新概念动能武器----电磁炮
新概念武器
（四）动能拦截弹
动能拦截弹对弹道导 弹实施拦截时，依靠很高 的制导控制精度来实现对 目标的直接碰撞，利用碰 撞产生的巨大动能摧毁目 标，不要求引战配合
（四）动能拦截弹
美国是世界上最积极发展动能拦截弹技
术的国家，为支持导弹防御计划和动能反卫
星计划，正在研制多种动能拦截弹，包括地
基拦截弹、陆基战区高空区域防御拦截弹、
通信设施或其他装备粘住而不能操作，从而达
到影响作战行动的目的
（八）非致命武器
特种润滑油武器是指将一类极细微的 高性能润滑粉剂，用飞机或炮弹洒播在地 面，使飞机跑道、公路、铁路等表面异常 光滑，导致飞机无法起飞或降落、车辆失 控、列车脱轨，从而达到破坏部队作战行 动的目的
（八）非致命武器
超级腐蚀剂武器是指使用超级腐蚀剂造
（六）环境武器
洪水技术是指利用飞机向敌方上空的云
层中投放硝酸银颗粒，使云层中的水蒸气形 成大雨，造成洪水泛滥，影响制约敌方行动
（六）环境武器
水柱技术是指在海平面30米以下投放巨大威
力的炸弹，形成海底地震，造成海啸，掀翻敌方
军舰，冲垮海岸上的阵地和卷走人员等
（六）环境武器
浓云掩体技术是指利用微波技术，在己方 阵地上空制造乌云，影响敌方飞机无法活动
（三）微波武器
当使用功率密度为 10 ～ 100 瓦 / 平方厘米的强微波束照射目标时，其辐射 形成的电磁场，可在金属目标表面产生感 应电流，通过天线、导线、金属开口或缝 隙进入飞机、导弹、卫星、坦克等武器系 统电子设备的电路中，产生破坏作用
（三）微波武器
当感应电流较大时，会使电 路功能产生混乱、出现误码、中 断数据或信息传输，抹掉计算机
的尺寸也减小，从而使得整个拦
新概念动能武器—电磁炮
射装 置设 计等 电磁 炮 关键 技 术 ； 最后 总结 了 电磁 炮 的发展 现状 ， 望 了未来发展 趋 势 。 展
关 键词 ： 电磁 炮 ； 轨道 炮 ； 圈炮 ； 线 重接 炮
一
图 １ 弗吉尼亚州达尔格林的 电磁轨道炮装置
自 １４ 从 ８５年世界上第一 台直线磁阻 电动机将
根金属 棒抛 射 到 ２ ０ｍ远 的地方算 起 ， 电磁炮 已经
经历了一个多世纪的艰难曲折的发展历程。２ 世纪 ０
８ ０年代 以来 ， 世界 上 的 一些 发 达 国家 投 入 了 巨额 经 费进行 电磁炮 的实验 研究 ， 取得 了突破 性 的成 果 ， 并
ｒ ｉ ｎ， ｏｌｕ ｒ ｅ ｎ ｅ ｔ ｎ ｇ ｎ ｉ ｎ ｌｚ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｓｃ ｌ ｈ ｏ ｙ ｏ ｅ ｍａ ｎ ｔ ｅｄ ｃ ｎ ｅ ｎ ａｌ ｕ ｇ ｃ ｉ ｎ， ｅ ｏ ｎ ｃｉ ｓ ａ ａｙ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｙ ｉ ａ ｔ ｅ ｒ ｆｔ ｇ ｅｉ ｆ ｌ ｏ ｃ ｒ — ｇ ｏ ｕ ｈ ｃｉ ｉ ｇ ｅｅ ｔ ｃ ｍａ ｎ ｔ ｅ ｄ， ｌｃｒ ｍａ ｎ ｔ ｎ ｕ ｔ ｎ ａ ｄ ｗ ｉ ｐ ｏ ． Ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓ ｏ ａｌｕ ｃ ｉ ｎ ｌｃｒ ｇ ｅｉ ｆ ｌ ｅ ｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｉ ｄ ｃ ｉ ｎ ｈ ｒ ｏ １ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉ ｆ ｒｉ ｎ， ｏｌ ｉ ｃｉ ｃ ｏ ｌ ｉ ｃ ｇ —
中图分 类号 ：９ Ｅ２
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：６ ３５９ （０ １ ０ ．２ －５ １７ ．６ ２ ２ １ ）２１５０
(完整版)中国电磁炮发展历程.
•中国电磁炮发展历程经过17年的研究和实验，中国的新概念武器“超高速动能电炮”的研制已经到了最后阶段，即将问世，2007进入局部试用阶段。
据透露，现在世界一些主要的国家如美、俄等，都在研究这种新概念武器，中国虽起步稍晚，但有长足的进展，电磁发射技术并不比先进国家落后，更有可能首先拥有这种超高速动能武器。
电炮分为“电磁炮”和“电热炮”两类。
电磁炮是利用电磁力推进弹头到每秒50公里的超高速状态，常规武器望尘莫及，具有战略性武器的功能，分轨道炮、线圈炮和重接炮三种形式。
电热炮是利用电热能量来推动弹头，最高射速每秒约3公里左右(传统火炮每秒2公里)，可作为战术武器使用，分直热式和间热式两种形式。
我国的电磁炮的理论论证在上世纪80年代中期就基本完成，从那时起就开始进行实用化的研究，经过近20年的努力，已经结出丰硕的成果，2007年进部分装备部队进行量产前的定型试用。
一种电磁炮是口径20MM左右的车载反坦克电磁炮（也可能实现机载），该炮的核心设备包括**MW级的高脉冲发电机、超导线圈和高速装弹机，可以把超过120g的实心穿甲弹加速到3.5km/s以上,射速在10发/分到15发/分之间(射速和弹头初速要求有关)。
实验表明，弹头虽小，但是由于初速高，完全击穿现役所有主战坦克装甲，效果就和用AK47扫射本田轿车一样。
这使人们不禁联想到在伊拉克战争中一辆M1A2侧甲上的神秘弹孔，该孔的直径和一发12.7MM弹丸类似。
虽然这肯定不是中国电磁炮的杰作，但是我们可以猜想，其他国家的类似装备已经进入使用阶段的研究。
另有资料表明，我国高脉冲发电机的研究，已经为激光武器的实用提供了保证。
与上述反坦克电磁炮采用相同发电机的高功率战术激光器已经达到了车载的水平，可以有效攻击近距离的空中飞行目标。
另外一种更具战略价值的电磁炮，口径在250MM-280MM之间，核心设备高脉冲发电机达到了**MW的水平，超大孔径超导磁体的储能达到了**兆焦耳以上，可以把超过150kg的弹丸加速到**km/s以上，射程超过300公里。
电磁炮
什么是电磁炮？ 电磁炮的组成结构和性能特点？
电磁炮的发展？
电磁炮的应用前景？
