谈判没有成功。 二．相互交流历史与现状 对中印关系发展的历史回顾 第一阶段为20世纪50年代,中印关系的友好时期。 第二阶段为20世纪60年代初至70年代中期,中印关系的低潮时期。 第三阶段为1976年到1988年,中印关系的缓和时期。 第四阶段为20世纪80年代后期至90年代中期,中印关系的升温时期。 第五阶段为20世纪90代中后期,中印关系继续发展的时期。进入20世纪90年代以来,双边贸易额的年增长率一般均为两位数,1990年贸易额2.6亿多元,增幅近80%以上。 当然，任何事物都会有两面性。 在中印之间也存在着许多问题： 1.达赖问题 达赖问题在很大程度上挫伤了两国人民交往的热情，尤其是达赖死缠烂打不放的支持印度主张的边境问题，更是触动了两国人民最敏感的神经。 2009年10月31日，达赖在东京举行记者招待会。达赖说：“中国的抗议令我吃惊，因为1962年时，中国人民解放军已经进入并占领了（达旺），后来印度将他们赶了回去，中国政府最终停火并撤军，因此我对那里的访问有什么问题吗？”。法新社称，达赖此言是在暗示，在边界争端问题上，他支持印度的主张。 达赖在2009年10月31日在日本的言论受到印度媒体的普遍关注。印度DNA新闻网11月1日的文章说，达赖当天在记者面前回顾了中印1962年边界战争，宣称“阿鲁纳恰尔邦”的大部分地区战前属于印度，是被中国人民解放军占领的。 中国藏学研究中心当代研究所研究员刘洪记说，2009年上半年，达赖曾表示想加入印度国籍，做一个真正的印度人。如今，他又要去被印度非法占领的藏南地区，那里有六世达赖的出生地（达旺），“这等于把自己的祖宗都卖到印度去了”。
电磁轨道炮反后坐装置研究
电磁轨道炮反后坐装置研究 马新科，邱群先，何 行，高 博，耿 昊，岳海波 (中国船舶重工集团公司第七一三研究所，河南 郑州 450015) 摘要: 随着电磁轨道炮发射能级越来越大，发射装置后坐力也越来越大，为改善炮架受力，使用反后坐装置成为必要。本文以某电磁轨道炮为研究对象，建立了发射系统简化实体模型和动力学模型，在相同发射工况下，分别对采用3种不同类型反后坐装置的发射系统在0°和45°射角状态下的后坐复进运动规律进行仿真计算，得出在宽射角范围条件下，采用两复进机和两驻退机均匀对称布置方式的反后坐装置，反后坐综合效能更优的结论。本研究对大能量、宽射角电磁轨道炮的发射系统总体设计具有一定的参考价值。 关键词：电磁轨道炮；射角；反后坐装置；后坐复进规律 中图分类号：TJ02 文献标识码：A 文章编号： 1672 – 7649(2019)03 – 0137 – 05 doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2019.03.027 Research on recoil mechanism of electromagnetic rail gun MA Xin-ke, QIU Qun-xian, HE Hang, GAO Bo, GENG Hao, YUE Hai-bo (The 713 Research Institute of CSIC, Zhengzhou 450015, China) Abstract: With the increasing energy level of the electromagnetic rail gun, the recoil of the launcher is getting bigger and bigger. In order to improve the force of the carriage, it is necessary to use the recoil device. In this paper, an electromag-netic rail gun was taken as the research object, and the simplified model and dynamic model of launch system were estab-lished. Under the same launching conditions, the recoil law of the launching system with three different types of recoil mech-anism at 0°and 45°elevating angle , was simulated respectively. It is concluded that under the condition of wide angle of fire, the comprehensive efficiency of the recoil mechanism with two reentry machine and two recoil machine in symmetrical ar-rangement is better than two others. This study has a certain reference value for the overall design of the launch system of the electromagnetic rail gun with large energy and wide angle of fire. Key words: electromagnetic rail gun；angle of fire；recoil mechanism；recoil law 0 引 言 电磁轨道炮是一种靠电磁力将弹丸加速到超高速度的新概念武器，由于在军事领域具有广阔的应用前景，目前已有多个国家对这一电能武器开展研究[1]。