21世纪的主力大炮_电磁炮

�� 世纪的主力 大炮 电 磁炮 闰 夷 升 西安陆军学院 陕西 !� ∀ �∀ #∃ 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 #∀ 年代初期以来 , 电 磁炮在未来武器的发展中 , 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爆炸 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 它通人交变 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 流从一导轨流人 , 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 人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 电磁炮 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 ∋( 美元 , 而电磁炮只需 ∀ % � 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 , 现代物理知识 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 ! % ) 米 、 发射速度为 )∀∀ 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 )∀ 克、 速度 为 + 千米 ∗ 秒的炮 弹 , 可穿透 � ) % , 毫米厚的装甲 % 有关资料还报道 , 用一种电 磁炮做试验 , 完全可以穿透模拟 的手!� 、下#∀ 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 � )∀ 千米 % 三 、 电磁炮的发展概况及趋势 �− 世纪 �∀ 年代 , 在欧洲研究电磁现象形成 一种热潮 , 并取得了许多重要成果 % 物理学家 们相继发现 了电流的磁效应 、 安培力和电磁感 应现象 % 而后人们开始着眼于把这些研究成果 应用于军事中 % 早在 �# , ) 年 , 对电磁炮的研究 就开始了 % 当时曾有人绕制 了一些线圈 , 线圈 中产生的电磁力将一根金属棒射出了近 �∀ 米 远 % �− ∀� 年 , 挪威物理学家伯克兰造出了第一 门电磁线圈炮 , 能把 �∀ 千克的弹体加速到 �∀ ∀ 米 ∗ 秒 % 这门长 �∀ 米的电磁炮至今仍陈列在挪 威奥斯陆的博物馆中 % �− �∀ 年 , 法国人维勒鲁斯又发明了电磁轨 道炮 % 然而 , 由于 当时的技术条件有限 , 缺乏理 想的动力设备 , 所以在相 当长的一段时间内 , 电 磁炮的研究工作进展缓慢 % 电磁炮真正取得实 质性的进展还是 !∀ 年代的事 % 在 !∀ 年代澳大 利亚国立大学试制 了一门电磁炮 , 首次成功地 将 + % + 克的弹体加速到 )乡千米 ∗ 秒 % �−#� 年 , 他们又制成一门威力更大的电磁炮 , 能把 � % � 克 的弹体加速到 �∀ 千米 ∗ 秒 , 远远超过了常规炮 弹的飞行速度 % �−# ∀ 年 , 美国的研究人员用电磁炮成功地发 射了一颗质量为 + �! 克的弹丸 , 其飞行速度为 , % � 千米 ∗ 秒 % � − # ! 年 , 美国又研制成 “雷电 ”电磁炮 , 在秋季的试验中将弹丸加速到 . 千米 ∗ 秒 % 这两 次试验的结果明 , 电磁炮已不再是科学幻想中 的憧憬 % �−−� 年 , 美国又研制成功机动型的多发 电磁炮 , �− −, 年研制出反战术导弹电磁炮 , 并计 划于 �−−, 一 �− − # 年进行坦克电磁炮的全尺寸工 程试验 % 除美国外 , 俄国 、英国 、 澳大利亚 、 日本等国 家也都积极开展 电磁炮的研究工作 % 如美国的 电磁炮研究 , 已能把 ∀ % � 千克的弹丸加速到 � 千 米 ∗ 秒 , 或者把 )∀ 克的弹丸加速到 + 一 , 千米 ∗ 秒 的速度 % 总的说来 , 目前各国的电磁炮技术都还 处于预研阶段 , 有的 已研制出了演示样机 , 有的方案还在进行理论研究 % 电磁炮最主要的缺点是消耗功率大 % 假如 以 + 千米 ∗ 秒的速度发射 � % ∀ 千克重的弹丸 , 就 需要 � ∀ ∀ 万千瓦以上的功率 % 因此 , 就 目前而 言 , 电磁炮要从实验室走上战场 , 还存在许多技 术问没有得到很好的解决 % 目前 , 研制成功的电磁炮 已能将弹丸加速 到 #一 �∀ 千米 ∗ 秒 火炮仅 � 千米 ∗ 秒∃ , 是火炮 的 , 到 ) 倍 % 预计将来电磁炮弹丸的速度将达 到 �∀ ∀ 千米 ∗ 秒 % 由于电磁炮射出的弹丸速度 高 、射程远 、精度好 、穿透能力 强 , 而且 , 电磁炮 弹丸体积小 、 重量轻 、射程可调节 、 发射时无声 响 , 无冲击波等优点 , 预计在 �� 世纪 , 电磁炮终 将逐渐淘汰常规大炮 % 电磁炮还用不着火药 , 可减少污染 、 降低成 本 , 而且使用安全 , 是射击敌方坦克 、 飞机 、装甲 活动 目标的理想兵器 % 尽管目前电磁炮离真正 在战场上使用还有一段距离 , 但随着对电磁炮 研制的逐步完善 , 可望在 �∀ 世纪末将出现实战 型的电磁炮 % 预计在不久的将来 , 快如流星的 电磁炮终将取代传统的火炮 , 成为 �� 世纪的主 力大炮 , 在未来战场上发挥神威 % � �卷+期 总. +期∃