20世纪初，有人提出利用洛仑兹力发射炮弹的设想。在两 次世界大战中，法国、德国和日本都曾研究过电磁炮。第 二次世界大战以后，其他国家也进行过这方面的研究。 1845年，查尔斯· 惠斯通制作出了世界第一台磁阻直流电动 机，并用它把金属棒抛射到20米远。此后，德国数学家柯 比又提出了用电磁推进方法制造"电气炮"的设想。 1980年，美国西屋公司为“星球大战”建造的实验电磁炮 把质量为300克的炮弹加速到了每秒约4千米，而在真空中， 这个速度还可提高到每秒8~10千米。 2010年12月12日，美国研发电磁轨道炮在海军试射中，将 电磁炮以音速5倍的极速，击向200公里外目标，射程为海 军常规武器的10倍。美军目标在8年内进行海上实测，并于 2025年前正式配备于军舰上。 该实验在弗吉尼亚州达尔格 伦水面作战中心进行，先后两次试射电磁炮。 2014年4月10日，美国海军表示将启动电磁炮海上试射计 划，利用电磁可发射音速七倍的高速轻型炮弹。[3] 该型电 磁炮已在地面展开广泛试射，接下来将安装在美国海军快 速舰“米利诺基特号”，并在2016年进行海上试射。
什么是电磁炮？ 电磁炮的组成结构和性能特点？
电磁炮的发展？
电磁炮的应用前景？
（一）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。
（二）用于防空系统：由于电磁炮初速度高，射速也高。 有美军军事专家认为可用电磁炮代替高射武器和防空导弹， 执行防空任务。 （三）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，是非常优良的反装甲武器。 （四）用于改装常规火炮：随着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。
新概念武器包括哪些
新概念武器包括哪些
新概念武器主要包括定向能武器、动能武器和军用机器人。
定向能武器是指武器的能量是沿着一定方向传播的，并在一定距离内，该武器有杀伤破坏作用，在其他方向就没有杀伤破坏作用。
如激光武器、微波武器和粒子束武器。
动能武器指的是一类能够发射高速(5倍于音速)弹头，利用弹头的动能直接撞毁目标的武器。
主要有:动能拦截弹(分为反卫星、反导弹2种)、电磁炮(分为线圈炮、轨道炮和重接炮3种)、群射火箭等。
军用机器人(具有某种仿人功能的自动机器的总称)，可以用于执行战斗任务、侦察情况、实施工程保障等。
目前正在研制的新概念武器，还有气象武器、深海战略武器等。
电磁炮概述
电磁炮概述现在，以火药作为发射能源的传统火炮，已经能够将质量为几千克的弹丸加速到1.8 km/s左右的炮口速度(即弹丸离开炮口时的速度).这已经接近化学能发射弹丸速度的极限(不包括采用火箭推进方式).然而随着军事科学技术的发展，利用化学能发射弹丸所能获得的速度，远远不能适应目前反装甲、防空、拦截高速导弹技术的需要.在这种情况下，利用电能发射弹丸的电磁炮便应运而生.电磁炮以电磁力推进弹丸，能使弹丸获得很高的初速度.目前试验已获得的最高速度为：当弹丸质量为3.1×10-3 kg时，初速可达10.1 km/s.为适应地面战术武器的应用，人们追求的目标是将千克级的弹丸通过电磁力加速到2.5～4 km/s；而对于天基战略防御拦截导弹的武器(部署在航天器上的战略防御拦截导弹的武器)，则要求将质量为几克至几十克的弹丸加速到20 km/s以上.近十几年来，各主要发达国家研究试验的实践表明，达到这一目标是可能的.现在，电磁炮原理上的问题已基本解决.但是由于在工程技术及制造工艺上还存在一些问题有待解决，所以它的发展仍处在实验阶段.各国的军队都还没有实际使用它.据资料介绍，美国陆军计划要在今年，将电磁炮安装在坦克上投入使用.由于保密的原因，详情还不清楚.按照结构的不同，电磁炮可区分为电磁轨道炮、同轴线圈炮和磁力线重接炮三种.目前发展比较迅速、理论和实践上比较成熟、接近武器化的，主要是电磁轨道炮和同轴线圈炮.2.1电磁轨道炮的工作原理如图1所示，电磁轨道炮由两条联接着大电流源的固定平行导轨和一个沿导轨轴线方向可滑动的电枢组成.发射时，电流由一条导轨流经电枢，再由另一条导轨流回，而构成闭合回路.强大的电流流经两平行导轨时，在两导轨间产生强大的磁场，这个磁场与流经电枢的电流相互作用，产生强大的电磁力，该力推动电枢和置于电枢前面的弹丸沿导轨加速运动，从而获得高速度.根据毕奥-萨伐尔定律和安培定律可推得，电枢受到的电磁场的作用力与电流强度的平方成正比，即F=kI2由此可见，要想获得弹丸的高速度，必须供给轨道强大的电流.通常该电流的数值在兆安级.而电流的脉冲宽度在毫秒数量级.在强脉冲电流的作用下，轨道炮中弹丸的加速度可达重力加速度的几十万倍.因此，轨道炮只需要较短的导轨，就能使弹丸获得很高的速度.它的优点是结构简单，适用范围广.例如可用于天基战略反导，发射质量为1～10 g的弹丸，能使其速度达到20 km/s以上，以拦截战略导弹；也可用于地面战术武器，如反装甲和防空；还可用于各类超高速碰撞，包括碰撞核聚变、流星体碰撞等研究.其缺点一是效率低，一般约10%左右.二是大电流对导轨的烧蚀严重，影响其使用寿命.为此，近些年来又出现了一些改进型的电磁轨道炮.例如，有的轨道炮为了减小电流，在轨道炮的外面与轨道并行走向绕多匝线圈以增强磁场，称为加强型轨道炮；有的轨道炮采用分段储能、供电或多级串联使用以提高效率.2.2同轴线圈炮的工作原理如图2所示，同轴线圈炮由环绕于炮膛的一系列固定的加速线圈与环绕于弹丸的弹载运动线圈(弹丸线圈)构成.它利用加速线圈与弹丸线圈之间互感时产生的电磁力作为弹丸的加速力.当给加速线圈突然加上电流时在弹线圈内会产生相应的感应电流，这时两个线圈相当于两个电磁铁，它们相互排斥，弹丸线圈受到的这个排斥力就是加速力.发射时依次给加速线圈供电，于是产生沿炮身管运动的磁场，这个磁场与弹丸线圈中感应电流激励的磁场相互作用，产生连续的加速力，从而使弹丸加速运动.需要说明的是，加速线圈与弹丸线圈之间的相互作用，相当于两个磁体间的相互作用，既可以相斥也可以相吸，可使弹丸加速也可使弹丸减速.因此，必须保证使加速线圈产生的磁场与弹丸线圈的运动位置精确同步.同轴线圈炮与电磁轨道炮相比有三个优点.一是加速力大，它的加速力峰值是电磁轨道炮的100倍.第二个优点是，由于同轴线圈炮中弹丸不与炮膛直接接触，是靠磁悬浮力运动的，因而炮管与弹丸之间无摩擦.而且加速力施加于整个弹丸之上，从而使能量利用率较高，一般可达50%.第三个优点是需要的电流较小，不存在兆安级的脉冲电流，可使开关装置简化.一般来说，同轴线圈炮适用于与轨道炮相比发射初速度较低，口径与质量较大的弹丸，如加榴炮弹丸.也可用来发射鱼雷、导弹或弹射飞行器等.2.3重接炮的工作原理重接炮是电磁炮的一种新形式.目前只有美国对单级重接炮进行了一些理论研究.单级重接炮由上下两个长方形同轴线圈组成，其间有一间隙.发射体为一长方体，可穿过两线圈的间隙作加速运动.重接炮综合了线圈炮能发射大质量弹丸、以及轨道炮能发射超高速弹丸的优点，还可赋予弹丸更高的加速力峰值，且使平均加速力与峰值加速力之间相差不大，从而使弹丸获得均匀的加速度.