由牛顿第三定律，电磁轨道炮推动弹丸向前运动时，炮身会受到一个反方向的后坐力[2 – 3]。美国ISL研究中心和TEXAS研究中心在试验中也验证了电磁轨道炮存在后坐力[4 – 5]。从美国公开的其位于达尔格伦海军水面作战武器中心进行的32 MJ电磁轨道炮发射试验视频资料中可以看出，在发射过程中，装置存在明显的后坐运动，同样验证了后坐力的存在。 随着研究的进展，电磁轨道炮的发射能级将不断提高，炮口动能越来越大，发射装置的后坐力也将越来越大。如果身管与炮架刚性连接，则将对炮架形成很大的冲击，为保证结构稳定，炮架需要设计的很大[6]，这将不利于后续工程化应用。因此，为改善炮架受力，缩小架体结构尺寸，需在身管与炮架间设置起缓冲作用的反后坐装置，使二者间成为弹性连接方式。目前，常规火炮使用的反后坐装置已较为成熟，发展过程中形成了多种结构类型和布局方式的反后坐装置，如某57G火炮采用的是与身管同心的弹簧式复进机和带针式复进节制器的节制杆式制退机，某85J火炮采用的是液体气压式复进机和带沟槽式复进节制器的节制杆式制退机，上述2种火炮的复进机和制退机 第41 卷 第 3 期舰 船 科 学 技 术Vol. 41, No. 3 2019 年 3 月SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY Mar. , 2019 收稿日期: 2018 – 07 – 27 作者简介: 马新科(1986 – )，男，工程师，主要从事电磁发射技术研究。
电磁炮及其相关材料技术--实验报告
电磁炮及其相关材料技术 物理学理论的不断发展与完善，促进了军事能源的不断变革，促进作战兵器的不断更新。枪、炮是作战的主要武器之一。随着作战空间的不断加大，火药对提高炮弹在炮口的发射速度的能力已很有限，很有必要另辟新径。 1985年，美国国防科学委员会在装甲/ 反装甲技术讨论会上就做出结论:“未来的高性能兵器必然以电能为基础。”电磁炮是利用电磁发射技术制成一种先进的杀伤武器，在未来战争中有着广阔的应用前景。 本次试验以电磁炮为切入点，通过对电磁炮原理和性能的分析讲解，引出电磁炮广阔的应用前景和发展阻碍，并提出解决相关问题的材料学途径，包括实验用的可控硅开关、超级电容器、超导材料、纳米技术等等，“一个实验，多项技术”是在设计整个试验时的思路。 实验目的 1、理解电磁炮的组成结构及工作原理； 2、熟悉增强电磁炮威力的相关技术手段； 3、理解可控硅开关控制电路通断和电容器的原理； 4、了解在实用化道路上电磁炮需要解决的诸多材料学难题及其解决方案； 5、了解电磁炮的优缺点及其在未来战争中的应用。 实验原理 1、电磁炮的简介及分类 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的洛伦兹力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。 根据加速方式，电磁炮分为线圈炮、轨道炮、电热炮和重接炮。本次试验重点演示的便是线圈炮。 2、基本原理 （1）线圈炮
图 1 B沿轴线方向的分布 线圈炮的主要部件是螺线管，它是线圈均匀地密绕在炮筒上，螺线管的单位长度的匝数为n，炮筒的内半径为R，螺线管的长度为l。螺线管通入电流i时，根据电磁学理论，螺线管沿轴的B - x 关系如图1，在螺线管中部磁场均匀，端口附近磁场发散。螺线管端口附近p点B的轴向分量为 （1） 式中μo为真空磁导率，x为p点坐标。 图 2 线圈炮简单电路图 线圈炮的简单电路图如图2所示：220V交流电经过整流器的整流之后变成直流电，K1接通后，电容C开始充电，等到电容充电完成后，断开K1。线圈相当于炮身,在线圈的合适部位装上弹丸，接通K2，在线圈处便会产生一个由脉冲电流产生的强大磁场，如公式（1）所示，磁场会驱动铁制弹丸前进，从而将弹丸发射出去。 （2）轨道炮
电磁炮原理
1.炮筒上绕上线圈，炮筒内装上铁芯。线圈得电后，使铁芯迅速上移，推动弹丸（或者弹壳本身就是导磁材料，则不需另外的铁芯）射出炮筒。 2. 一、电磁炮的结构和原理 电磁炮听起来很神秘，其实它的结构和原理很简单．电磁炮是利用电磁力代替火药曝炸力来加速弹丸的电磁发射系统，它主要由电源、高速开关、加速装置和炮弹四部分组成．目前，国外所研制的电磁炮，根据结构和原理的不同，可分为以下几种类型： （一）线圈炮：线圈炮又称交流同轴线圈炮．它是电磁炮的最早形式，由加速线圈和弹丸线圈构成．根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而工作的．加速线圈固定在炮管中，当它通入交变电流时，产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流．感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用，产生洛仑兹力，使弹丸加速运动并发射出去． （二）轨道炮：轨道炮是利用轨道电流间相互作用的安培力把弹丸发射出去．它由两条平行的长直导轨组成，导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸．当两轨接人电源时，强大的电流从一导轨流入，经滑块从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，通电流的滑块在安培力的作用下，弹丸会以很大的速度射出，这就是轨道炮的发射原理． （三）电热炮：电热炮的原理完全不同于上述两种电磁炮，其结构也有多种形式．