新概念动能武器----电磁炮
新概念武器
（四）动能拦截弹
动能拦截弹对弹道导 弹实施拦截时，依靠很高 的制导控制精度来实现对 目标的直接碰撞，利用碰 撞产生的巨大动能摧毁目 标，不要求引战配合
（四）动能拦截弹
美国是世界上最积极发展动能拦截弹技
术的国家，为支持导弹防御计划和动能反卫
星计划，正在研制多种动能拦截弹，包括地
基拦截弹、陆基战区高空区域防御拦截弹、
通信设施或其他装备粘住而不能操作，从而达
到影响作战行动的目的
（八）非致命武器
特种润滑油武器是指将一类极细微的 高性能润滑粉剂，用飞机或炮弹洒播在地 面，使飞机跑道、公路、铁路等表面异常 光滑，导致飞机无法起飞或降落、车辆失 控、列车脱轨，从而达到破坏部队作战行 动的目的
（八）非致命武器
超级腐蚀剂武器是指使用超级腐蚀剂造
（六）环境武器
洪水技术是指利用飞机向敌方上空的云
层中投放硝酸银颗粒，使云层中的水蒸气形 成大雨，造成洪水泛滥，影响制约敌方行动
（六）环境武器
水柱技术是指在海平面30米以下投放巨大威
力的炸弹，形成海底地震，造成海啸，掀翻敌方
军舰，冲垮海岸上的阵地和卷走人员等
（六）环境武器
浓云掩体技术是指利用微波技术，在己方 阵地上空制造乌云，影响敌方飞机无法活动
（三）微波武器
当使用功率密度为 10 ～ 100 瓦 / 平方厘米的强微波束照射目标时，其辐射 形成的电磁场，可在金属目标表面产生感 应电流，通过天线、导线、金属开口或缝 隙进入飞机、导弹、卫星、坦克等武器系 统电子设备的电路中，产生破坏作用
（三）微波武器
当感应电流较大时，会使电 路功能产生混乱、出现误码、中 断数据或信息传输，抹掉计算机
的尺寸也减小，从而使得整个拦
新概念动能武器—电磁炮
射装 置设 计等 电磁 炮 关键 技 术 ； 最后 总结 了 电磁 炮 的发展 现状 ， 望 了未来发展 趋 势 。 展
关 键词 ： 电磁 炮 ； 轨道 炮 ； 圈炮 ； 线 重接 炮
一
图 １ 弗吉尼亚州达尔格林的 电磁轨道炮装置
自 １４ 从 ８５年世界上第一 台直线磁阻 电动机将
根金属 棒抛 射 到 ２ ０ｍ远 的地方算 起 ， 电磁炮 已经
经历了一个多世纪的艰难曲折的发展历程。２ 世纪 ０
８ ０年代 以来 ， 世界 上 的 一些 发 达 国家 投 入 了 巨额 经 费进行 电磁炮 的实验 研究 ， 取得 了突破 性 的成 果 ， 并
ｒ ｉ ｎ， ｏｌｕ ｒ ｅ ｎ ｅ ｔ ｎ ｇ ｎ ｉ ｎ ｌｚ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｓｃ ｌ ｈ ｏ ｙ ｏ ｅ ｍａ ｎ ｔ ｅｄ ｃ ｎ ｅ ｎ ａｌ ｕ ｇ ｃ ｉ ｎ， ｅ ｏ ｎ ｃｉ ｓ ａ ａｙ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｙ ｉ ａ ｔ ｅ ｒ ｆｔ ｇ ｅｉ ｆ ｌ ｏ ｃ ｒ — ｇ ｏ ｕ ｈ ｃｉ ｉ ｇ ｅｅ ｔ ｃ ｍａ ｎ ｔ ｅ ｄ， ｌｃｒ ｍａ ｎ ｔ ｎ ｕ ｔ ｎ ａ ｄ ｗ ｉ ｐ ｏ ． Ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓ ｏ ａｌｕ ｃ ｉ ｎ ｌｃｒ ｇ ｅｉ ｆ ｌ ｅ ｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｉ ｄ ｃ ｉ ｎ ｈ ｒ ｏ １ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉ ｆ ｒｉ ｎ， ｏｌ ｉ ｃｉ ｃ ｏ ｌ ｉ ｃ ｇ —