重接炮被认为是未来天基超高速电磁炮的结构形式.由于其理论和实践上还不够成熟，所以本文不再对它的工作原理进行更为详尽的叙述.3电磁炮的关键技术分析电磁炮的关键技术主要有：电源技术、电磁发射器设计技术、材料技术、以及系统总体设计技术等.3.1电源技术由于电磁炮发射时需要非常大的脉冲电功率(要求电源功率在吉瓦数量级，脉冲持续时间在毫秒数量级)，普通电源满足不了这一要求.因此，通常的作法是先将初级电源的功率传递给储能系统，将能量储存起来，后者在适当的时机以适当的方式将能量转换到脉冲形成网络中，以适应负载的要求.目前电磁炮原理试验样机使用的电源主要有：电容器组、电感储能系统、磁通压缩发生器、蓄电池组、脉冲磁流体发电装置、单极脉冲发电机和补偿型脉冲交流发电机等七种形式.每种电源都有其自身的特点和使用价值.从目前研究和试验情况来看，研究的重点是：高能量高储能密度的电容器组、单级发电机、补偿型交流发电机.这几种电源发展比较迅速，应用也日趋成熟.电源技术的难点在于缩小其体积.3.2电磁发射器设计技术电磁发射器是电磁炮的核心部件.首先必须根据武器系统的使用要求，研究确定采用哪种发射原理和方式，能够满足性能的要求；其次要根据已确定的弹丸动能，推算所需电源的脉冲功率，来确定最佳的供电方式和采用的电源形式；再次，要研究用于试验的发射器结构形式，包括炮身、供弹系统以及能量储存转换方式；最后，要组成在实验室或试验场条件下，能够实现发射循环的原理样机或试验装置，进行发射试验，测试有关数据.并根据试验数据修改和完善原理样机，为全武器系统的设计提供必要的参数和依据.3.3材料技术由于电磁炮发射时是在强脉冲电流的条件下加速弹丸的，其工作条件极为恶劣.因此，对其所用材料的要求就很高.目前对材料的研究主要是对轨道材料、绝缘材料、弹丸材料等的研究.轨道炮的导轨是在兆安级的电流下工作的，材料要经受瞬时极大的热流冲击，容易造成导轨的严重烧蚀，特别是弹丸底部的初始位置，烧蚀更为严重.因此，导轨材料首先要有好的抗烧蚀性能，同时还应具有良好的导电性能和高的倔服强度，滑动摩擦系数要小，并且在高温下能保持较强的硬度.目前多使用性能良好的无氧铜，或钢与钨、锆、钍、镍、铬等的合金.与导轨、电枢接触的绝缘材料应具有较强的抗电弧烧蚀性能.用于线圈炮的绝缘材料必须耐高温和高压，而且要有较高的机械强度.试验已经发现了一些性能比较好的材料，如二氧化硅、三氧化二铝等.目前电磁炮的弹丸材料多为塑料或轻金属.其外弹道特性还未及考虑.弹丸材料必须能够承受膛内加速时所产生的比传统火炮高得多的加速度(约为重力加速度的几十万倍).再加上与装甲目标的高速碰撞，其硬度是至关重要的.而且一旦弹丸速度达到3 km/s以上，它在空气中高速飞行时产生的摩擦热，也足以将普通材料的弹丸熔化掉.所以，弹丸材料不仅硬度要高，还要耐烧蚀.3.4系统总体技术十几年来，电磁炮的研究，主要围绕如何提高弹丸速度这一核心问题，开展了许多相关单项技术的研究，并取得了长足的发展.单项技术发展到一定程度时，系统总体技术就成为武器系统研制的一项十分重要的关键技术.而且必须先行一步，必须从系统的总体部置和各组成部分的功能，以及选择的技术途径和实施方案等全局出发，为各分系统和零部件的研究发展提出量化指标及相应的约束条件，以求得系统总体综合性能的优化.以上所述关键技术是基于对目前发展现状的分析而得到的.随着科学技术的发展和电磁炮的日趋成熟，关键技术的研究领域也可能发生转移.电磁炮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．自80年代初期以来，电磁炮在未来武器的发展计划中，已成为越来越重要的部分．一、电磁炮的结构和原理电磁炮听起来很神秘，其实它的结构和原理很简单．电磁炮是利用电磁力代替火药曝炸力来加速弹丸的电磁发射系统，它主要由电源、高速开关、加速装置和炮弹四部分组成．目前，国外所研制的电磁炮，根据结构和原理的不同，可分为以下几种类型：（一）线圈炮：线圈炮又称交流同轴线圈炮．它是电磁炮的最早形式，由加速线圈和弹丸线圈构成．根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而工作的．加速线圈固定在炮管中，当它通入交变电流时，产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流．感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用，产生洛仑兹力，使弹丸加速运动并发射出去．（二）轨道炮：轨道炮是利用轨道电流间相互作用的安培力把弹丸发射出去．它由两条平行的长直导轨组成，导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸．当两轨接人电源时，强大的电流从一导轨流入，经滑块从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，通电流的滑块在安培力的作用下，弹丸会以很大的速度射出，这就是轨道炮的发射原理．（三）电热炮：电热炮的原理完全不同于上述两种电磁炮，其结构也有多种形式．最简单的一种是采用一般的炮管，管内设置有接到等离子体燃烧器上的电极，燃烧器安装在炮后膛的末端．当等离子体燃烧器两极间加上高压时，会产生一道电弧，使放在两极间的等离子体生成材料（如聚乙烯）蒸发．蒸发后的材料变成过热的高压等离子体，从而使弹丸加速．（四）重接炮：重接炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置，没有炮管，但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度．其结构和工作原理是利用两个矩形线圈上下分置，之间有间隙．长方形的“炮弹”在两个矩形线圈产生的磁场中受到强磁场力的作用，穿过间隙在其中加速前进．重接炮是电磁炮的最新发展形式．二、电磁炮的特点及用途电磁泡与常规火炮相比，有以下特点：电磁炮利用电磁力所作的功作为发射能量，不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾，因而具有良好的隐蔽性．电磁炮可根据目标的性质和距离，调节、选择适当的能量来调整弹丸的射程．电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小，重量轻，使其在飞行时的空气阻力很小，因而电磁炮的发射稳定性好，初速度高，射程远．