电磁炮原理科普

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1、电磁炮原理科普并不神秘的电磁炮笔者混迹科吧数月，阅贴不少，多有受教于众吧友。常希望用自己所学回馈吧众。幸亏寸有所长，总算写成此科普拙文。笔者将使用不超过中学物理课本的知识对大家喜闻乐见的电磁炮的基本原理和技术做一介绍。因能力所限，时间所限（笔者马上要出差了），只能浮光掠影、走马观花，不足和不正确之处，请各位指正。电磁炮是科幻迷们喜闻乐见的未来武器。也被各国军方所重视。它具有很多优秀特性。1.速度常规火药发射的炮弹受火药气体燃烧速度的限制，初速度很又t超过2km每秒（根据具体的使用需要从某些迫击炮的不到200米每秒到

2、坦克炮发射大口径穿甲弹时的接近2km每秒），即使加大装药量也无济于事。炮口动能则一般不超过10MJ而电磁炮没有这个限制，它由电流与磁场的相互作用力提供动力而非高温气体膨胀，理论发射速度可达光速。考虑到空气的阻力，大气层内的实用初速也可以超过4km每秒。这样的速度无疑带来了巨大的摧毁能力和更远的射程。1.电磁炮没有后坐力，更小的震动使得它更加精确。基于更快的速度，它的弹道更加笔直，易于瞄准，大大提高了命中率。2.射击时没有爆炸的声音和火光，攻击更加隐蔽。1.因为炮弹没有发射药，更加轻便，可携带更多弹药，减轻后勤压力（

3、不过这一点嘛，电源的重量可就另算了。。。。。。）2.炮口初速度可以通过电流大小进行调整。3.电能比火药要便宜。常见的电磁炮1.轨道炮结构和原理最简单的电磁炮，因而技术也越成熟，距离实用化越近。RailgunsMagneticFieldEffectur「寻「出klagjH.Ti匚/Field驱动电流磁场正极导多PositskCondd-ttingRail忖饵JMi府ConductingR削I（O负极导轨^^21^1«^在2020-2。22何丽懒罟385374-cnwec此结构由两根平行导轨组成，带有电枢的炮弹在轨道上

4、滑动。当大电流（可达数百万安培或更多）通过一根导轨经电枢流向另一根导轨时，在导轨间形成强磁场。电枢受洛伦兹力作用前进。多级导轨炮串联可获得更高初速度。单级的导轨电流毕竟有现实方面的限制，可以增加多级导轨，不管速度如何，只要这个电流还在，就能不断加速（火药炮就没这点好处）。它的基本原理十分简单，就是左手定则和安培定则。（1）左手定则左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。这个就很好理解了吧!好了，现在我们有了一个超级电源和能受得了超大电流

5、的导轨。还有了能导电的炮弹。可磁场从哪里来呢？要知道普通磁体产生的磁场可是不够的，能产生几个特斯拉强磁场的磁体都是巨无霸级别的，几吨重没压力。没关系，我们的安培定则出场了。1、假设用右手握住通电导线，大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向。2、假设用右手握住通电螺线管，弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向。一目了然了吧？不信用右手握一下左右两边的导线这样强大的磁场不能由普通磁体生成，只能在极其强大的电流中产生。导轨炮不但原理较为简单，其电路各部件的要求也最为现实，

6、因此成为目前最接近实战的一种美军计划于2011年完成32MJ电磁炮的100发寿命演示。这已经3倍于常规火炮的最大炮口动能。远期计划完成64MJ的电磁炮上舰。届时，军舰将能够在数分钟内使用制导炮弹对几百公里外的目标实施强力打击。2.同轴线圈炮好了，现在登场第二种稍微复杂一点的电磁炮结构。其实，线圈炮有数种结构。网络上对线圈炮的原理解释主要有两种，一种说法是驱动线圈对炮弹线圈产生斥力推动炮弹，另一种是驱动线圈对铁磁性炮弹产生引力推动炮弹。这常使得大家迷惑不解。其实，这两种说法都是正确的。不同于轨道炮，线圈炮按照炮弹线圈

7、是否连接电源可以分为两类一一电源型和感应型，其基本原理和实现方式都有些许差别。网上的两种都属于感应式线圈炮，笔者时间和精力有限，这里只介绍网上的第一种。在此之前，请安培定则再亮相一次用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，那么大拇指所指的那端就是螺线管的N级。另外还有一位重量级朋友需要介绍，楞次定律：闭合回路内部的磁通量趋向于保持不变，如果外界磁场介入使回路磁通增加（减小），则回路中感应电流产生的方向是使得回路内部磁通减小（增加）的方向。一句话：闭合回路的感应电流反抗回路中磁通的变化。现在贴图加速线圈中依次通

8、入强大的电流产生磁场，与炮弹上缠绕的线圈感应，产生推力。炮弹通过一个线圈后，这个线圈开始作用,上一个线圈断开，逐级加速。具体原理如下图文。右方大的加速线圈产生的磁场如图，使得左边炮弹线圈内部有了从右向左的磁通，因此，炮弹线圈中的感应电流必然使得其内部的磁通为从左向右。那么N,S磁极也就确定了。那么，作用力必然向左啦。线圈炮可是有一个大好处，如上图，炮弹线圈与