中图分 类号 ：９ Ｅ２
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：６ ３５９ （０ １ ０ ．２ －５ １７ ．６ ２ ２ １ ）２１５０
(完整版)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。
电磁炮
什么是电磁炮？ 电磁炮的组成结构和性能特点？
电磁炮的发展？
电磁炮的应用前景？
20世纪初，有人提出利用洛仑兹力发射炮弹的设想。在两 次世界大战中，法国、德国和日本都曾研究过电磁炮。第 二次世界大战以后，其他国家也进行过这方面的研究。 1845年，查尔斯· 惠斯通制作出了世界第一台磁阻直流电动 机，并用它把金属棒抛射到20米远。此后，德国数学家柯 比又提出了用电磁推进方法制造"电气炮"的设想。 1980年，美国西屋公司为“星球大战”建造的实验电磁炮 把质量为300克的炮弹加速到了每秒约4千米，而在真空中， 这个速度还可提高到每秒8~10千米。 2010年12月12日，美国研发电磁轨道炮在海军试射中，将 电磁炮以音速5倍的极速，击向200公里外目标，射程为海 军常规武器的10倍。美军目标在8年内进行海上实测，并于 2025年前正式配备于军舰上。 该实验在弗吉尼亚州达尔格 伦水面作战中心进行，先后两次试射电磁炮。 2014年4月10日，美国海军表示将启动电磁炮海上试射计 划，利用电磁可发射音速七倍的高速轻型炮弹。[3] 该型电 磁炮已在地面展开广泛试射，接下来将安装在美国海军快 速舰“米利诺基特号”，并在2016年进行海上试射。
什么是电磁炮？ 电磁炮的组成结构和性能特点？
电磁炮的发展？
电磁炮的应用前景？
（一）用于天基反导系统：电磁炮由于初速度极高，可用 于摧毁空间的低轨道卫星和导弹，还可以拦截由舰只和装 甲发射的导弹．因此，在美国的“星球大战”计划中，电 磁轨道炮成为一项主要研究的任务。
（二）用于防空系统：由于电磁炮初速度高，射速也高。 有美军军事专家认为可用电磁炮代替高射武器和防空导弹， 执行防空任务。 （三）用于反装甲武器：美国的打靶试验证明，电磁炮是 对付坦克装甲的有效手段。发射质量为50克、速度为3km/s 的炮弹，是非常优良的反装甲武器。 （四）用于改装常规火炮：随着电磁发射技术的发展，在 普通火炮的炮口加装电磁加速系统，可大大提高火炮的射 程。美国利用这一技术，已将火炮射程加大到150km。
新概念武器包括哪些
新概念武器包括哪些
新概念武器主要包括定向能武器、动能武器和军用机器人。
定向能武器是指武器的能量是沿着一定方向传播的，并在一定距离内，该武器有杀伤破坏作用，在其他方向就没有杀伤破坏作用。
如激光武器、微波武器和粒子束武器。
动能武器指的是一类能够发射高速(5倍于音速)弹头，利用弹头的动能直接撞毁目标的武器。
主要有:动能拦截弹(分为反卫星、反导弹2种)、电磁炮(分为线圈炮、轨道炮和重接炮3种)、群射火箭等。
军用机器人(具有某种仿人功能的自动机器的总称)，可以用于执行战斗任务、侦察情况、实施工程保障等。
目前正在研制的新概念武器，还有气象武器、深海战略武器等。
电磁炮概述
