电磁炮简介
电磁炮简介

• (7)弹丸飞行稳定。由于弹丸受力不随弹丸 行程变化,弹丸以匀加速运动,发射期间, 弹丸具有良好的稳定性,减小了弹丸过载 的可能,便于装配精确制导装置。 • (8)装填方便、快捷。由于电磁炮能够做成 开放式后膛,无炮闩,因此能够简化装填 机构,易于实现自动装填和连续发射,提 高了武器系统的快速反应能力 。
• 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。电磁炮作用在弹丸上 的力,在数量级上比传统火炮大一个量级, 且不存在声速的限制。可将质量不等的弹 丸加速到每秒几千公里到每秒上万公里, 极大地提高了弹丸的动能,能更有效地对 付机动目标和进行天基反导。
• (2)能源简单、安全。电磁炮一般使用低成 本、安全的低级燃料(如低烃类燃料),降低 了能源成本,增加了发射的安全性。 • (3)隐蔽性好。由于电磁炮火焰、烟雾和后 坐力都很小,有利于阵地隐蔽。 • (4)易于调整射程,电磁炮只需简单地控制 激励电流的大小,即可方便地改变射程, 以满足不同的射击要求。
线圈炮工作原理
• 线圈炮也被称为“同轴加速器”或“形波 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。
• 设驱动线圈脉冲电流为Ip,弹载线圈电流为 Id,两者之间的互感为 M,则两个线圈之间 沿线圈轴线方向 x的作用力
• 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图 所示
电磁炮原理

电磁炮原理
电磁炮是一种利用电磁力发射高速物体的武器系统。
其工作原理主要涉及电磁感应和电磁推动。
在电磁炮中,先制造一个电磁场,通常通过通过直流或脉冲电流流过一个线圈来实现。
当电流通过线圈时,会产生一个磁场。
接下来,将被发射的物体(通常是一个金属导体)放置在电磁场中。
当电磁脉冲通过线圈后,产生的磁场会穿过金属导体,导致金属导体内部的自由电子受到磁场力的影响。
这种力会使得自由电子在金属中移动,引起电子流。
根据洛伦兹力的原理,当电流通过金属导体时,自由电子会受到一个与电流方向、磁场强度和电流强度相关的力。
此时,金属导体会受到一个向上或向下的电磁推力。
利用这个原理,将金属导体设计成一种炮弹形状,并通过电磁推力将其发射出去。
当金属导体受到推力后,会以很高的速度射出,并击中目标。
需要注意的是,电磁炮在发射过程中会产生强大的电流和磁场,需要特殊的设计和控制来确保安全。
此外,电磁炮的性能受到多个因素的影响,包括电流强度、磁场强度、金属导体形状等。
总的来说,电磁炮利用电磁感应原理产生的磁场力,通过对金
属导体的推动来发射高速物体,实现了高效且准确的远程打击能力。
电磁炮的工作原理

电磁炮的工作原理电磁炮是一种利用电磁力产生高速运动物体的武器系统。
它是在20世纪发展起来的一种新型武器,其工作原理是利用电磁力将导弹、子弹等物体发射出去,达到破坏敌方目标的效果。
以下是电磁炮的工作原理的详细解释:1. 电磁场的产生:电磁炮是通过产生强大的电磁场来实现加速和发射物体。
它通常由两个主要部分组成:电源系统和磁场系统。
电源系统提供电流,通过线圈产生磁场,而磁场系统则控制和加速物体的运动。
2. 磁场的控制:磁场系统由一系列线圈组成,通过控制线圈的通断来产生不同的磁场。
当电流通过线圈时,会在线圈周围产生磁场。
通过合理安排线圈的位置和通断顺序,可以使磁场在电磁炮内部形成一个由弱到强的梯度。
3. 物体的加速:在磁场系统中,物体被放置在一个电磁脉冲的环境中。
当电流通过线圈产生磁场时,该磁场会通过物体,由于磁场的变化,物体将受到电磁力的作用,从而被加速。
