命令與征服3——真實(shí)的電磁軌道炮原理圖

　　電磁炮

　　電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器.與傳統(tǒng)的大炮將火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璨煌姶排谑抢秒姶畔到y(tǒng)中電磁場(chǎng)的作用力，其作用的時(shí)間要長(zhǎng)得多，可大大提高彈丸的速度和射程.因而引起了世界各國(guó)軍事家們的關(guān)注.自80年代初期以來(lái)，電磁炮在未來(lái)武器的發(fā)展計(jì)劃中，已成為越來(lái)越重要的部分.

　　一、電磁炮的結(jié)構(gòu)和原理

　　電磁炮聽(tīng)起來(lái)很神秘，其實(shí)它的結(jié)構(gòu)和原理很簡(jiǎn)單.電磁炮是利用電磁力代替火藥曝炸力來(lái)加速?gòu)椡璧碾姶虐l(fā)射系統(tǒng)，它主要由電源、高速開(kāi)關(guān)、加速裝置和炮彈四部分組成.目前，國(guó)外所研制的電磁炮，根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理的不同，可分為以下幾種類型：

　　(一)線圈炮：線圈炮又稱交流同軸線圈炮.它是電磁炮的最早形式，由加速線圈和彈丸線圈構(gòu)成.根據(jù)通電線圈之間磁場(chǎng)的相互作用原理而工作的.加速線圈固定在炮管中，當(dāng)它通入交變電流時(shí)，產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)就會(huì)在彈丸線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與加速線圈電流的磁場(chǎng)互相作用，產(chǎn)生洛侖茲力，使彈丸加速運(yùn)動(dòng)并發(fā)射出去.

　　(二)軌道炮：軌道炮是利用軌道電流間相互作用的安培力把彈丸發(fā)射出去.它由兩條平行的長(zhǎng)直導(dǎo)軌組成，導(dǎo)軌間放置一質(zhì)量較小的滑塊作為彈丸.當(dāng)兩軌接人電源時(shí)，強(qiáng)大的電流從一導(dǎo)軌流入，經(jīng)滑塊從另一導(dǎo)軌流回時(shí)，在兩導(dǎo)軌平面間產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，通電流的滑塊在安培力的作用下，彈丸會(huì)以很大的速度射出，這就是軌道炮的發(fā)射原理.

　　(三)電熱炮：電熱炮的原理完全不同于上述兩種電磁炮，其結(jié)構(gòu)也有多種形式.最簡(jiǎn)單的一種是采用一般的炮管，管內(nèi)設(shè)置有接到等離子體燃燒器上的電極，燃燒器安裝在炮后膛的末端.當(dāng)?shù)入x子體燃燒器兩極間加上高壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一道電弧，使放在兩極間的等離子體生成材料(如聚乙烯)蒸發(fā).蒸發(fā)后的材料變成過(guò)熱的高壓等離子體，從而使彈丸加速.

　　(四)重接炮：重接炮是一種多級(jí)加速的無(wú)接觸電磁發(fā)射裝置，沒(méi)有炮管，但要求彈丸在進(jìn)入重接炮之前應(yīng)有一定的初速度.其結(jié)構(gòu)和工作原理是利用兩個(gè)矩形線圈上下分置，之間有間隙.長(zhǎng)方形的“炮彈”在兩個(gè)矩形線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到強(qiáng)磁場(chǎng)力的作用，穿過(guò)間隙在其中加速前進(jìn).重接炮是電磁炮的最新發(fā)展形式.

　　二、電磁炮的特點(diǎn)及用途

　　電磁泡與常規(guī)火炮相比，有以下特點(diǎn)：

　　電磁炮利用電磁力所作的功作為發(fā)射能量，不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波和彌漫的煙霧，因而具有良好的隱蔽性.電磁炮可根據(jù)目標(biāo)的性質(zhì)和距離，調(diào)節(jié)、選擇適當(dāng)?shù)哪芰縼?lái)調(diào)整彈丸的射程.

　　電磁炮沒(méi)有圓形炮管，彈丸體積小，重量輕，使其在飛行時(shí)的空氣阻力很小，因而電磁炮的發(fā)射穩(wěn)定性好，初速度高，射程遠(yuǎn).由于電磁炮的發(fā)射過(guò)程全部由計(jì)算機(jī)控制，彈頭又裝有激光制導(dǎo)或其他制導(dǎo)裝置，所以具有很高的射擊精度.

　　從發(fā)射能量的成本來(lái)看，常規(guī)火炮的發(fā)射藥產(chǎn)生每兆焦耳能量需10美元，而電磁炮只需0.1美元.而且電磁炮還可以省去火炮的藥筒和發(fā)射裝置，故而重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸以及后勤保障等方面更為安全可靠和方便.

　　電磁炮作為發(fā)展中的高技術(shù)兵器，其軍事用途十分廣泛.

　　(一)用于天基反導(dǎo)系統(tǒng)：電磁炮由于初速度極高，可用于摧毀空間的低軌道衛(wèi)星和導(dǎo)彈，還可以攔截由艦只和裝甲發(fā)射的導(dǎo)彈.因此，在美國(guó)的“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃中，電磁軌道炮成為一項(xiàng)主要研究的任務(wù).

　　(二)用于防空系統(tǒng)：美軍認(rèn)為可用電磁炮代替高射武器和防空導(dǎo)彈遂行防空任務(wù).美國(guó)正在研制長(zhǎng)7.5米、發(fā)射速度為500發(fā)/分、射程達(dá)幾十千米的電磁炮，準(zhǔn)備替代艦上的“火神——方陣防空系統(tǒng)”.用它不僅能打擊臨空的各種飛機(jī)，還能在遠(yuǎn)距離攔截空對(duì)艦導(dǎo)彈.英國(guó)也正在積極研制用于裝甲車(chē)的防空電磁炮.

　　(三)用于反裝甲武器：美國(guó)的打靶試驗(yàn)證明，電磁炮是對(duì)付坦克裝甲的有效手段.發(fā)射質(zhì)量為50克、速度為3km/s的炮彈，可穿透25.4mm厚的裝甲.有關(guān)資料還報(bào)道，用一種電磁炮做試驗(yàn)，完全可以穿透模擬的T-72、T-80坦克的裝甲厚度.由此可見(jiàn)，電磁炮具有很強(qiáng)的穿透能力，是非常優(yōu)良的反裝甲武器.

　　(四)用于改裝常規(guī)火炮：隨著電磁發(fā)射技術(shù)的發(fā)展，在普通火炮的炮口加裝電磁加速系統(tǒng)，可大大提高火炮的射程.美國(guó)利用這一技術(shù)，已將火炮射程加大到150km.

　　上圖 譯文

　　magnetic field=磁場(chǎng)

　　driving current=驅(qū)動(dòng)電流

　　positive conducting rail=引導(dǎo)正軌道

　　armature=電樞(就是機(jī)器部件外殼)

　　projectile=發(fā)射彈頭

　　armature current=電樞電流

　　armature magnetic field=電樞磁場(chǎng)

　　negative conducting rail=引導(dǎo)負(fù)軌道