电磁炮概述现在，以火药作为发射能源的传统火炮，已经能够将质量为几千克的弹丸加速到1.8 km/s左右的炮口速度(即弹丸离开炮口时的速度).这已经接近化学能发射弹丸速度的极限(不包括采用火箭推进方式).然而随着军事科学技术的发展，利用化学能发射弹丸所能获得的速度，远远不能适应目前反装甲、防空、拦截高速导弹技术的需要.在这种情况下，利用电能发射弹丸的电磁炮便应运而生.电磁炮以电磁力推进弹丸，能使弹丸获得很高的初速度.目前试验已获得的最高速度为：当弹丸质量为3.1×10-3 kg时，初速可达10.1 km/s.为适应地面战术武器的应用，人们追求的目标是将千克级的弹丸通过电磁力加速到2.5～4 km/s；而对于天基战略防御拦截导弹的武器(部署在航天器上的战略防御拦截导弹的武器)，则要求将质量为几克至几十克的弹丸加速到20 km/s以上.近十几年来，各主要发达国家研究试验的实践表明，达到这一目标是可能的.现在，电磁炮原理上的问题已基本解决.但是由于在工程技术及制造工艺上还存在一些问题有待解决，所以它的发展仍处在实验阶段.各国的军队都还没有实际使用它.据资料介绍，美国陆军计划要在今年，将电磁炮安装在坦克上投入使用.由于保密的原因，详情还不清楚.按照结构的不同，电磁炮可区分为电磁轨道炮、同轴线圈炮和磁力线重接炮三种.目前发展比较迅速、理论和实践上比较成熟、接近武器化的，主要是电磁轨道炮和同轴线圈炮.2.1电磁轨道炮的工作原理如图1所示，电磁轨道炮由两条联接着大电流源的固定平行导轨和一个沿导轨轴线方向可滑动的电枢组成.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=kI2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.而电流的脉冲宽度在毫秒数量级.在强脉冲电流的作用下，轨道炮中弹丸的加速度可达重力加速度的几十万倍.因此，轨道炮只需要较短的导轨，就能使弹丸获得很高的速度.它的优点是结构简单，适用范围广.例如可用于天基战略反导，发射质量为1～10 g的弹丸，能使其速度达到20 km/s以上，以拦截战略导弹；也可用于地面战术武器，如反装甲和防空；还可用于各类超高速碰撞，包括碰撞核聚变、流星体碰撞等研究.其缺点一是效率低，一般约10%左右.二是大电流对导轨的烧蚀严重，影响其使用寿命.为此，近些年来又出现了一些改进型的电磁轨道炮.例如，有的轨道炮为了减小电流，在轨道炮的外面与轨道并行走向绕多匝线圈以增强磁场，称为加强型轨道炮；有的轨道炮采用分段储能、供电或多级串联使用以提高效率.2.2同轴线圈炮的工作原理如图2所示，同轴线圈炮由环绕于炮膛的一系列固定的加速线圈与环绕于弹丸的弹载运动线圈(弹丸线圈)构成.它利用加速线圈与弹丸线圈之间互感时产生的电磁力作为弹丸的加速力.当给加速线圈突然加上电流时在弹线圈内会产生相应的感应电流，这时两个线圈相当于两个电磁铁，它们相互排斥，弹丸线圈受到的这个排斥力就是加速力.发射时依次给加速线圈供电，于是产生沿炮身管运动的磁场，这个磁场与弹丸线圈中感应电流激励的磁场相互作用，产生连续的加速力，从而使弹丸加速运动.需要说明的是，加速线圈与弹丸线圈之间的相互作用，相当于两个磁体间的相互作用，既可以相斥也可以相吸，可使弹丸加速也可使弹丸减速.因此，必须保证使加速线圈产生的磁场与弹丸线圈的运动位置精确同步.同轴线圈炮与电磁轨道炮相比有三个优点.一是加速力大，它的加速力峰值是电磁轨道炮的100倍.第二个优点是，由于同轴线圈炮中弹丸不与炮膛直接接触，是靠磁悬浮力运动的，因而炮管与弹丸之间无摩擦.而且加速力施加于整个弹丸之上，从而使能量利用率较高，一般可达50%.第三个优点是需要的电流较小，不存在兆安级的脉冲电流，可使开关装置简化.一般来说，同轴线圈炮适用于与轨道炮相比发射初速度较低，口径与质量较大的弹丸，如加榴炮弹丸.也可用来发射鱼雷、导弹或弹射飞行器等.2.3重接炮的工作原理重接炮是电磁炮的一种新形式.