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电磁炮发射炮弹用到的原理是

发布时间:2019-07-22 19:18 来源:未知 编辑:admin

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  电磁线圈炮通过线圈产生的磁流和弹体产生的感应电流相互作用推动炮弹运动,多极电磁线圈产生的磁流,逐级把炮弹加速到极速。

  电磁轨道炮靠电力容器积蓄能量,发射时流经炮弹的电流在轨道和炮弹间产生斥力推动炮弹运动。

  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。当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。

  19世纪,英国科学家法拉第发现了法拉第电磁感应定律,该定律表明磁场中的电荷和电流会受到洛仑兹力的作用,即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。

  电磁轨道炮的炮弹需要或部分需要通过大量的电流来产生洛伦茨推力,电流同样会在炮弹上产生高热,炮弹一般不能充填轰爆炸药,只能靠蛮力硬撼。不光如此,极大地电流随时会把炮弹和滑轨焊接在一起。解决之道就是在滑轨电极和弹体之间增加易蒸发介质比如铝,在电流通过时先行蒸发形式高压离子气团充当“润滑”剂,保证炮弹在电极轨道间滑行,所以发射时照样电闪雷鸣。

  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。

  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,产生电磁场力,使弹丸加速运动并发射出去。

  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(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。

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  电磁炮发射炮弹实际上就一个个电磁线圈组成的”接力比赛“,电磁炮分为电磁线圈炮和电磁轨道炮两大类,电磁应用历史已久,电磁线圈炮跟直线电机一样,线圈产生的磁流和弹体产生的感应电流相互作用推动炮弹运动。多极电磁线圈产生的磁流,逐级把炮弹加速到极速,上面的截图就是一个简单的电磁线圈炮,通过一个一个线圈推动炮弹弹丸发射。

  电磁轨道炮结构就简单多了,靠电力容器积蓄能量,发射时过流经炮弹的电流在轨道和炮弹间产生斥力推动炮弹运动,和线圈炮的区别是,通过炮弹的电流更大,更直接,所获得的洛伦茨力也更大。

  不光如此,极大地电流随时会把炮弹和滑轨焊接在一起。解决之道就是在滑轨电极和弹体之间增加易蒸发介质比如铝,在电流通过时先行蒸发形式高压离子气团充当“润滑”剂,保证炮弹在电极轨道间滑行,所以发射时照样电闪雷鸣。

  电磁炮作为发展中的高技术兵器,被世界各国海军所相中,把它作为未来新式武器,

  1、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。

  2、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。如美国正在研制一种电磁炮,其发射速度为500发/分,射程达几十千米的电磁炮,准备替代舰上的“密集阵防空系统”。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。

  3、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。

  4、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。

  5、用于反坦克武器。由于电磁炮初速极高,所以,它的穿甲能力极强,能有效地穿过坦克装甲,成为反坦克厉器。美国曾进行过电磁炮打靶试验:电磁炮发射质量为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,是非常优良的反坦克武器。

  6、用于装备炮兵部队。电磁炮可望装备炮兵部队。美国海军陆战队也对电磁炮感兴趣。美国海军陆战队经常在海外执行作战任务,需要电磁炮这样的远程快速打击武器,对沿岸作战的士兵进行火力支援。美国陆军也在研发较小型的电磁炮用于陆战。

  7、用于装备海军舰艇。由于电磁炮具有的特点,它有望替代火炮,成为新型舰炮,装备海军舰艇。美国海军准备将电磁炮装备美国舰艇,美国的军事有专家认为,电磁炮有可能成为为未来美国海军新式武器。所以,美国前海军作战部长拉夫黑德上将称它为会带来“海军战法的革命。

  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。

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