4. 发射物体:当物体被加速到足够高的速度时,就可以通过控制磁场系统的通断来实现发射。
通常,磁场系统的线圈被分为几个部分,通过逐渐断开线圈电流的方式,使物体从一个磁场区域快速移动到另一个磁场区域,从而实现物体的发射。
5. 高速运动物体的作用:通过电磁炮发射出去的物体,速度非常高,具有巨大的动能。
这种高速运动的物体可以对目标进行高效的打击。
在军事领域,电磁炮可以被用于反导系统、反舰系统等方面,实现远距离精确打击。
需要注意的是,电磁炮的工作原理涉及复杂的物理学和电子技术知识,上述解释仅是对其基本原理的简要介绍。
实际应用中,电磁炮的构造和控制系统还会根据具体的设计和需求进行调整和优化。
总的来说,电磁炮是一种利用电磁力实现物体高速运动的武器系统。
其工作原理主要包括电磁场的产生、磁场的控制、物体的加速和发射等过程。
通过电磁炮的工作原理,可以实现高效、精确的目标打击,具有重要的军事意义。
电磁炮实验原理的应用

电磁炮实验原理的应用简介电磁炮是一种利用电磁感应引起的力的装置,可以在短时间内将物体加速到很高的速度。
它的原理基于法拉第电磁感应定律,通过施加瞬时电流产生的瞬时磁场来加速物体。
电磁炮的实验原理及应用有许多,本文将介绍其中一些常见的应用。
应用一:电磁加速器电磁加速器是电磁炮的一种应用,主要用于将细小的物体(如金属小球)加速到很高的速度。
其工作原理是利用磁场的作用力将物体推动,并且采用一系列的电磁铁来提供连续的推力。
通过改变电流的大小和方向,可以控制物体的加速度和速度。
这种电磁加速器广泛应用于粒子物理实验、材料研究和航天技术等领域。
电磁加速器的优点是加速度和速度可以通过外界电流调节,使得实验可以灵活地进行。
同时,由于加速过程中没有接触摩擦,电磁加速器可以避免物体的磨损和损坏。
应用二:电磁炮武器电磁炮也被应用在武器系统中,被称为电磁炮武器。
这种武器利用高强磁场和高电流脉冲的作用,将物体(如金属弹丸)加速到超音速甚至超过音速的速度,以实现高效的杀伤力。
电磁炮武器具有速度快、射程远、杀伤力强、无需使用爆炸药等优势。
与传统火炮相比,电磁炮武器具有更高的初速度和更远的射程,而且没有火药爆炸产生的推进气体,避免了对环境的污染。
电磁炮武器还具有较高的精度和稳定性,可以有效打击远距离目标。
应用三:电磁弹射系统电磁弹射系统是航空母舰上飞机起飞的一种方式,也是电磁炮的应用之一。
传统航母使用蒸汽弹射系统将飞机从舰载飞机甲板上快速起飞,而电磁弹射系统利用线圈和磁场产生电磁力,来实现飞机的快速起飞。
与蒸汽弹射系统相比,电磁弹射系统具有更高的起飞效率、更低的维护成本和更小的空间需求。
电磁弹射系统可以根据飞机的类型和起飞需求进行灵活调整,而且对飞机本身的损坏较小。
因此,电磁弹射系统被认为是未来航母的重要发展方向。
应用四:磁悬浮交通磁悬浮交通是一种利用电磁炮原理实现的先进交通方式。
它通过电磁力的作用,使列车悬浮在轨道上并加速行驶。
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。
电磁炮知识点总结

电磁炮知识点总结一、电磁炮的基本原理电磁炮是一种利用电磁学原理产生的力将弹丸加速发射的武器系统。
其基本原理是利用电流通过导电线圈产生的磁场,通过施加洛伦兹力将弹丸加速至高速,并将其发射出去。
具体来说,电磁炮由电源系统、导线圈系统、弹丸和发射系统四个部分组成。
当电流通过导线圈时,产生的磁场将会对弹丸产生洛伦兹力,将其加速至高速,然后通过发射系统将其发射出去。
二、电磁炮的发展历程电磁炮的发展历程可以追溯至19世纪末期。
当时,科学家们开始尝试利用电磁原理制造武器系统,用电磁力发射弹丸。
然而,由于当时电力技术和材料技术的限制,这些早期的电磁炮并未取得实质性的突破。