由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制，弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击精度．从发射能量的成本来看，常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需10美元，而电磁炮只需0.1美元．而且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置，故而重量轻、体积小、结构简单、运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便．电磁炮作为发展中的高技术兵器，其军事用途十分广泛．（一）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．（二）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．（三）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．（四）用于改装常规火炮：随着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．上图译文magnetic field=磁场driving current=驱动电流positive conducting rail=引导正轨道armature=电枢（就是机器部件外壳）projectile=发射弹头armature current=电枢电流armature magnetic field=电枢磁场negative conducting rail=引导负轨道轨道炮工作原理。
电磁炮
电磁炮摘要电磁炮主要分为四种，即线圈炮，导轨炮，电热炮和重接炮。
电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小，重量轻，使其在飞行时的空气阻力很小，因而电磁炮的发射稳定性好，初速度高，射程远．由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制，弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击精度。
重量轻、体积小、结构简单、运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便．电磁炮作为发展中的高技术兵器，其军事用途十分广泛。
关键词电磁炮原理特点前景美国军方官员于2012年2月28日宣布，美海军工程师对第一部舰用电磁轨道炮原型进行了首次全威力射击试验获得成功，初速达到8000公里/时，预计最快将于2017年装备美国海军。
有军事专家称，由于初速度极高，电磁轨道炮可用于摧毁低轨道卫星和导弹，还可以拦截导弹。
初速达8000公里/时。
其实，早在19世纪就有人提出利用电磁力发射炮弹设想，在20世纪初，电磁炮的原型被正式提出，在两次世界大战的时候，各国都对电磁炮进行了探索，但是受限于当时的技术条件，并没有达到实用化的标准，战后美苏等国继续研制电磁炮，并且在关键的大功率电源系统、电容器等技术研究中取得了较大的进展，这些都为电磁炮的最终实用打下了坚实的基础。
电磁炮又称电炮，它是一种新概念火炮，是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。
电磁炮与传统的火炮相比有根本性区别：火炮是利用火药燃烧产生的燃气压力，作用于弹丸来发射的。
电磁炮是利用电磁力作用，将弹丸发射出去。
这样，可大大提高弹丸的速度和射程。
所以，电磁炮出现后，便引起了世界各国军事家们的普遍关注。
1电磁炮的基本原理电磁炮主要分为四种：（一）线圈炮：线圈炮又称交流同轴线圈炮．它是电磁炮的最早形式，由加速线圈和弹丸线圈构成．根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而工作的．加速线圈固定在炮管中，当它通入交变电流时，产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流．感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用，产生洛仑兹力，使弹丸加速运动并发射出去．线圈炮的工作原理如图5-2所示。
中国电磁炮原理
中国电磁炮原理
中国电磁炮是一种新型武器系统，也称为“电磁轨道炮”或“超级磁轨炮”。
它采用电磁力学原理，利用高强度电磁场加速导弹或弹丸，以超高初速度撞击目标，具有高能量密度、高射速、高精度、高杀伤力等特点，是一种具有重要战略价值的武器系统。
中国电磁炮的原理是利用电磁感应定理和洛伦兹力，将高强度电流通过线圈产生的强磁场，作用于导体上，引起导体内部电流的感应，并产生一个相反方向的磁场，使导体受到一个向前的电磁力，从而加速导体运动。
在电磁炮中，通常使用多级线圈加速器，将电流通过多个线圈产生的强磁场作用于弹丸，使其以极高的速度飞出。
在中国电磁炮中，弹丸通常采用短小、轻便、高强度的材料，如铝合金等。
弹丸被加速到极高的速度后，具有极高的动能，能够对目标进行高效的打击。
由于电磁炮不需要化学燃料，因此具有高效、环保、安全等优点。
中国电磁炮的应用领域非常广泛，包括军事、民用、科研等领域。
在军事领域，电磁炮可用于反舰、反导、反卫星等任务，具有强大的杀伤力和打击效果；在民用领域，电磁炮可以应用于航天发射、地震预警等方面；在科研领域，电磁炮可以用于高速碰撞试验等实验研究。
电磁炮简介
电磁炮简介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。
自20世纪80年代初期以来，电磁炮在未来武器的发展计划中，已成为越来越重要的部分。
电磁炮利用电磁力(洛仑兹力)沿导轨发射炮弹的武器。
它主要由能源、加速器、开关三部分组成。
能源通常采用可蓄存10～100兆焦耳能量的装置。
目前实验用的能源有蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电机，其中单极发电机是近期内最有前途的能源。
加速器是把电磁能量转换成炮弹动能，使炮弹达到高速的装置。
主要有：使用低压直流单极发电机供电的轨道炮加速器和离散或连续线圈结构的同轴同步加速器两大类。
开关是接通能源和加速器的装置，能在几毫秒之内把兆安级的电流引进加速器中，其中的一种是由两根铜轨和一个可在其中滑动的滑块组成。