目前只有美国对单级重接炮进行了一些理论研究.单级重接炮由上下两个长方形同轴线圈组成，其间有一间隙.发射体为一长方体，可穿过两线圈的间隙作加速运动.重接炮综合了线圈炮能发射大质量弹丸、以及轨道炮能发射超高速弹丸的优点，还可赋予弹丸更高的加速力峰值，且使平均加速力与峰值加速力之间相差不大，从而使弹丸获得均匀的加速度.重接炮被认为是未来天基超高速电磁炮的结构形式.由于其理论和实践上还不够成熟，所以本文不再对它的工作原理进行更为详尽的叙述.3电磁炮的关键技术分析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蚀，特别是弹丸底部的初始位置，烧蚀更为严重.因此，导轨材料首先要有好的抗烧蚀性能，同时还应具有良好的导电性能和高的倔服强度，滑动摩擦系数要小，并且在高温下能保持较强的硬度.目前多使用性能良好的无氧铜，或钢与钨、锆、钍、镍、铬等的合金.与导轨、电枢接触的绝缘材料应具有较强的抗电弧烧蚀性能.用于线圈炮的绝缘材料必须耐高温和高压，而且要有较高的机械强度.试验已经发现了一些性能比较好的材料，如二氧化硅、三氧化二铝等.目前电磁炮的弹丸材料多为塑料或轻金属.其外弹道特性还未及考虑.弹丸材料必须能够承受膛内加速时所产生的比传统火炮高得多的加速度(约为重力加速度的几十万倍).再加上与装甲目标的高速碰撞，其硬度是至关重要的.而且一旦弹丸速度达到3 km/s以上，它在空气中高速飞行时产生的摩擦热，也足以将普通材料的弹丸熔化掉.所以，弹丸材料不仅硬度要高，还要耐烧蚀.3.4系统总体技术十几年来，电磁炮的研究，主要围绕如何提高弹丸速度这一核心问题，开展了许多相关单项技术的研究，并取得了长足的发展.单项技术发展到一定程度时，系统总体技术就成为武器系统研制的一项十分重要的关键技术.而且必须先行一步，必须从系统的总体部置和各组成部分的功能，以及选择的技术途径和实施方案等全局出发，为各分系统和零部件的研究发展提出量化指标及相应的约束条件，以求得系统总体综合性能的优化.以上所述关键技术是基于对目前发展现状的分析而得到的.随着科学技术的发展和电磁炮的日趋成熟，关键技术的研究领域也可能发生转移.电磁炮电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器．与传统的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的作用力，其作用的时间要长得多，可大大提高弹丸的速度和射程．因而引起了世界各国军事家们的关注．自80年代初期以来，电磁炮在未来武器的发展计划中，已成为越来越重要的部分．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，弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击精度．从发射能量的成本来看，常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需10美元，而电磁炮只需0.1美元．而且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置，故而重量轻、体积小、结构简单、运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便．电磁炮作为发展中的高技术兵器，其军事用途十分广泛．（一）用于天基反导系统：电磁炮由于初速度极高，可用于摧毁空间的低轨道卫星和导弹，还可以拦截由舰只和装甲发射的导弹．