直到20世纪末期,随着电力技术和材料技术的不断进步,电磁炮逐渐成为现实,成为一种有着极高发展潜力的武器系统。
三、电磁炮的优点1. 高速:电磁炮的弹丸可以达到非常高的速度,相比传统火炮和导弹系统有着显著的速度优势,可以更快速地打击目标。
2. 远程:由于高速的弹丸具有很好的穿透能力,电磁炮可以实现远程精确打击目标,有着超越传统武器系统的射程优势。
3. 精度高:电磁炮的弹丸在发射过程中受到的外力影响较小,因此具有很好的弹道稳定性和射击精度。
4. 杀伤力大:由于高速弹丸的撞击动能巨大,电磁炮具有很强的杀伤力,可以有效打击装甲目标。
5. 简化弹药设计:电磁炮无需使用传统火炮的炸药等化学燃料,可以使用简化的弹药设计,减少了弹药生产难度和成本。
四、电磁炮的挑战1. 能源供应:电磁炮需要耗费大量的电能来推动弹丸,因此其能源供应是一个重要的挑战。
如何有效地提供大功率的电能,成为电磁炮发展的关键问题。
2. 材料技术:电磁炮的运行需要承受巨大的电磁力和热应力,因此需要耐高温、高强、高导电性的材料来制造关键部件,这对材料技术提出了极高的要求。
3. 弹丸设计:高速弹丸的设计制造也是一个挑战,需要考虑材料强度、热稳定性、制造工艺等多个方面的问题。
4. 发射系统设计:电磁炮的发射系统需要具备很高的耐久性和可靠性,这对于系统工程设计和制造都提出了挑战。
电磁炮原理科普

电磁炮原理科普电磁炮,又称为磁轨炮、高速磁流飞弹等,是一种利用电磁学原理实现弹丸加速发射的武器。
它的原理是利用电流变化产生的磁场,推动磁轨上的弹丸进行高速行驶,并以高速冲击目标物体的方式造成破坏。
电磁炮的核心是由数百个绕制在圆柱形铜导体上的微型线圈组成。
电流经过这些线圈时,会形成一种磁场,这个磁场可以将炮弹加速到数千米每秒的极高速度。
与传统的火炮相比,电磁炮的加速度更高,速度更快,射程更远,威力更大。
在使用电磁炮时,炮弹被放在一个导电轨道上,这个轨道被称为“磁轨”,它通常由某种导电合金(如铜,铝)制成,所以也叫做“磁轨导体”。
当电流通过磁轨导体时,会在上面产生一个强磁场,这个磁场会将电磁炮中的弹丸加速,使它在瞬间达到最高速度,然后激射出去。
电磁炮的发射需要较大的电能,通常使用电容器或电池组等能够存储大量电能的装置来供电。
发射时,这些电能会经过一系列的转换装置,如变压器、电感、电阻等,最终将电能传递到磁轨上的线圈中。
值得注意的是,由于加速度非常大,炮弹在从磁轨上发射出去的瞬间会产生极强的电磁辐射。
这种辐射可能会对周围的电子设备产生干扰,甚至造成一定的危害。
所以,在使用电磁炮时,需要采取一些措施来减少这种干扰。
例如,可以在发射装置周围增加一层防护屏蔽,或者使用特殊的电磁辐射抑制装置。
电磁炮的应用领域非常广泛,既可以作为军事武器使用,也可以在工业生产中应用。
在军事方面,电磁炮可以用于远程打击,对陆上和水下目标进行打击,比传统火炮具有更高的杀伤力和更远的射程,同时还可以加强军队的反导防御能力。
在工业生产中,电磁炮不仅可以用于交通运输方面,如加速高速列车、发射飞行器等,还可以用于材料加工、爆炸物拆除等方面。
总的来说,电磁炮具有强大的杀伤力、远程打击能力和高效的能量转换效率,是一种具有广泛应用前景的新型武器和产业技术。
同时,它也面临着技术瓶颈、成本高昂、电磁辐射等一系列问题的挑战,需要在未来的发展中加以解决和完善。
电磁炮原理

电磁炮原理电磁炮,又称为磁轨炮,是一种利用电磁力发射物体的武器。
它的原理是利用电流在磁场中产生的力,将物体加速并发射出去。
电磁炮的工作原理可以简单地分为三个步骤,电流产生磁场、磁场加速物体、物体发射出去。
下面我们将详细介绍电磁炮的原理。
首先,电磁炮的核心部件是电磁线圈。
当电流通过线圈时,会在线圈周围产生磁场。