早在19世纪，科学家已发现在磁场中的电荷和电流会受到洛仑兹力的作用。
20世纪初，有人提出利用洛仑兹力发射炮弹的设想。
在两次世界大战中，法国、德国和日本都曾研究过电磁炮。
第二次世界大战以后，其他国家也进行过这方面的研究。
自70年代初以来，与电磁发射有关的技术取得了重大进展。
澳大利亚国立大学建造了第一台电磁发射装置，将 3克重的塑料块（炮弹）加速到6000米/秒的速度。
此后，澳、美科学家制造了不同类型的实验样机，并进行过多次发射实验。
用单极发电机供电的电磁炮，已能把318克重的炮弹加速到4200米/秒的速度。
磁通压缩型电磁炮已能将 2克重的炮弹加速到11000米/秒的速度。
基本原理电磁炮原理示意图电磁炮的原理非常简单，19世纪，英国科学家法拉第发现，位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，同时，如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动，导线上也会产生电流。
这就是著名的法拉第电磁感应定律。
正是根据这一定律人们发明了现在广泛应用的发电机和电动机，它也是电磁炮的基本原理，或者说，电磁炮不过是一种比较特殊的电动机，因为它的转子不是旋转的，而是作直线加速运动的炮弹。
9-新概念武器
一、定向能武器
辐射效应：目标表面因汽化而形成等
激 离子体云，等离子体一方面对激光起屏蔽作用， 光 另一方面又能辐射紫外线甚至X射线，使内部 武 电子元件损伤，实验表明这种射线损伤比激光 器 直接照射引起的破坏更为有效。
一、定向能武器
激 光 武 器
一、定向能武器 激光武器的对抗措施
二、动能武器
动能武器由推进系统、弹头、探测器、制 导与控制系统等部分组成。推进系统提供将弹头加
速到高速所需要的动力，可采用火炮、火箭、电场
或磁场加速装置作为推进系统。弹头是动能武器的 战斗部位，是用金属材料或塑料制成的刚体。探测 器是动能武器的眼睛，用于探测、识别和跟踪目标， 通常使用红外传感器。制导与控制系统是动能武器
军事技术发展史和战争史反复证明，在战场
上崭新的武器装备的出现所带来的技术上的突然
性往往带来作战上的突然性，从而对战争产生重 大影响。军事高技术的迅猛发展，使新概念武器 装备不断问世，将对战争形态产生重要影响，引 发作战样式重大变革，对军事理论研究、军队训 练、武器装备研发都有指向性意义。
新概念武器
一、定向能武器
烧蚀效应：激光照射目标，部分能 激 光 武 器
量被目标吸收，转化为热能，使目标表面汽 化，蒸汽高速向外膨胀，可以同时将一部分 液滴甚至固态颗粒带出，从而使目标表面形 成凹坑或穿孔，是对目标的基本破坏形式。
一、定向能武器
激波效应：当目标蒸汽向外喷射时，
激 在极短时间内给目标以反冲作用，相当一个脉 光 冲载荷作用到目标表面，于是在固态材料中形 武 成激波。激波传播到目标后表面，产生反射后， 器 可能将目标拉断而发生层裂破坏，裂片飞出时
六、失能武器
新概念武器电磁炮
精心整理新概念武器-电磁炮1.引言近年来,由于高新技术的普遍应用,许多鲜为人知的新概念火炮随之诞生。
其中,电磁炮因其性能奇特、威力巨大而成为新概念武器家族中的一个重要成员。
2010年12月10日美国海军在弗吉尼亚州达尔格林水面作战中心,成功试射电磁10倍,起,,世界,64MJ 力、财力从事现代电磁炮研究,电磁炮逐步由理论研究、实验室试验到向武器级别的电磁炮展开研究、试验,并陆续取得积极成果。
2.电磁炮原理与分类电磁炮是一种利用电磁力推动弹丸运动的新概念火炮,由于它能将弹丸加速到极高的速度,因此被称为动能杀伤武器。
法拉第电磁感应定律是电磁炮的理论基础,根据结构的不同,电磁炮可分为轨道炮、线圈炮和重接炮。
2.1轨道炮工作原理轨道炮是电磁炮中结构和原理最为简单的一类。
按照馈电方式、轨道性能及电枢类型,轨道炮有简单轨道炮、分散馈电轨道炮、分段轨道炮、增强型轨道炮、炮口分流型轨道炮、多轨型轨道炮、超导悬浮电枢型轨道炮和多相型轨道炮等不同形式。
简单轨道炮主要有两条平行的金属轨道、电枢、弹丸和大功率脉冲电源组成。
轨道一般是耐磨损、抗烧蚀的良导体;电枢是高导电率的金属、等离子体或金属与等离子体的混合体,电枢与轨道之间具有良好的电接触,使电源、轨道和电枢之间构成电气回路;大功率脉冲电源一般具有兆瓦级的脉冲功率。
当大功率脉冲电源向轨道、电枢回路供电时,根据平行导线的磁场分布可知两轨道间的磁场方向,作用在电枢上的力F的大小和方向可由安培定理F=i B确定。
如果假定电枢和弹丸的总质量和加速度分别为为m、a,轨道的自感梯度为Lr’,则作用在电枢和弹丸上的力的大小F=ma=Lr’(1)简单轨道炮存在两大技术问题,一是为了获得恒定的加速度,需要大量的储能和复杂的电源系统提供恒定的激励电流,在恒流激励下轨道中储存的剩余磁能无法得到利用,不仅降低了转换效率,而且会引起炮口电弧;二是通过加长轨道提高速度将使回路电阻增加,导致欧姆损失增加,效率下降。
新概念武器
①威力大 相与 比传 的统 不武 同器
②效率高
③隐蔽性强
太阳武 器
五、地球物理武器
据解密档案显示，上世纪70年代，美国 除了在古巴制造干旱外，还在1974年用 人工方法将飓风引向洪都拉斯，企图趁 该国陷入混乱之际，扶持亲美政权上台。 1974年9月，“法夫飓风”的气旋突然转 向洪都拉斯。时速超过177公里的飓风 横扫大地，造成1.1万洪都拉斯人丧生， 60 万人无家可归。在一个名叫乔洛马 的城镇里，由于堤坝决口，全镇6000人 被淹死了一半。这次飓风造成中美洲各 国经济损失数千万美元，数万人伤亡， 美国人则顺利达到了目的。后来，美国 在大西洋上又成功地进行过3次人工引 导飓风实验，其人造飓风技术日臻完善 。
优 点
不会受空间辐射的影响，适合在空间工作。
粒子束不仅能把能量沉积到目标表面上，而 且能透入目标内部，至少在理论上可以通过 几种不同的方式毁伤目标。
激光武 器
粒子束 武器
二、动能武器
定义：一类能够发射超高速弹头，利用弹头的 动能直接撞毁目标的武器。
动能武器目前主要有电磁炮。
定义 优势 不足 应用
新概念武器
曾经的武器：
中国四大 发明之一 的火药
妖刀村正
美军10毫米 军用手枪
虎蹲炮－戚继光军 中最常用的火器
新概念武器
定义：在工作原理上和杀伤机理上有别于传统武 器、能大幅度提高作战效能的一类新型武器。这 种新型武器在设计思想、系统结构、总体优化、 材料应用、工艺制造、部署方式、作战样式、毁 伤效果等方面都不同于传统武器。
前景
