可分为四种:线圈炮,轨道炮,电热炮,重接炮。
1、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,产生电磁场力,使弹丸加速运动并发射出去。
2、轨道炮
轨道炮(Rail Gun)或译磁轨炮、导轨炮由法国人维勒鲁伯于1920年发明,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。
当两轨接入电源时,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(理论上可以到达亚光速)射出,这就是轨道炮的发射原理,轨道炮是电磁炮最常见的式样。
3、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。
4、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。
扩展资料:
电磁炮的作战用途
1、对于天基反导系统:由于其初速高,电磁炮可以用来摧毁低轨道卫星和空间导弹,拦截由舰船和装甲发射的导弹。因此,在美国的“星球大战”计划中,电磁炮成为一项重大的研究课题。
2、防空系统:由于电磁炮初速高,射击速度也高。一些美军专家认为,电磁炮可以用来代替防空武器和防空导弹执行防空任务。
3、对于反装甲武器:美国的目标试验证明电磁炮是对付坦克装甲的有效手段。发射质量为50g、速度为3km/s的炮弹是一种很好的反装甲武器。
4、常规火炮改装:随着电磁发射技术的发展,在常规火炮炮口安装电磁加速系统,可以大大提高火炮射程。利用这项技术,美国将火炮射程增加到150公里。
参考资料来源:百度百科-电磁炮
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。当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。
电磁炮根据其构造不同可分为电磁线圈炮和电磁轨道炮两种。
电磁线圈炮是由环绕炮膛的一系列固定线圈与环绕弹丸的弹体线圈所组成。炮弹发射时,电源依次给环绕炮膛的一系列固定线圈供电,产生一个沿炮管运动的移动磁场,使得在环绕弹丸的弹体线圈中产生感应电流,感应电流也形成一个磁场,产生加速力,使弹丸在炮管整个长度上得到加速。弹丸就这样高速地被发射了出去。
电磁轨道炮是由导轨、电枢及电源所组成。导轨是一对平行的金属轨道,用于传导电流。这对金属轨道是由耐烧蚀、耐磨损、具有良好机械强度的材料制成。
金属轨道镶嵌在用高强度材料制成的绝缘筒内,构成炮管。电枢由导电金属或等离子材料制成,位于两金属轨道之间,它的前端装着弹丸,电枢带着弹丸一起在导轨间运动。
当电磁轨道炮发射时,电源供电,强大的电流通过导轨、电枢,最后又返回电源,构成回路,并在回路内产生感应电流。这样,感应电流在回路内产生磁场,对电枢产生一个电磁加速力,推动电枢运动。装在电枢前端的弹丸也得到加速,弹丸就这样被发射了出去。
美国海军海上水面战中心曾经试射的电磁炮便是一种类电磁轨道炮,有一根很长的炮管,炮管中有两根铜金属轨。这种电磁轨道炮通过巨大的电能,产生巨大的力,发射炮弹和导弹。
电磁炮是这样一种装置:利用强大的电磁力来加速弹丸,使弹丸高速射向目标并将其摧毁。
电磁炮的发射原理同普通电动机的工作原理是一样的。我们都知道电动机由定子和转子两大部分组成。通电后,电流通过定子上的线圈而产生电磁力,而转子就在电磁力的推动下高速运转起来。
在这里,我们把电磁炮看作一台特殊的“电动机”。炮身相当于电动机的“定子”,炮弹相当于电动机的“转子”。电磁炮的炮身是两条长长的平行铜导轨,炮弹就夹在这两条导轨的中间。
导轨通电后产生一个强大的电流,此电流沿其中一条导轨输入,流经炮弹,然后再由另外一条导轨返回;这样,便在这两条导轨之间形成一个强大的磁场;而该磁场与炮弹中的电流相互作用,产生一个强大的电磁力;此电磁力推动着炮弹沿导轨高速前进,并且日其运行速度越来越高,炮弹就这样被射了出去。所以电磁炮又叫“轨道炮”。
由于电磁推力大,所以电磁炮的炮弹能够达到很高的速度。美国的两个电磁炮实验室已经将3克重的弹丸加速到每秒11千米,另外还将300克重的弹丸加速到每秒4千米。我们知道,一般火炮的射出速度只有每秒0.8千米左右,步枪子弹的射出速度也只有每秒1千米左右。
由于电磁力很均匀,故电磁炮的弹丸在飞行中比较稳定;又由于在发射时不出火焰和烟雾,也不产生冲击波,所以电磁炮的隐蔽性好;电磁炮可以根据目标的特征快速调节电磁力的大小;另外,电磁炮也比较经济。常规火炮的发射药每产生1兆焦耳能量大约需耗资10美元,而用电磁炮只需0.1美元。
电磁炮的发展受到各军事强国的高度重视,例如在美国的“战略防御计划”中,对电磁炮的研制占有重要地位。
不过,从电磁炮的当前发展水平来看,距离实战要求仍有一定的距离。例如:实战要求能将3千克重的弹丸加速到每秒15~30千米的速度,而目前的实际水平距离这个要求还差得很多;目前的电磁炮导轨材料还不够强固,弹丸高速掠过时,往往会使导轨发生剪切、变形甚至熔化;高速飞行的电磁炮弹丸在穿过大气层时,容易被烧蚀;目前仍处于试验阶段的天基电磁炮武器系统,其重量太大,其费用也极高。
电磁炮从结构上可分为电磁轨道炮、电磁线圈炮和电磁“重接”炮。
其中,电磁轨道炮是目前发展较为迅速的一种电磁炮,它主要由两条平行的导轨和在导轨之间滑动的微型射弹以及射弹电枢等组成。导轨作为电磁轨道炮的线性电磁推进加速器,当发射时,导轨和射弹电枢被通上巨大的瞬时电流,在导轨间形成强电磁场,由电磁相互作用使导轨加速器产生巨大的加速力,从而使导轨间的微型射弹加速,并以极高的速度发射出去,实现与目标直接碰撞,靠相对碰撞产生的巨大动能摧毁目标。
目前,美国有多家机构在从事电磁轨道炮的研究工作,并取得了一些重大进展。电磁线圈炮也叫同轴线圈加速炮,是最早制造的电磁炮,在20世纪初就已能做到将10千克重的炮弹加速到100米/秒。
在70年代中期,前苏联的科学家已能将1.3克重的金属环加速到4.9千米/秒。线圈炮由环绕于炮膛的一系列固定加速线圈与环绕微型射弹的弹载运动线圈组成,当这些线圈按顺序加电时,产生运动磁场,使处在磁场中的微型射弹加速发射出去。电磁“重接”炮简单地说就是利用两个磁场重新结合产生新的更大容积的磁场结构,来加速发射微型射弹。“重接”炮是天基超高速电磁炮的备选方案。
除美国以外,俄罗斯、澳大利亚、英国、德国、日本和以色列等国也在开展电磁炮技术的研究。
电磁炮按其结构的不同可分为电磁线圈炮和电磁轨道炮两种,电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统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产生的安培力来对金属炮弹进行加速,使其达到打击目标所需的动能,与传统的火药推动的大炮,电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。
电磁炮利用电磁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。当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。