这个磁场的方向可以根据右手定则确定。
在电磁炮中,通常会有多个线圈依次通电,形成一个沿着炮管方向的磁场加速通道。
其次,当物体被放置在电磁炮的炮管内时,电流通过线圈时产生的磁场会对物体施加一个向前的推力。
这个推力会加速物体的运动,使其在炮管内不断加速。
最后,当物体加速到一定速度时,会被迫离开炮管并被发射出去。
这个过程类似于弹射器将物体抛出,只不过电磁炮利用的是电磁力而不是弹簧力。
电磁炮的原理看似简单,但实际上涉及了许多物理学原理。
首先,根据洛伦兹力的原理,电流在磁场中会受到一个垂直于电流方向和磁场方向的力。
这个力会使得线圈产生的磁场对物体施加一个向前的推力。
其次,根据牛顿第二定律,物体在受到外力作用下会产生加速度。
电磁炮利用这个原理对物体进行加速。
最后,根据动能定理,物体的动能等于其质量乘以速度的平方,电磁炮通过加速物体使其获得了足够的动能,从而能够被发射出去。
除了以上的物理原理,电磁炮的设计也需要考虑许多工程问题。
例如,线圈的设计需要考虑电流的大小、线圈的形状和材料等因素。
此外,电磁炮的发射速度也受到许多因素的影响,如电流的大小、磁场的强度、物体的质量等。
总的来说,电磁炮是一种利用电磁力发射物体的武器,其原理是利用电流在磁场中产生的力加速物体并将其发射出去。
电磁炮的原理涉及了许多物理学和工程学原理,是一种集成了多种学科知识的高科技武器。
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电磁炮简介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20世纪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。
电磁炮利用电磁力(洛仑兹力)沿导轨发射炮弹的武器。
它主要由能源、加速器、开关三部分组成。
能源通常采用可蓄存10~100兆焦耳能量的装置。
目前实验用的能源有蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电机,其中单极发电机是近期内最有前途的能源。
加速器是把电磁能量转换成炮弹动能,使炮弹达到高速的装置。
主要有:使用低压直流单极发电机供电的轨道炮加速器和离散或连续线圈结构的同轴同步加速器两大类。
开关是接通能源和加速器的装置,能在几毫秒之内把兆安级的电流引进加速器中,其中的一种是由两根铜轨和一个可在其中滑动的滑块组成。
早在19世纪,科学家已发现在磁场中的电荷和电流会受到洛仑兹力的作用。
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。
自70年代初以来,与电磁发射有关的技术取得了重大进展。
澳大利亚国立大学建造了第一台电磁发射装置,将 3克重的塑料块(炮弹)加速到6000米/秒的速度。
此后,澳、美科学家制造了不同类型的实验样机,并进行过多次发射实验。
用单极发电机供电的电磁炮,已能把318克重的炮弹加速到4200米/秒的速度。
磁通压缩型电磁炮已能将 2克重的炮弹加速到11000米/秒的速度。
基本原理电磁炮原理示意图电磁炮的原理非常简单,19世纪,英国科学家法拉第发现,位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动,同时,如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动,导线上也会产生电流。
这就是著名的法拉第电磁感应定律。
正是根据这一定律人们发明了现在广泛应用的发电机和电动机,它也是电磁炮的基本原理,或者说,电磁炮不过是一种比较特殊的电动机,因为它的转子不是旋转的,而是作直线加速运动的炮弹。
