电磁炮论文研究目标和主要内容

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．