作业帮电磁轨道炮是什么?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/07/07 04:57:17
电磁轨道炮是什么?
电磁轨道炮是什么?
电磁轨道炮是什么?
既轨道炮（Rail Gun）：是电磁炮最常见的式样.
或译：磁轨炮、导轨炮；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,当然这是几乎不可能实现的）.
轨道炮由法国人维勒鲁伯于1920年发明.1944年,德国的汉斯勒博士研制出长2米、口径20毫米的轨道炮,能把重10克的圆柱体铝弹丸加速到1.08公里/秒；1945年他又将2门轨道炮串联起来,使炮弹速达到了1.21公里/秒.二战期间,日本也研究过感应加速式电磁炮,并把2千克的弹丸加速到335米/秒.但由于材料和电力等关键问题无法解决,电磁炮的研究陷入瓶颈.1978年,澳大利亚国立大学物理学家理查德·马歇尔和约翰巴伯等人使用5米长的轨道炮将质量3.3克的塑料弹丸以5900米/秒的高速发射成功的突破性进展.美国海军将轨道炮作为其三大重点开发项目之一,计划从2018年开始装备未来的DD(X)对陆攻击驱逐舰.
一艘大型驱逐舰获得了300公里外敌军指挥部的位置坐标,不过它并没有发射价值一百万美元的战斧巡航导弹来摧毁目标,而是从炮管的超导电磁轨道中发射出一枚长约1米,重约20千克的炮弹,这种炮弹的动力来源既非火药,也不是燃料,而是来自军舰发动机为大炮注入的电能,炮弹以超过7倍音速的速度脱膛而出,飞出了地球大气层,接着又在卫星的指引下重返大气层,笔直冲向目标,它那令人难以置信的速度使它拥有足够的动能让目标在瞬间灰飞烟灭.
电磁轨道炮的炮管由两条长约6米的平行导轨组成,之间通过一个光滑的转子相连,电流从一条轨道流出,经过转子后再由另一条轨道流回,这条回路产生磁场推动转子,进而再推动位于转子前方的炮弹飞出轨道.
普通舰炮的射程只有20千米,而且准确度很差,巡航导弹的有效射程虽然超过了300千米,但它们造价昂贵,而且一艘舰艇最多只能携带70枚,由于无法在海上装卸,补充时还必须返回港口.电磁轨道炮则以射程远、成本低、运输以及补充便利等多项优势而被美国国防部寄予厚望.电磁轨道炮甚至还被美国陆军看成是2020年后陆军战车主要武器的候选技术方案.
不过电磁发射在技术上的研究工作可能还要持续20多年,因为目前还没有哪艘军舰能产生并且储存开炮所需的电能.在过去,驱逐舰上90%的能量都用于供给推进系统.除此之外,面临的挑战还包括：确保准确命中目标的高精度控制技术,炮弹对巨大加速度的承受能力等.由于距离目标超过了300千米,所以这种炮不能像普通枪管一样去瞄准,而需要空气动力学的校正,炮弹到了空中也必须由来自卫星的指令对其运行方向进行修正.同时,炮弹在出膛时的加速度会达到地球重力加速度的45000倍,炮弹上携带的电子器件必须经受得住这种加速度.此外,要使转子在炮管中高速运动也很困难.
目前,美国海军正与英国国防部一道研制这种电磁轨道炮,他们准备把驱逐舰变成一个超长的机关枪,在一分钟内就可以发射12发这种廉价的炮弹.位于英国柯尔库布里的一家工厂已经在2003年按1∶8的比例生产出了这种电磁轨道炮的样品,并在试验中射出了以6倍音速稳定飞行的炮弹.不过据美国海军海洋系统司令部的罗杰·麦金尼斯上校估计,美国的电磁轨道炮最早也要到2015年才能交付使用.