电磁炮
三、非致命武器
定义：为达到使人员或装备失灵，并使附带破坏 最小化而专门设计的武器系统。
1、反装备非致命 武器
电磁炮是新概念武器吗
电磁炮是新概念武器吗是“电磁炮是当代海军装备里的新概念武器，被国外媒体评为“有可能改变海战格局”的未来武器。
”电磁炮在物理领域的专业名称叫“洛伦兹力”，是一种典型的动能杀伤武器。
它通过电力来产生强大的能量，通过导轨把炮弹发射出去。
由于电磁炮的初速极快，它的射程也非常远，能达到200公里以上，炮弹能够保持5马赫的速度飞行。
可能有人会感到奇怪，很多舰载反舰导弹射程远超200公里，速度可以更快，为何电磁炮能被称为未来武器。
电磁炮和导弹不同，它严格意义上讲是一种舰炮，但它的威力远超传统舰炮。
随着反导技术的进步，反舰导弹是可以被拦截的，但炮弹却很难被拦截。
电磁炮的发射更突然，拦截难度更大，极大提升了舰船的海战威力。
在电磁炮领域，最早展开研究的国家是美国，早在2010年就开始了电磁炮的测试工作。
按照美国海军的计划，电磁炮会安装在朱姆沃尔特级驱逐舰上。
这种驱逐舰具备很强的隐身能力，同时拥有电磁炮和导弹垂直发射系统，是美国海军未来倚仗的科幻战舰。
但计划赶不上变化，美国海军未能把电磁炮实际应用在已经下水的朱姆沃尔特号上。
很可能是因为资金原因，也可能是因为电力系统供应能力不足，无法维持电磁炮的运转。
现在电磁炮已经成了美国海军的一个烂尾项目，近一两年似乎没有取得重大进展。
但中国在这一领域里却取得了很快进步，已经顺利进行了多次电磁炮测试。
根据媒体的估计，电磁炮上舰会在不久的未来变成现实。
中国在电磁炮领域虽然起步晚，但在众多科研人员的努力下，攻克诸多技术难关，项目发展迅速。
根据媒体的说法，国内电磁炮是在海洋山号坦克登陆舰上试验的，准确打中了靶标。
从媒体的消息来看，电磁炮最快有可能在2025年实现上舰。
电磁炮能上舰的关键因素除了武器本身以外，还需要先进的综合电力推进系统。
如果舰船不能产生强大的电力，不仅电磁炮的性能不稳定，舰船的其他系统也会受到影响。
有消息称，电力综合推进系统的研发工作已经取得重要进展，不久后就可能应用到舰船上。
未来战场的主宰：新概念武器的典型代表
未来战场的主宰：新概念武器的典型代表形形色色的新概念武器开辟了战争的全新领域，代表了未来武器装备的发展方向。
它们陆续实用化，并将在未来信息化战争中发挥重要作用。
除了激光武器之外，电磁炮、动能拦截弹、粒子束武器和微波武器可谓是新概念武器中的典型代表。
“全新战神”——电磁炮在《变形金刚2》中的最后大战里，美军动用了一种神秘武器，从游弋在大洋上的战舰发射，击中了金字塔顶的组合金刚“大力神”，将其摧毁，这种武器就是电磁炮。
2012年2月28日，美军宣布，首门电磁轨道炮原型已试射6次，正接受炮管寿命和其他项目测试。
这标志着美国海军在电磁炮的研制中取得重大进展，为最终实用打下了基础，预计2017年可以供海军使用。
电磁炮是利用电磁能转化成的具有高温高压的等离子体的热能等来推进弹丸的一种发射装置，其发射的炮弹的速度、射程、精度以及穿透力均远远超过了常规火炮的性能极限，具有常规火炮无法比拟的优点：动能大，毁伤性大。
电磁炮发射的弹丸所具有的动能，可达同等质量传统弹丸的几十倍，甚至上百倍。
因此电磁炮具有较大的摧毁力，尤其是一些有较坚固防御的目标，虽可抵御常规武器的打击，却难逃电磁炮的摧毁。
射程远，并具有可调性。
电磁炮的发射靠的是电磁动力，它可给弹丸以巨大的推动力，从而使弹丸按照预定方向高速运行至较远的位置。
而且，常规火炮的射程是通过改变射角和不同发射药来调整的，操作复杂，且变化范围有限，而电磁炮只需控制输入的能量即可达到高速射程的目的，方法简便易行。
隐蔽性强。
电磁炮射击时，炮声微小，既不产生烟雾，又无有害气体放出。
无论是白天还是夜晚，射击时都非常隐蔽，对方很难发现，可大大提高其战场生存能力。
“太空盾牌”——动能拦截弹动能武器，是指利用超高速运动的具有极大动能的弹头，通过直接碰撞方式摧毁目标的武器。
反导弹动能拦截弹是以火箭发动机作为动力，直接与来袭导弹相撞摧毁对方导弹的武器。
美国开发的“智能卵石”就是一种典型的动能拦截弹。
浅析美军炮兵新概念武器系统
克１２个地面目标， 命中率达９０％以 “ 打了不用管”。但是它也还有缺
上， 充分显示了精确制导炮弹的实 陷， 一是它仅有一种探测器， 也就
战威力。由于它主要是依靠目标反 是说只能对一种反射波有反应； 二
射的激光自动飞向目标的， 因此它 是作用距离有限； 三是在发现目标
的弱点很明显， 那就是需要有人用 后不能自动飞向目标。因此， 它难
体快速飞行， 并以直接碰撞的方式 米长的喇叭进行了实验， 试验产生
摧毁目标的一种动能炮兵武器系 的声波频率为１０－ ６００赫兹， 发射
统。根据研制技术的不同， 它主要 功率为二万瓦特， 可由车载发射。
可 分 为 无 头 火 箭 弹 、天 基 拦 截 弹 和 美 国 陆 军 研 究 实 验 室 在８７ 年 进 行
２００６．２◆国防科技 ２９
装备 新 锐 Ｅｍａｌｌ：ｇｆｋｊ＠ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＥＱＵＩＰ ＭＥＮＴＳ
参与， 电磁炮技术已 有代表性并可能最先投入使用的
取得重大发展， 很 一种， 它能将６千克的弹丸加速到４
多 实 验 指 标 已 经 接 千米／秒（ 约１２ 马赫） ， 并能自动控
激光照射器始终照在目标上， 以使 以在－ １０９ａ ３－ ｄ ｖｉｃ ４９５复杂地形和
导 引 头 能 够 接 收 到 目 标 反 射 的 激 天候条件下对付运动中的目标。精
பைடு நூலகம்
光， 也就是说“ 打了以后还要管”。 确 制 导 炮 弹 的 发 展 方 向 是 向 智 能
真正属于“ 打了就不用管”的精确 化方向发展。
六“、 水”炮
“ 水”炮是以液体发射药代替 固体火药来发射弹丸的一种新型 火炮， 也叫做液体发射药火炮。
新概念武器--军事理论教案
新概念武器--军事理论教案新概念武器一、新概念武器的基本涵义在新军事革命的激烈竞争中，科学技术的迅猛发展及其在军事领域中的广泛运用，为高技术时代新式武器的研究和出世奠定了雄厚的基础，特别是一批新兴科学技术的成熟和广泛应用，酝酿、研究、试制了多种新毁伤机理的武器，如激光、粒子束、电磁、生物武器等，过去人们随心所欲幻想的武器，高技术逐步把它们变为了现实。
下面我们就一起来学习这些新机理武器的基本知识。
（一）新概念武器的定义什么是新概念武器，目前并没有严格的科学定义，总是仁者见仁，智者见智。
