122:電磁炮原理

機械仙國 122:電磁炮原理

現代戰爭對火力的需求越來越大，而傳統藝術的發展也越來越近，在這種情況下，電子槍有望解決技術問題。電磁武器是一種將電磁能轉化為電磁能的機器，具有長遠的效益，是將電磁能轉化為電磁能的機器。該方法根據建筑物改變并加速火炮，以分配來自炮房的三種不同類型的動力：火車炮、火車炮和火炮。這種聯系更接近于電磁槍的武器和圓紙的槍，真槍的原理相對簡單，主要通過項目、武器、真導、變、一。發動機是第一個，也是第一個移動的發動機，當通電時，通過改變列車的方向來啟動發動機，然后再由另一個方向的列車啟動，所以列車關閉。當一個強電流水平（MA）通過兩個潛艇時，軌道之間產生一個強磁場，它是一個磁場，流經武器產生力量。洛倫茲工作。

該力推動電樞和電樞前面的彈丸沿導軌加速運動，從而使彈丸獲得超高速。

線圈炮又稱同軸加速器，由原動機，特殊交流電機，驅動線圈和彈載線圈所

組成。發射時，依次給驅動線圈交流充電，在線圈周圍形成的磁場使彈載線圈產

生感應電流，使其在電磁力的推動下運動。線圈炮的主要部件螺線管，它是線圈

均勻的密繞在炮管上，螺線管上的匝數為

n，炮管的內半徑我

為螺線管內的

長度，螺線管通入電流時，根據電磁學理論，螺線管沿軸的

圖，在螺線管中

部均勻，端口附近磁場發散。

重接炮是電磁發射技術的一種新形式，它包括板狀彈丸型和柱狀彈丸型兩

種。以板狀為例。它是由一系列同軸矩形線圈和一個板狀彈丸組成，線圈軸線與

彈丸運動方向垂直。兩線圈間隙較小，板狀彈丸在其內運動，彈丸一般采用非導

磁的良導體實心板，期長，寬比線圈截面口徑的長寬略大，各驅動可有自己的獨

立電源或共用一個電源，上，下線圈的纏繞和連接應保證磁通方向一致。

盡管電磁炮的研究取得了很大進展，已完成從基本原理到可行性的論證工作，

但是要將電磁炮轉化為實用的武器系統仍存在諸多難題，比如怎樣減小電磁炮體

積和重量、降低能耗、提高效率和解決炮管易損等。

，我們不難發現電磁

炮在應用方面相對于普通火炮有很大優勢，下面是優勢列舉：

（1）發射速度高，炮口動能大。電磁炮作用在彈丸上的力，在數量級上比傳

統火炮大一個量級。

（2）隱蔽性好，工作穩定，重復性好。電磁軌道炮發射時無火焰，無煙霧，

設計聲響和沖擊波小，在戰場上不容易被敵方發現。點火過程中不會出現常規火

炮時有發生的點火延遲、突然撞擊、加速突變等不穩定的情況，大大提高了使用

的安全性和可靠性。

（3）能源簡易、經濟效益好。電磁炮使用的是電能，與常規火炮所使用的

化學能相比操作比較簡單而且更容易控制，同時電能的來源廣并且價格低廉。

（4）彈藥貯存方便。軌道炮彈丸僅依靠其動能來起到巨大的殺傷和破壞效

果，彈丸內部沒有發射藥等易燃易爆物，因此貯存起來很方便。

簡單導軌炮在電物理特性方面有兩大缺陷：一是激勵電流難以保持恒流；二

是因歐姆熱損失導致效率較低。于是人們用初級電源（可用一電容表示）和電感

器組成脈沖形成網絡，以便獲得近似恒定的工作電流。原理下圖所示，圖

聯方式，導軌炮可獲得一近似恒流的平頂波。

磁場中的

導線在通電時會受到一個力的推動，同時，如聯方式，導軌炮可獲得一近似恒流的平頂波。

磁場中的

導線在通電時會受到一個力的推動，同時，如

果讓導線在磁場中作切割磁力線

的運動，導線上也會產生電流。這就是著名的法拉第電磁感應定律。正是根據