那么如何产生驱动炮弹的磁场,并让电流经过炮弹,使它获得前进的动力呢?一个最简单的电磁炮设计如下:用两根导体制成轨道,中间放置炮弹,使电流可以通过三者建立回路。
把这个装置放在磁场中,并给炮弹通电,炮弹就会加速向前飞出。
在1980年,美国西屋公司为“星球大战”建造的实验电磁炮基本就是这样的结构。
它把质量为300克的炮弹加速到了每秒约4千米。
如果是在真空中,这个速度还可提高到每秒8~10千米,这已经超过了第一宇宙速度,具备了作为一种新型航天发射装置的理论资格。
技术问题将这一理论上的可能变为实际,还需要解决以下几个问题:首先,那台实验电磁炮的加速度太大,人无法承受。
这个问题只有一个解决方法,那就是延长加速时间。
然而这必须以采用更长的轨道为代价。
由于人体只能承受大约3倍重力加速度的长时间加速,满足人体耐受能力的电磁炮所需的轨道长度(经计算,为达到第一宇宙速度,约需1000千米!)在技术上难以实现。
第二,如果把电磁炮水平安装在地面上,飞出炮口后的炮弹仍然会在大气阻力下很快减速,难以顺利达到环绕地球轨道,为此,用于航天发射的电磁炮必须将出口设置在空气稀薄的高山之巅。
第三,目前电磁炮能够发射的炮弹质量仍然不大,这是加速能力不足造成的。
加速炮弹的力与磁场和电流之积成正比,要获得足够强的加速磁场一般靠超导磁体。
用超导线圈产生磁场已是相对成熟的技术,但超导磁体需要冷却到很低温度(如液氦温度,约-269°C)才能发挥作用,这对于军事应用是个问题,因为会大大降低发射装置的灵活性,但作为固定使用的航天发射装置,基本上可以不必考虑这些,而且如果高温超导强磁体能够研制成功,对低温条件的要求也可放宽。
关于电磁炮的第四个技术问题和第三个相关,因为在磁场不够强的情况下,要想提高加速能力就只能让炮弹通过足够大的电流。
于是就产生了大电流发热和炮身烧蚀等麻烦。
幸好这些麻烦对于航天发射不太重要,因为作为武器的电磁炮得严格限制长度,而作为发射工具,几千米甚至十几千米的炮身并不算问题,只是对建设施工时的作业精度要求较高罢了。
此外,延长轨道也可使炮弹承受的加速度降低。
经过计算,用5千米长的轨道使炮弹由静止加速到第一宇宙速度,加速度是重力加速度的600倍,这已经比普通迫击炮发射时的加速度还小了,可人显然还是无法忍受,而长1000千米的加速轨道在地球上几乎无法建造,因此用电磁炮发射人的想法还是放弃算了。
最后,有人觉得建造公里级的长度,配备强磁场的加速轨道可能会有技术困难,但这只是不了解人类现有技术水平的臆测,实际上为数众多的粒子加速器、对撞机等多半具有几千米,甚至几十千米长的加速和聚能环。
而且它们除了对环道施工的精度要求极高外,各转弯和控制点等处也均需要设置强磁场。
换句话说,在建造宇宙电磁炮的基本技术方面,人们早已充分掌握了,仅仅是所用领域不同而已。
真正的困难倒是,从来没谁把超级加速器放在高寒山区,而且青藏高原的交通条件目前也不大好。
至于电磁炮的发射成本,如果不考虑产生强磁场的低温液体费用,仅仅是电和不可回收的炮弹壳体而已,日常维护成本也大概和同长度的高速地铁相仿,最多开口处的一小段需要配备专职扫雪人员,要么加个活动盖子,也就都解决了。
特点(1)电磁推动力大,弹丸速度高。
电磁发射的脉冲动力约为火炮发射力的10倍,所以用它发射的弹丸速度很高。
一般火炮的射击速度约为0.8千米/秒,步枪子弹的射击速度为l千米/秒。
而电磁炮可将3克重的弹丸加速到11千米/秒,将300克的弹丸加速到4千米/秒。
有的专家甚至预言,将来的速度可达100千米/秒。
速度对于天基反导弹系统来说尤为重要。
因为栏载器的速度越高,不仅拦截的效率高。
而且可大大减少天基武器的数量。
电磁炮结构(2)弹丸稳定性好。