因此，在美国的“星球大战”计划中，电磁轨道炮成为一项主要研究的任务．（二）用于防空系统：美军认为可用电磁炮代替高射武器和防空导弹遂行防空任务．美国正在研制长7.5米、发射速度为500发／分、射程达几十千米的电磁炮，准备替代舰上的“火神——方阵防空系统”．用它不仅能打击临空的各种飞机，还能在远距离拦截空对舰导弹．英国也正在积极研制用于装甲车的防空电磁炮．（三）用于反装甲武器：美国的打靶试验证明，电磁炮是对付坦克装甲的有效手段．发射质量为50克、速度为3km/s的炮弹，可穿透25.4mm厚的装甲．有关资料还报道，用一种电磁炮做试验，完全可以穿透模拟的T－72、T－80坦克的装甲厚度．由此可见，电磁炮具有很强的穿透能力，是非常优良的反装甲武器．（四）用于改装常规火炮：随着电磁发射技术的发展，在普通火炮的炮口加装电磁加速系统，可大大提高火炮的射程．美国利用这一技术，已将火炮射程加大到150km．上图译文magnetic field=磁场driving current=驱动电流positive conducting rail=引导正轨道armature=电枢（就是机器部件外壳）projectile=发射弹头armature current=电枢电流armature magnetic field=电枢磁场negative conducting rail=引导负轨道轨道炮工作原理。
电磁炮
电磁炮摘要电磁炮主要分为四种，即线圈炮，导轨炮，电热炮和重接炮。
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，弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击精度。
重量轻、体积小、结构简单、运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便．电磁炮作为发展中的高技术兵器，其军事用途十分广泛。
关键词电磁炮原理特点前景美国军方官员于2012年2月28日宣布，美海军工程师对第一部舰用电磁轨道炮原型进行了首次全威力射击试验获得成功，初速达到8000公里/时，预计最快将于2017年装备美国海军。
有军事专家称，由于初速度极高，电磁轨道炮可用于摧毁低轨道卫星和导弹，还可以拦截导弹。
初速达8000公里/时。
其实，早在19世纪就有人提出利用电磁力发射炮弹设想，在20世纪初，电磁炮的原型被正式提出，在两次世界大战的时候，各国都对电磁炮进行了探索，但是受限于当时的技术条件，并没有达到实用化的标准，战后美苏等国继续研制电磁炮，并且在关键的大功率电源系统、电容器等技术研究中取得了较大的进展，这些都为电磁炮的最终实用打下了坚实的基础。
电磁炮又称电炮，它是一种新概念火炮，是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。
电磁炮与传统的火炮相比有根本性区别：火炮是利用火药燃烧产生的燃气压力，作用于弹丸来发射的。
电磁炮是利用电磁力作用，将弹丸发射出去。
这样，可大大提高弹丸的速度和射程。
所以，电磁炮出现后，便引起了世界各国军事家们的普遍关注。
1电磁炮的基本原理电磁炮主要分为四种：（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．线圈炮的工作原理如图5-2所示。
中国电磁炮原理
中国电磁炮原理
中国电磁炮是一种新型武器系统，也称为“电磁轨道炮”或“超级磁轨炮”。
它采用电磁力学原理，利用高强度电磁场加速导弹或弹丸，以超高初速度撞击目标，具有高能量密度、高射速、高精度、高杀伤力等特点，是一种具有重要战略价值的武器系统。