比较普遍的看法是，新概念武器是指与传统武器相比，在基本原理、杀伤破坏机理和作战方式上有本质区别，是尚处于研制或探索之中的一类新型武器。
（二）新概念武器的分类第一大类型定向能武器。
所谓定向能武器也叫束能武器或射束武器。
定向能武器是将能量高度集中于极小的立体角内，并在瞬间释放能量摧毁目标的一种高能武器，其特征是射束快且能量高度集中。
第二大类型动能武器。
动能武器就是运用物体运动的能量杀伤、击毁目标的武器。
第三大类型信息武器。
信息武器是指为争夺信息权（信息获取权、控制权和使用权）的对抗及斗争中，所使用的以现代信息技术为技术工艺的武器装备系统。
第四大类型非致命武器。
所谓非致命武器，是指主要用来使人员和装备失去作用，把对人的致命性、永久性伤害，以及对财产和非故意破坏，降至最低限度的武器。
第五大类型是其他新概念武器，主要指一些设想中的新概念武器。
主要包括环境武器和基因武器。
为了使同学们对新概念武器有个更加直观的了解，下面就来介绍几种比较典型的新概念武器，也就是今天要讲的第二个大问题。
二、几种新概念武器的独特性能目前，世界各国正在探索和发展中的典型新概念武器主要有：激光武器、动能拦截弹、粒子束武器、微波武器、电炮、环境武器、次声波武器、基因武器和非致命武器（一）激光武器激光是一种方向性强，能量高度集中的光。
激光武器是利用激光的能量直接摧毁目标或使其失去战斗力的定向能武器。
电磁炮
概述
• 电磁炮又称电炮，它是一种新概念火 炮，是利用电磁发射技术制成的一种先进 的动能杀伤武器。 • 电磁炮与传统的火炮相比有根本性区 别：火炮是利用火药燃烧产生的燃气压力， 作用于弹丸来发射的。电磁炮是利用电磁 力作用，将弹丸发射出去。这样，可大大 提高弹丸的速度和射程。
电磁炮的分类
1.电磁线圈炮
取a=20mm,d=120mm,再代入F值，可估计得电流的 大小在10^6A的量级
优缺点
• 优点
• 电磁轨道炮的发射稳定性好， 初速度高，射程远 • 发射过程全部由计算机控制， 发射动能、射程易于调控 • 发射时没有烟雾，隐蔽性好， 没有高膛压，易于炮管维护 • 量产时发射成本及炮弹成本均 较低，且可靠性高，后勤保障 更方便
由于线圈炮潜力有限，目前已淡出各国的火炮的发展计划
电磁轨道炮
• 组成及原理
• 轨道炮由两条平行的导轨组成，弹丸夹在两条导 轨之间。两轨接入电源，电流经一导轨流向弹丸 再流向另一导轨产生强磁场，磁场与电流相互作 用，产生强大的洛仑兹力推动弹丸，达到很高的 速度（理论上可以到达亚光速，当然只有在太空 的真空状态下有可能实现）。
线圈炮发射原理示意图
优缺点
• 优点
• 炮弹与炮管（线圈） 间没有摩擦。 • 能发射较重的 炮弹。 • 电能转换成动能的效 率较高
• 缺点
• 供电复杂 • 实际能达到的速度不 高
比如当速度达到1km/s时，炮弹 通过1dm距离的时间为10^-7s ，这么短的时间内很难做到对 线圈开闭的有效控制，其次由 于线圈自身的自感阻碍线圈内 电流的变化，导致在末端对线 圈的开闭很难对炮弹有加速的 效果
对轨道炮电流的简单估算
要使重约3kg的炮弹在5m长的轨道内加速到第一宇宙速度，即 7.9km/s左右，假定受到电磁力大小恒定，由牛顿运动学公式可得 到F大小为10^7N的量级。 另一方面粗略估算电磁力的大小（各种阻力不计）： 如右图所示x处磁场为 于是x处单位长度受力为： 炮弹受到安培力大小为 算得
电磁炮的工作原理
电磁炮的工作原理电磁炮是一种高能量武器，它使用电磁力来发射高能量的炮弹或炮弹。
它最初由美国科学家爱德华·布伦特·贝尔发明，并在20世纪50年代开始使用。
它的原理是，在一个电磁炮管中，一个电磁场由一个超级导体绕组和一个负载绕组产生。
当负载绕组通过超级导体绕组时，电磁场会产生一个电磁力，这个电磁力会推动一个电磁炮弹，使其以高速度运行。
电磁炮的工作原理是，它使用一个电磁管来产生一个电磁场，这个电磁场会推动一个电磁炮弹，使其以高速度运行。
这个电磁管由一个超级导体绕组和一个负载绕组组成。
当负载绕组通过超级导体绕组时，电磁场会产生一个电磁力，这个电磁力会推动一个电磁炮弹，使其以高速度运行。
负载绕组的电流是由一个高压电源提供的，这个电源可以产生高达几千伏特的电压。
电磁炮的主要组件是电磁管、超级导体绕组、负载绕组和高压电源。
电磁管是由一个超级导体绕组和一个负载绕组组成的，它们用来产生电磁场。
超级导体绕组是一个由金属线绕成的圆筒，它用来产生电磁场。
负载绕组是一个由电线绕成的圆筒，它用来控制电磁管的电流。
高压电源是一个用来提供高压电流的电源，它可以产生高达几千伏特的电压。
电磁炮的工作原理是，它使用电磁力来发射高能量的炮弹或炮弹。
它的工作过程是，先将电磁管的超级导体绕组和负载绕组连接起来，然后将高压电源接入负载绕组，使其产生高压电流，从而产生电磁场。
当电磁场产生时，它会推动一个电磁炮弹，使其以高速度运行。
电磁炮是一种高能量武器，它可以用来发射高能量的炮弹或炮弹。
它的原理是，在一个电磁炮管中，一个电磁场由一个超级导体绕组和一个负载绕组产生，当负载绕组通过超级导体绕组时，电磁场会产生一个电磁力，这个电磁力会推动一个电磁炮弹，使其以高速度运行。
电磁炮具有许多优点，如发射速度快、射程远、可靠性高、精度高等，它可以用来发射高能量的炮弹或炮弹，用于军事目的。
新概念动能武器----电磁炮
Li
2
1. 2 线圈炮工作原理
线圈炮也被称为“同轴加速器”, 主要由沿导 向板条 轴向排列的若干驱动线圈、弹载线圈、弹 丸和脉冲驱动电源组组成。弹载线圈绕在弹丸上, 每个驱动线圈分别由各自的驱动电源依次供电。
线圈炮原理示意图
当电源给驱动线圈施加脉冲电流时, 驱动线圈中 电流的突变, 在弹载线圈中产生感应电流和磁场, 两个线圈的磁场相互作用产生安培力, 使线圈彼 此有电磁力的相互作用。
由以上分析可知, 为了保证弹丸一直处于加速状态, 必须 严格控制驱动电源组的工作时机, 使驱动线圈产生的磁场 与弹载线圈的运动位置精确同步。
1. 3 重接炮工作原理
重接炮是电磁发射的一种较新形式, 目前主要有 平板形状的弹丸在驱动线圈的间隙中被加速和圆 柱型弹丸在轴对称的圆筒线圈内被加速两种形式 的重接炮。单级平板式重接炮由上、下驱动线圈、 平板式弹丸和脉冲电源组成。如下图所示。
美海军工程师在弗吉尼亚州的达尔格伦海军水面作战研究中 心，成功试射首门由军工企业制造的电磁轨道炮原型
电磁轨道炮，上图为炮弹出膛的瞬间
1 电磁炮原理与分类
电磁炮是一种利用电磁力推动弹丸运动的新概念 火炮, 由于它能将弹丸加速到极高的速度, 因此 被称为动能杀伤武器。