电磁炮弹丸在炮管中受到的推力是电磁力, 这种力量是非常均匀的,而电磁推力容易控制,所以弹丸稳定性好,这有利于提高命中精度。
(3)隐蔽性好。
电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾,也不产生冲击波,所以作战中比较隐蔽,不易被敌人发现。
而且,它采用低级燃料作能源,而不是常规火药。
这有利于发射阵地的安全、(4)弹丸发射能量可调。
可根据目标性质和射称大小可快速调节电磁力的大小,从而控制弹丸的发射能量。
(5) 比较经济。
与常规武器比较,火炮发射药产生每焦耳能量需要10美元,而电磁炮只需要0.1美元。
如果与其他太空武器相比,电磁炮就更经济了。
分类: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,产生磁场力,使弹丸加速运动并发射出去。
轨道炮轨道炮(Rail Gun)或译磁轨炮、导轨炮由法国人维勒鲁伯于1920年发明,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,导轨间放置一个质量较小的滑块作为弹丸。
当两轨接入电源时,强大的电流从导轨流入,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(理论上可以到达亚光速)射出,这就是轨道炮的发射原理,轨道炮是电磁炮最常见的式样。
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。
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。
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。
研制用电磁炮发射宇宙飞船的设想图在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。
而第一个正式提出电磁发射/电磁炮概念并进行试验的是挪威奥斯陆大学物理学教授伯克兰。
他在1901年获得了“电火炮”专利。
1920年,法国的福琼·维莱普勒发表了《电气火炮》文章。
几乎同时,美国费城的电炮公司研制了用于火炮的电磁加速器。
二战期间,在军事需求的刺激下,德国、日本都研制过电磁炮。
德国的汉斯莱曾将10克弹丸用电磁炮加速到1.2公里/秒的初速。
但是在2战后,关于电磁炮的消息就比较少了,人们似乎更加关心磁悬浮与高温超导技术了。
纠其原因,大概是解决不了瞬时巨大能源供应的稳定性和小型化问题,20世纪70年代,澳大利亚国立大学的查里德·马歇尔博士运用新技术,把3克弹丸加速到了5.9公里/秒。
这一成就从实验上证明了用电磁力把物体推进到超高速度是可行的。
他的成就1978年公布后,引起了各国军方的特别关注,美国国防委员会得出“未来高性能武器必然以电能为基础”的结论。
美国防部成立了“电磁炮联合委员会”,协调军队、能源部、国防原子能局及战略防御倡议机构分散进行的电炮研究工作。
1992年,美国已把一门口径90毫米、炮口动能9兆焦的电磁炮样炮推到尤马靶场进行试验。
电磁炮从实验室到靶场说明,电源小型化技术已有所突破。
用途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,电磁轨道炮成为了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,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.试射2010年12月11日消息,美国海军10日宣布成功试射电磁炮,这种电磁炮的炮弹速度达5倍音速,射程远达110海里(200公里)。