中国电磁炮的原理是利用电磁感应定理和洛伦兹力，将高强度电流通过线圈产生的强磁场，作用于导体上，引起导体内部电流的感应，并产生一个相反方向的磁场，使导体受到一个向前的电磁力，从而加速导体运动。
在电磁炮中，通常使用多级线圈加速器，将电流通过多个线圈产生的强磁场作用于弹丸，使其以极高的速度飞出。
在中国电磁炮中，弹丸通常采用短小、轻便、高强度的材料，如铝合金等。
弹丸被加速到极高的速度后，具有极高的动能，能够对目标进行高效的打击。
由于电磁炮不需要化学燃料，因此具有高效、环保、安全等优点。
中国电磁炮的应用领域非常广泛，包括军事、民用、科研等领域。
在军事领域，电磁炮可用于反舰、反导、反卫星等任务，具有强大的杀伤力和打击效果；在民用领域，电磁炮可以应用于航天发射、地震预警等方面；在科研领域，电磁炮可以用于高速碰撞试验等实验研究。
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2. 2 电磁炮的应用
鉴于电磁炮的诸多特点, 电磁炮在军事上、航天和高压物 理研究方面均有美好的应用前景。 军事上电磁炮主要用作战术武器。
陆军, 自行火炮的弹丸初速一般控制在4 km / s, 以防止
大气烧蚀;3 km / s的穿甲弹能使坦克的防御和进攻能力 提高四倍; 大口径的电磁炮射程达几十公里, 并能发射制 导炮弹丸, 可以取代远程火炮; 具有高射速的小口径电磁 炮可作为防空高炮使用。
引言
近年来, 由于高新技术的普遍应用, 许多鲜为人 知的新概念火炮随之诞生。其中, 电磁炮因其性 能奇特、威力巨大而成为新概念武器家族中的一 个重要成员。 电磁炮是现代战争中的一代新概念武器, 目前国 外的技术发展已达到实用阶段。用物理学中关于 电流的磁场、电磁感应和涡流的基本理论。
美国在该领域一直处于领先地位
如果将驱动线圈和弹载线圈等效为两个电磁铁,那么两个 线圈磁场的相互作用如下图所示
当弹载线圈和弹丸位于驱动线圈左侧时, 两者相吸, 弹丸
受到向右的吸引力而向右运动, 在弹丸通过驱动线圈中心
横截面以前, 两个线圈之间的磁耦合增强, 互感增加, 弹 丸所受到的向右的力随之增加, 弹丸将作变加速运动, 速 度迅速增加; 当弹丸通过驱动线圈中心横截面以后, 由于 两个线圈之间的磁耦合降低, 互感的减少, 弹丸受力的方
1. 3 重接炮工作原理
重接炮是电磁发射的一种较新形式, 目前主要有 平板形状的弹丸在驱动线圈的间隙中被加速和圆 柱型弹丸在轴对称的圆筒线圈内被加速两种形式 的重接炮。单级平板式重接炮由上、下驱动线圈、 平板式弹丸和脉冲电源组成。如下图所示。
两线圈同轴对称放置, 中间有适当的间隙,弹丸是实心平 板物体。上下两个线圈串联, 由同一个电源供电, 两线圈 的缠绕方向或串联连接时应保证磁力线方向相同且垂直于 弹丸。
向改变, 弹丸受到向左的吸力作用而减速。
由此可见, 为了使弹丸始终受到加速力的作用, 应当在弹 丸过驱动线圈中心横截面的瞬间切断驱动线圈的电源, 弹 丸以惯性继续运动,在到达第二个驱动线圈左端面时, 第
二个驱动电源以同样的方式进行馈电, 弹丸将被第二次加
速, 依次类推,弹丸在整个内弹道循环期间依次受到各驱 动线圈的加速力的作用, 直至飞出炮口, 获得极高的初速。 由以上分析可知, 为了保证弹丸一直处于加速状态, 必须 严格控制驱动电源组的工作时机, 使驱动线圈产生的磁场 与弹载线圈的运动位置精确同步。