這一定律人們發明了現在廣泛應用的發電機和電動機，它也是電磁炮的基本原

理，或者說，電磁炮不過是一種比較特殊的電動機，因為它的轉子不是旋轉的，

而是作直線加速運動的炮彈。那么如何產生驅動炮彈的磁場，并讓電流經過炮

彈，使它獲得前進的動力呢？一個最簡單的電磁炮設計如下：用兩根導體制成

軌道，中間放置炮彈，使電流可以通過三者建立回路。把這個裝置放在磁場中，

并給炮彈通電，炮彈就會加速向前飛出

軌道炮是利用軌道電流間相互作用的安培力把彈丸發射出去它由兩條平

行的長直導軌組成，導軌間放置一質量較小的滑塊作為彈丸當兩軌接入電源

時，強大的電流從一導軌流入，經滑塊從另一導軌流回時，在兩導軌平面間產

生強磁場，通電流的滑塊在安培力的作用下，彈丸會以很大的速度射出，這就

是軌道炮的發射原理

電熱炮

電熱炮的原理完全不同于上述兩種電磁炮，其結構也有多種形式最簡單

的一種是采用一般的炮管，管內設置有接到等離子體燃燒器上的電極，燃燒器

安裝在炮后膛的末端當等離子體燃燒器兩極間加上高壓時，會產生一道電弧，

使放在兩極間的等離子體生成材料（如聚乙烯）蒸發蒸發后的材料變成過熱

的高壓等離子體，從而使彈丸加速

重接炮

重接炮是一種多級加速的無接觸電磁發射裝置，沒有炮管，但要求彈丸在

進入重接炮之前應有一定的初速度其結構和工作原理是利用兩個矩形線圈上

下分置，之間有間隙長方形的“炮彈”在兩個矩形線圈產生的磁場中受到強

磁場力的作用，穿過間隙在其中加速前進重接炮是電磁炮的最新發展形式

四：電磁炮的應用：

（一）用于天基反導系統：電磁炮由于初速度極高，可用于摧毀空間的低軌道

衛星和導彈，還可以攔截由艦只和裝甲發射的導彈因此，在美國的“星球大

戰”計劃中，電磁軌道炮成為一項主要研究的任務

（二）用于防空系統：美軍認為可用電磁炮代替高射武器和防空導彈遂行防空

任務美國正在研制長

米、發射速度為

發／分、射程達幾十千米的電

磁炮，準備替代艦上的“火神——方陣防空系統”用它不僅能打擊臨空的各

種飛機，還能在遠距離攔截空對艦導彈英國也正在積極研制用于裝甲車的防

空電磁炮

（三）用于反裝甲武器：美國的打靶試驗證明，電磁炮是對付坦克裝甲的有效

手段發射質量為

克、速度為

的炮彈，可穿透

厚的裝甲有

關資料還報道，用一種電磁炮做試驗，完全可以穿透模擬的

克的裝甲厚度由此可見，電磁炮具有很強的穿透能力，是非常優良的反裝甲

（四）用于改裝常規火炮：隨著電磁發射技術的發展，在普通火炮的炮口加裝

電磁加速系統，可大大提高火炮的射程美國利用這一技術，已將火炮射程加

五：電磁炮的展望：

由于電磁炮具有上述特點，所以，所以才被世界各國海軍所相中，把它作

為未來新式武器，它的應用前景廣泛。

1.電磁炮可用于天基反導系統。由于電磁炮初速度極高，可用于摧毀低軌

道衛星和導彈，也還可以用它來攔截軍艦發射的導彈

2.用于防空系統。由于電磁炮初速度高，射速也高，所以，有軍事專家美

軍認為可用電磁炮代替高射武器和防空導彈，執行防空任務

3.用于反坦克武器。由于電磁炮初速極高，所以，它的穿甲能力極強，能

有效地穿過坦克裝甲，成為反坦克厲器。

4.用于裝備炮兵部隊。隨著電磁發射技術的發展，在普通火炮的炮口加

裝電磁加速系統，可大大提高火炮的射程，這樣電磁炮可望裝備炮兵部隊。