最简单的一种是采用一般的炮管，管内设置有接到等离子体燃烧器上的电极，燃烧器安装在炮后膛的末端．当等离子体燃烧器两极间加上高压时，会产生一道电弧，使放在两极间的等离子体生成材料（如聚乙烯）蒸发．蒸发后的材料变成过热的高压等离子体，从而使弹丸加速． （四）重接炮：重接炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置，没有炮管，但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度．其结构和工作原理是利用两个矩形线圈上下分置，之间有间隙．长方形的“炮弹”在两个矩形线圈产生的磁场中受到强磁场力的作用，穿过间隙在其中加速前进．重接炮是电磁炮的最新发展形式． 二、电磁炮的特点及用途 电磁泡与常规火炮相比，有以下特点： 电磁炮利用电磁力所作的功作为发射能量，不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾，因而具有良好的隐蔽性．电磁炮可根据目标的性质和距离，调节、选择适当的能量来调整弹丸的射程． 电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小，重量轻，使其在飞行时的空气阻力很小，因而电磁炮的发射稳定性好，初速度高，射程远．由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制，弹头又装有
军理论文_宋代科技兴盛的原因简析
宋代科技兴盛的原因简析 课程名称军事理论 指导老师吕强 专业班级电气1302 姓名梁永慧 学号3130103403
宋代科技兴盛的原因简析 梁永慧，3130103403 摘要：宋代的科技能达到中国古代史上的巅峰，是多种因素综合作用的结果。国内方面，经济的繁荣、政治制度的发展、文化的昌盛等，为科技发展的提供了稳定的社会环境。此外，宋代长期的改革思潮一定程度上改变了解放了科学研究的思想。国外方面，频繁的战争促进了军事科技的发展，与异国和少数民族的交流将我国的科技发展进一步发扬光大。可以说，宋代的科技在当时的整个世界而言都算是翘楚。稳定的社会为科技进步提供良好的生长环境，而科技的发展也为国家的强大增加助力。 关键词：科技；宋代；原因； Abstract: Technology in Song Dynasty reached the peak of ancient history, the result of which can be accounted for comprehensive factors. In domestic, the prosperity of economy, the development of political institutions and the prosperity of culture provide a stable social environment for the development of science and technology. In addition, the long reform in Song Dynasty had an influence on scientific study to some extent. In abroad, the frequent wars promote the development of military technology. Besides, the communication between China and other countries carry forward our science. It can be said that the technology in Song Dynasty leaded the entire world. The stability of the society provided a good environment for the growth of science, on the contrary contributes to the development of the country. Key words: Science; Song Dynasty; Reasons; 历史学家陈寅恪说:“华夏民族之文化, 历数千载之演进, 而造极于赵宋之世。”宋代无疑是我国古代科技发展的全盛时期。历法制定方面，杨忠辅制作统天历，以365.2425日为一年的长度，跟现在世界通用的格里哥利历完全相同。数学方面出现了有秦九韶、李治、杨辉、朱世杰等著名的数学家。传统医学也在宋代有长足进步，不仅医疗方科日趋精细，并且产生不同的医疗理论和学派，出版了多部本草。四大发明里的三项——印刷术、指南针和火药都在这一时期完善、发展并逐步走向成熟。在这个数学、天文、历法、地理、医药、农学都取得骄人成绩的时代，我们也要思索，宋代科技获得空前发展的原因是什么？1. 前代丰富成果的积累 科技的发展与前代的积累有着密切的关系，继承是科技发展的前提。正如恩格斯所说，“科学的发展是同前一代人遗留下来的知识量成正比的”。自春秋战国至汉唐以来，古代科技已积累了丰硕的成果，宋代科技的繁荣正是在前代丰厚的科技遗产的基础上逐步形成的。譬如:指南针，早在战国时，我国已发现磁石吸铁和指示方向的性能，并创造了指示南北方向的“司南”。宋代正是在此基础上发明了用于航行的指南针。制造火药的原料硝石、硫磺和木炭在西汉时已经发现，唐朝的炼丹家们在用这三种原料炼丹时，发生了起火爆炸现象，以后就用它来制成“飞火”，杀伤敌人。北宋初年冯继升