时地把能量转换到脉冲形成网络。主要技术包括频率能量 存储和脉冲形成网络与负载的偶合。另外, 由于电源在电 磁炮的重量和体积上占有高达80% 的比重, 因此电源小型 化技术也是电磁炮早日进入实用阶段的关键。
当大功率脉冲电源向轨道、电枢回路供电时, 假 定回路中的电流方向i如图所示, 根据平行导线 的磁场分布可知, 轨道间的磁场方向B 如图所示, 作用在电枢上的力F 的大小和方向可由左手定则 判断出来，如果假定电枢和弹丸的总质量和加速 度分别为为m、a, 轨道的自感梯度为L,则作用在 电枢和弹丸上的力的大小F=ma=1 Li 2
海军, 同样采用高射速小口径电磁炮能够拦截新一代超声 速导弹, 以解决所面临的高性能反舰导弹威胁的严重问题。
空军, 利用电磁发射技术, 能够建设形成一种全新的野战
机场和短程起降方式, 高射速、高初速的小口径电磁炮也 可作为机载武器使用。基于电磁炮高动能、能够发射制导 炮弹及火控系统简单、易于实现的特点, 天基电磁炮具有 更大的威力, 可用于战略防御。
结构的不同, 电磁炮可分为轨道炮、线圈炮和重
接炮。
1. 1 轨道炮工作原理
轨道炮是电磁炮中结构和原理最为简单的一类。 简单轨道炮主要有两条平行的金属轨道、电枢、弹丸和大 功率脉冲电源组成。轨道一般是耐磨损、抗烧蚀的良导体; 电枢是高导电率的金属、等离子体或金属与等离子体的混 合体, 电枢与轨道之间具有良好的电接触, 使电源、轨道 和电枢之间构成电气回路; 大功率脉冲电源一般具有兆瓦 级的脉冲功率。
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1. 2 线圈炮工作原理
线圈炮也被称为“同轴加速器”, 主要由沿导 向板条 轴向排列的若干驱动线圈、弹载线圈、弹 丸和脉冲驱动电源组组成。弹载线圈绕在弹丸上, 每个驱动线圈分别由各自的驱动电源依次供电。
线圈炮原理示意图
当电源给驱动线圈施加脉冲电流时, 驱动线圈中 电流的突变, 在弹载线圈中产生感应电流和磁场, 两个线圈的磁场相互作用产生安培力, 使线圈彼 此有电磁力的相互作用。 由于驱动线圈是固定的, 因此弹载线圈便携带弹 丸运动, 运动方向则由两个线圈中的电流方向和 两者之间的相对位置决定。
美海军工程师在弗吉尼亚州的达尔格伦海军水面作战研究中 心，成功试射首门由军工企业制造的电磁轨道炮原型
电磁轨道炮，上图为炮弹出膛的瞬间
1 电磁炮原理与分类
电磁炮是一种利用电磁力推动弹丸运动的新概念
火炮, 由于它能将弹丸加速到极高的速度, 因此
被称为动能杀伤武器。
法拉第电磁感应定律是电磁炮的理论基础, 根据
高压物理方面, 电磁炮可以用来研究材料的状态方程、金
属成型焊接、进行碰撞核聚变和磁悬浮列车的研究。
3 电磁炮的关键技术
3. 1 脉冲电源技术
电磁炮工作时需要高达几十兆瓦或上百兆瓦的脉冲功率,
普通电源无法满足要求。目前, 电磁炮所用电源首先将初
级电源的能量传递给储能系统, 然后通过电力控制系统适
为了提高弹丸的速度, 一般重接炮可由多个驱动 线圈构成多级重接炮, 与线圈炮类似, 弹丸在发 射过程中将依次受到各级驱动线圈的加速, 获得 极高的弹丸初速。 涡流磁场与重接磁场的相互作用产生的电磁力推 动弹丸向前加速运动, 原来储存在上下线圈中的 磁能转变为弹丸的动能。
2 电磁炮的特点及应用
2. 1 电磁炮的特点源自 与常规火炮相比, 电磁炮具有如下十大优点:
( ( ( ( ( ( ( ( ( ( 1)初速高、动能大。 2)能源简单、安全。 3)隐蔽性好。 4)易于调整射程, 5)工作稳定, 重复性好。 6)弹丸形状多样。 7)弹丸飞行稳定。 8)装填方便、快捷。 9)效率高。 10)弹丸质量可大可小。