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[拼音]:diancipao

[英文]:electromagnetic gun

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。能源通常採用可蓄存10~100兆焦耳能量的裝置。 目前實驗用的能源有蓄電池組、磁通壓縮裝置、單極發電機,其中單極發電機是近期內最有前途的能源。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。

用單極發電機供電的電磁炮的工作原理見附圖所示。單極發電機實際上是一個法拉第直流發電機。它把機械能轉變成電能並蓄存起來。蓄能電感線圈的作用是暫時蓄存電能,使輸出的電流平穩。當電源與開關接通時,開關滑塊沿著開關銅軌道向前滑動,當它的一端與b軌接通而另一端與 a軌脫開時,強電流流經位於炮彈後面的窄而薄的金屬片“引信”,把金屬片蒸發、電離為等離子弧。電流經這個等離子弧,從一根銅軌流向另一根銅軌,在兩根軌道間產生磁場。流經等離子弧的電流與該磁場相互作用,產生洛侖茲力,推動等離子弧(電樞)和它前面的炮彈前進。

早在19世紀,科學家已發現在磁場中的電荷和電流會受到洛侖茲力的作用。20世紀初,有人提出利用洛侖茲力發射炮彈的設想。在兩次世界大戰中,法國、德國和日本都曾研究過電磁炮。第二次世界大戰以後,其他國家也進行過這方面的研究。自70年代初以來,與電磁發射有關的技術取得了重大進展。澳大利亞國立大學建造了第一臺電磁發射裝置,將 3克重的塑料塊(炮彈)加速到6000米/秒的速度。此後,澳、美科學家制造了不同型別的實驗樣機,並進行過多次發射實驗。用單極發電機供電的電磁炮,已能把318克重的炮彈加速到4200米/秒的速度。磁通壓縮型電磁炮已能將 2克重的炮彈加速到11000米/秒的速度。

電磁推力是一種脈衝動力,它比火藥推力大10倍,因而電磁炮可以把炮彈加速到高速,打破了常規炮彈初速低於2000米/秒的界限,而且電磁推力能分佈在發射裝置整個長度上,比火藥發射彈丸容易控制。因此,電磁炮可用作反坦克、防空、反導彈武器。但要實際使用還有一些問題尚待解決,如設計製造結構緊湊和蓄能多的能源;提高電磁炮的強度,使之能多次使用;提高炮彈強度,研究制導方法;多電源分段供電;以及捕獲、跟蹤目標等。

利用電磁推力大、同軸同步加速器發射成本低、對環境破壞小的優點,可發射低速、高質量的有效載荷,如發射重型炮彈,彈射無人機、載人飛機,甚至發射航天器等;還可用於撞擊核聚變實驗和進行物態轉換的研究。