5.用于裝備海軍艦艇。由于電磁炮具有的特點，它有望替代火炮，成為新

型艦炮，裝備海軍艦艇。

結語：隨著科學的發展，經濟與國防已經成為衡量一個國家綜合能力的最總要

的標準，也是一個國家地位的象征。因此發展國防事業是一個國家必不可少的事情，

國防以武器為基礎，所以發展武器才是最終的任務，電磁炮是一種高效，低耗的新

型武器，并且可操作性強，因此發展電磁炮將是我國以后發展的一個可以取向的趨

電磁炮是是一種新型的武器，不過其基本的原理卻是很簡單的，在高中就學過

楞次定律，就我個人覺得，學過楞次定律過后就可以將電磁炮作為一個拓展知識給

同學們講解，這樣不盡能夠提起同學們的興趣，還能提高同學們的知識面，并且培

養同學們的愛國精神。也可以對楞次定律有一個理性的認識。

航天技術被稱為高技術，給人以高不可攀的神秘感，像前面介紹的航天運載火箭，是經過數代科學家孜孜

以求才得來的。其實，它與許多發明創造都是巧用基本原理一樣，是司空見慣的反作用原理的利用。

反作用原理是牛頓三大定律之一。牛頓在

多年前就總結出，每個作用都有一個等量的反作用，或者

說，兩個物體的相互作用，彼此依賴，它們所產生的作用力，總是大小相等，方向相反。這個現象在日常

生活中司空見慣。兩只船相撞，反作用力又把它們分開。扛槍射擊，使子彈前進的作用力產生的反作用力(人

們叫它后坐力)，會把人往后推等等。

航天運載火箭、航天飛機、空天飛機和單垂航天器，都是靠推進劑在火箭發動機燃燒室中燃燒，產生

高溫高壓燃氣，然后通過噴管高速噴出，產生反作用力，推動航天器升空。由此原理，我們就可大致知道

它們的結構組成。它們必須有火箭發動機和相關的推進劑輸送和控制系統，把航天器準確地送入預定軌道

的飛行控制系統；以及承載發動機系統、推進劑貯箱、控制系統和航天器，并把它們連成整體，形成流線

型外形的殼體。為了利用空氣動力進行操縱和飛行，還有大小不等的翅膀等。

這里介紹的線圈炮，是一種與上述航天運載工具原理不同的航天發射工具。咋一聽線圈炮的名字，可

能有點“丈二和尚”摸不著頭腦。其實它也是一捅就破的“窗戶紙”，是司空見慣的電能轉換和電磁力的巧妙

運用。

年代開始，美國桑迪亞實驗室一直在對線圈炮進行研究。它研制的試驗型線圈炮，主體是

一個分成若干級的

個感應線圈組成的管型飛行通道，長

米，直徑

米，以

度的仰角

朝向天空，中間有起電樞作用的射彈，它也是航天器的承載器。另外配有供應脈沖電流的電容器組和控制

計算機。

發射時，將航天器和助推火箭放在射彈上，它們處在第一級線圈中，由計算機控制向第一級線圈通入

強大的脈沖電流，隨之產生感應磁場，磁場的磁力線穿過電樞(射彈)，感生電流。感應電流與磁場相互作

用，產生電場力，推動射彈前進。當射彈到達第二級線圈后，計算機控制電容器向第二級線圈供電。如此

一級級地使航天器加速。由于射彈是“浮”在電磁波上的，與飛行通道之間有百分之幾厘米的間隙，不會產

生摩擦力，這有利于航天器的加速。當航天器到達管道出口時，可達到

千米/秒的速度，這時航天器

上助推火箭啟動，使航天器與射彈分離，加速進入軌道。

線圈炮的建造成本低，發射費用只有運載火箭的

1，每天可以發射

多次，只要發射

次就可

收回投資，適合于高頻率地向太空運送物資。

天才一秒：m.2mcn