磁场知识应用--电磁炮

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1、电磁炮热兵器时代，利用化学能的火炮可以使弹丸初速达到1.8千米/秒；目前，利用电能的电磁炮可将弹丸加速到2.5千米/秒，这还远非极限。冷兵器时代，利用原始机械抛射物体，速度只有每秒几十米；电磁炮-弹种展示电磁炮-发射装置-电磁圈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．二战期间，德国和日本都曾积极研制电磁炮。特别是德国，迫切需要新式武器扭转战局。1945年，汉斯勒取得了炮弹初速1210米/秒的成果。战后，该电磁炮

2、落在了美军手里。但能源供应问题和轨道材料问题仍不好解决，研究陷入困境。上世纪80年代，美国提出了“星球大战”计划，其中电磁炮被指望用于摧毁对方的太空目标以及拦截弹道导弹。虽然随着“冷战”的结束，“星球大战”计划寿终正寝，然而电磁炮的研发计划和技术进展，却为日后美海军电磁炮的快速发展奠定了基础。2001年11月，美国海军召开了电磁炮发展研讨会，制定了一个三步走计划：第一步（2005年前），研制炮口动能为8兆焦的样机；第二步（2005～2011年），研制炮口动能为32兆焦的样机，初速要大于2500米/秒；第三步，开展炮口动能为64兆焦的电磁炮型号样机研制工作，为在2020～2025年装备电磁

3、炮铺平道路。2004年，美国海军成功进行了电磁炮发射试验；2008年的试验以2500米/秒的速度发射了重约3公斤的炮弹，根据计算炮弹可击中370公里外的目标，而传统军舰火炮射程只有几十公里。2010底，美海军再次成功进行了电磁轨道炮(下文简称电磁炮)试验，标志着其发展电磁炮“三步走”计划已实现了第二步目标。它还传递了一个信息：在不久的将来，电磁发射技术将再次改写人类的兵器史、战争史。或许，传统火炮将走向终结。以电能为动力的电磁炮必将让“战争之王”焕然一新。传统火炮VS电磁炮炮弹初速度火炮很难超过2千米/秒，电磁炮可达几十千米/秒射程火炮最远为185千米，电磁炮为370千米炮口动能火炮为2

4、0兆焦耳，电磁炮为32-64兆焦耳产生每兆焦耳能量成本火炮需要10美元，电磁炮需要0.1美元能量转换效率火炮化学能转换效率仅20%，电磁炮电能转换效率达50%飞行速度对比战斧巡航导弹245米/秒声音速度340米/秒一般步枪子弹710米/秒一般舰炮弹丸900米/秒电磁炮弹丸2500米/秒电磁炮分类：线圈炮　轨道炮　电热炮　重接炮用途：电磁炮作为发展中的高技术兵器，其军事用途十分广泛．（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）用于改装常规火炮：随着

5、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．（3）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．（4）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

6、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．1.如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁感应强度B的方向的是（　　）2.在军事上工程师设计出一种电磁炮，它是根据磁场对电流会产生作用力的原理制成的。它的基本原理如图所示，把待发射的炮弹（导体）放置在处于强磁场中的两条平行导轨上，给导轨通以很大的电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨作加速运动，以某一速度发射出去。若要提高炮弹的发射速度，从理论上有些什么办法

7、？要提高炮弹的发射速度，一是可以增加加速的时间，但肯定受到炮管长度的限制；二是可以增大使炮弹加速的安培力，其方式有：1.是增大磁场的强度2.是加大电流强度。三.减少炮弹的质量目前问题分析F=BILa=f/M对磁场的增加不会变化太大.对电流的增加由于电压和电阻的限制不会太大,另温度增大,需耐高温材料.目前电磁炮的弹药质量大小得不到突破.对L的增加是个突破点:多轨道的理念.扇形轨道图扇形轨道提供磁场SN导电键运动轨道剖视图轨道中线圈简易