電磁炮的結構和原理

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1、電磁炮的結構和原理電磁炮的結構和原理電磁炮（現代軍用武器）電磁炮是利用電磁發射技術制成的一種先進動能殺傷武器。與傳 統大炮將火藥燃氣壓力作用于彈丸不同，電磁炮是利用電磁系統中電 磁場產生的安培力來對金屬炮彈進行加速，使其達到打擊目標所需的 動能，與傳統的火藥推動的大炮，電磁炮可大大提高彈丸的速度和射 程一、組成結構電磁炮利用電磁力（洛侖茲力）沿導軌發射炮彈的武器。它主要由能 源、加速器、開關三部分組成。能源通常采用可蓄存10100兆焦耳 能量的裝置。當前實驗用的能源有蓄電池組、磁通壓縮裝置、單極發 電機，其中單極發電機是最有前途的能源。加速器是把電磁能量轉換成炮彈動能，使炮彈達到高速的裝置。主

2、要有：使用低壓直流單 極發電機供電的軌道炮加速器和離散或連續線圈結構的同軸同步加 速器兩大類。開關是接通能源和加速器的裝置，能在幾毫秒之內把兆 安級電流引進加速器中，其中的一種是由兩根銅軌和一個可在其中滑 動的滑塊組成。二、基本原理線圈炮是電磁炮家族的重要一支，早期被稱為“同軸發射器”、 “質量驅動器”等。與電磁導軌跑相比較，在一個時期內它沒有受到 應有的重視，主要是因為它的技術較為復雜，近幾年來，伴隨著脈沖 功率技術的發展，入門認識到導軌炮的的電感梯度與炮的規模無關， 而在大比例尺寸的線圈炮中，電感梯度有重大改進，近年來科研部門 對線圈炮的興趣又開始濃厚起來，現在線圈炮已于軌道炮并行不悖地

3、發展著。一種 線圈炮的構型二、線圈炮的線圈排列、互感就一般情況而言，最簡單的線圈炮是由兩種線圈構成，一種是固 定的起驅動作用的炮管線圈，另一種是被驅動的電樞，稱為彈丸線圈， 其內裝有彈丸或其他發射體。圖A驅動線圈與彈丸線圈的相對位置排列有兩種形式，一種是軸線平 行地排列，如圖a，彈丸在驅動線圈上面平行運動，第二種是同軸排 列形式，如圖b，彈丸線圈在驅動線圈內運動。圖B兩種線圈結構可以是環形或矩形，當驅動線圈與彈丸線圈都帶有 電流時，由經典電磁理論克制，兩線圈電流的磁場與兩電流相互作用， 兩線圈彼此施受電磁力，由于驅動線圈固定，潭彈丸在電磁力的作用 下開始運動，當兩線圈處于適當位置時，磁場與電流

4、作用，形成安培 力驅動彈丸。雖然圖a的排列有助于彈丸線圈攜帶和釋放大質量的載荷，但與 圖b的結構相比較，存在兩大缺點，其一是效率低，其二是圖b的同 軸排列結構軸對稱，使其具有良好的抗電磁力的機械強度，而不具備 平面平行結構，所以日前的線圈炮幾乎全部采用同軸結構。三、設計原則【1】基本關系電磁炮的實質是一個直線電動機，因此可將其分為同極的和異極 的，在同極電磁炮中，磁場極性不變，前文所介紹的導軌炮就屬于這 種，結構由電源開關導軌和電樞組成。異極電磁炮中，磁場極性是交 變的，本文所述的線圈炮就屬于此類，其炮管與彈丸均由相互耦合的 線圈組成。線圈炮的 機理溯源【2】理想線圈炮模型在單級線圈炮中，作用

5、在彈丸上的力，其有效范圍小于一個線圈 的直徑，因此為了獲得更高的速度，需要多線圈結構的線圈炮，即炮 管由一系列驅動線圈組成，同時驅動線圈應為多相形式。至此，線圈 炮的設計可使用常規電機的理想模型，即炮管和管狀彈丸內的實際電 流分布減薄成導體厚度趨于零的面電流層?！?】效率的影響因素線圈炮使用比軌道炮低的電流工作，具有相對高的效率，雖然它 的高效率源于繞組線圈累計的總歐姆損失的減小，但仍有諸多影響因 素其中最明顯的就是驅動線圈與彈丸的磁耦合緊密程度對總效率 的影響，為解決這一問題，應盡量使線圈的徑向寬度最小，或者使驅 動線圈激勵區域局部化多相驅 動線圈與管狀彈丸四、發展方向與總結線圈炮的研究主要集中于高效率工作上，從最初命名的“質量驅 動器”開始到后來的脈沖感應線圈炮，乃至當今應用了超導技術的線 圈炮，都可以歸為某種局部換向形式，但局部換向會在重量、尺寸、 成本以及能量損失方面付出一定的代價線圈炮換向過程的 能量轉移原理文章來源網絡整理，請自行參考使用