法拉第电磁感应定律是电磁炮的理论基础, 根据 结构的不同, 电磁炮可分为轨道炮、线圈炮和重 接炮。
当大功率脉冲电源向轨道、电枢回路供电时, 假
定回路中的电流方向i如图所示, 根据平行导线
的磁场分布可知, 轨道间的磁场方向B 如图所示,
作用在电枢上的力F 的大小和方向Байду номын сангаас由左手定则
判断出来，如果假定电枢和弹丸的总质量和加速
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2. 2 电磁炮的应用
鉴于电磁炮的诸多特点, 电磁炮在军事上、航天和高压物 理研究方面均有美好的应用前景。 军事上电磁炮主要用作战术武器。
陆军, 自行火炮的弹丸初速一般控制在4 km / s, 以防止
大气烧蚀;3 km / s的穿甲弹能使坦克的防御和进攻能力 提高四倍; 大口径的电磁炮射程达几十公里, 并能发射制 导炮弹丸, 可以取代远程火炮; 具有高射速的小口径电磁 炮可作为防空高炮使用。
引言
近年来, 由于高新技术的普遍应用, 许多鲜为人 知的新概念火炮随之诞生。其中, 电磁炮因其性 能奇特、威力巨大而成为新概念武器家族中的一 个重要成员。 电磁炮是现代战争中的一代新概念武器, 目前国 外的技术发展已达到实用阶段。用物理学中关于 电流的磁场、电磁感应和涡流的基本理论。
美国在该领域一直处于领先地位
如果将驱动线圈和弹载线圈等效为两个电磁铁,那么两个 线圈磁场的相互作用如下图所示
当弹载线圈和弹丸位于驱动线圈左侧时, 两者相吸, 弹丸
受到向右的吸引力而向右运动, 在弹丸通过驱动线圈中心
横截面以前, 两个线圈之间的磁耦合增强, 互感增加, 弹 丸所受到的向右的力随之增加, 弹丸将作变加速运动, 速 度迅速增加; 当弹丸通过驱动线圈中心横截面以后, 由于 两个线圈之间的磁耦合降低, 互感的减少, 弹丸受力的方
1. 3 重接炮工作原理
重接炮是电磁发射的一种较新形式, 目前主要有 平板形状的弹丸在驱动线圈的间隙中被加速和圆 柱型弹丸在轴对称的圆筒线圈内被加速两种形式 的重接炮。单级平板式重接炮由上、下驱动线圈、 平板式弹丸和脉冲电源组成。如下图所示。
两线圈同轴对称放置, 中间有适当的间隙,弹丸是实心平 板物体。上下两个线圈串联, 由同一个电源供电, 两线圈 的缠绕方向或串联连接时应保证磁力线方向相同且垂直于 弹丸。
向改变, 弹丸受到向左的吸力作用而减速。
由此可见, 为了使弹丸始终受到加速力的作用, 应当在弹 丸过驱动线圈中心横截面的瞬间切断驱动线圈的电源, 弹 丸以惯性继续运动,在到达第二个驱动线圈左端面时, 第
二个驱动电源以同样的方式进行馈电, 弹丸将被第二次加
速, 依次类推,弹丸在整个内弹道循环期间依次受到各驱 动线圈的加速力的作用, 直至飞出炮口, 获得极高的初速。 由以上分析可知, 为了保证弹丸一直处于加速状态, 必须 严格控制驱动电源组的工作时机, 使驱动线圈产生的磁场 与弹载线圈的运动位置精确同步。
时地把能量转换到脉冲形成网络。主要技术包括频率能量 存储和脉冲形成网络与负载的偶合。另外, 由于电源在电 磁炮的重量和体积上占有高达80% 的比重, 因此电源小型 化技术也是电磁炮早日进入实用阶段的关键。
当大功率脉冲电源向轨道、电枢回路供电时, 假 定回路中的电流方向i如图所示, 根据平行导线 的磁场分布可知, 轨道间的磁场方向B 如图所示, 作用在电枢上的力F 的大小和方向可由左手定则 判断出来，如果假定电枢和弹丸的总质量和加速 度分别为为m、a, 轨道的自感梯度为L,则作用在 电枢和弹丸上的力的大小F=ma=1 Li 2
海军, 同样采用高射速小口径电磁炮能够拦截新一代超声 速导弹, 以解决所面临的高性能反舰导弹威胁的严重问题。
空军, 利用电磁发射技术, 能够建设形成一种全新的野战
机场和短程起降方式, 高射速、高初速的小口径电磁炮也 可作为机载武器使用。基于电磁炮高动能、能够发射制导 炮弹及火控系统简单、易于实现的特点, 天基电磁炮具有 更大的威力, 可用于战略防御。
结构的不同, 电磁炮可分为轨道炮、线圈炮和重
接炮。
1. 1 轨道炮工作原理
轨道炮是电磁炮中结构和原理最为简单的一类。 简单轨道炮主要有两条平行的金属轨道、电枢、弹丸和大 功率脉冲电源组成。轨道一般是耐磨损、抗烧蚀的良导体; 电枢是高导电率的金属、等离子体或金属与等离子体的混 合体, 电枢与轨道之间具有良好的电接触, 使电源、轨道 和电枢之间构成电气回路; 大功率脉冲电源一般具有兆瓦 级的脉冲功率。
2
1. 2 线圈炮工作原理
线圈炮也被称为“同轴加速器”, 主要由沿导 向板条 轴向排列的若干驱动线圈、弹载线圈、弹 丸和脉冲驱动电源组组成。弹载线圈绕在弹丸上, 每个驱动线圈分别由各自的驱动电源依次供电。
线圈炮原理示意图
当电源给驱动线圈施加脉冲电流时, 驱动线圈中 电流的突变, 在弹载线圈中产生感应电流和磁场, 两个线圈的磁场相互作用产生安培力, 使线圈彼 此有电磁力的相互作用。 由于驱动线圈是固定的, 因此弹载线圈便携带弹 丸运动, 运动方向则由两个线圈中的电流方向和 两者之间的相对位置决定。
美海军工程师在弗吉尼亚州的达尔格伦海军水面作战研究中 心，成功试射首门由军工企业制造的电磁轨道炮原型
电磁轨道炮，上图为炮弹出膛的瞬间
1 电磁炮原理与分类
电磁炮是一种利用电磁力推动弹丸运动的新概念
火炮, 由于它能将弹丸加速到极高的速度, 因此
被称为动能杀伤武器。
法拉第电磁感应定律是电磁炮的理论基础, 根据
高压物理方面, 电磁炮可以用来研究材料的状态方程、金
属成型焊接、进行碰撞核聚变和磁悬浮列车的研究。
3 电磁炮的关键技术
3. 1 脉冲电源技术
电磁炮工作时需要高达几十兆瓦或上百兆瓦的脉冲功率,
普通电源无法满足要求。目前, 电磁炮所用电源首先将初
级电源的能量传递给储能系统, 然后通过电力控制系统适
为了提高弹丸的速度, 一般重接炮可由多个驱动 线圈构成多级重接炮, 与线圈炮类似, 弹丸在发 射过程中将依次受到各级驱动线圈的加速, 获得 极高的弹丸初速。 涡流磁场与重接磁场的相互作用产生的电磁力推 动弹丸向前加速运动, 原来储存在上下线圈中的 磁能转变为弹丸的动能。
2 电磁炮的特点及应用
2. 1 电磁炮的特点源自 与常规火炮相比, 电磁炮具有如下十大优点:
( ( ( ( ( ( ( ( ( ( 1)初速高、动能大。 2)能源简单、安全。 3)隐蔽性好。 4)易于调整射程, 5)工作稳定, 重复性好。 6)弹丸形状多样。 7)弹丸飞行稳定。 8)装填方便、快捷。 9)效率高。 10)弹丸质量可大可小。