1、熱兵器時(shí)代，利用化學(xué)能的火炮可以使彈丸初速熱兵器時(shí)代，利用化學(xué)能的火炮可以使彈丸初速達(dá)到達(dá)到1.8千米千米/秒；秒；目前，目前，利用電能的利用電能的電磁炮電磁炮可將彈丸加速到可將彈丸加速到2.5千米千米/秒，秒， 這還遠(yuǎn)非這還遠(yuǎn)非極限極限。冷兵器時(shí)代，利用原始機(jī)械拋射物體，速度只有每秒冷兵器時(shí)代，利用原始機(jī)械拋射物體，速度只有每秒幾十米；幾十米；電磁炮電磁炮-彈種展示彈種展示 電磁炮電磁炮-發(fā)射裝置發(fā)射裝置-電磁圈電磁圈 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淦髋c傳統(tǒng)的大炮將火藥燃?xì)鈮毫ψ?/p>

2、用于彈丸不同，電磁炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場的作用力，電磁炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場的作用力，其作用的時(shí)其作用的時(shí)間要長得多，可大大提高彈丸的速度和射程因而引起間要長得多，可大大提高彈丸的速度和射程因而引起了世界各國軍事家們的關(guān)注了世界各國軍事家們的關(guān)注二戰(zhàn)期間，德國和日本都曾積極研制電磁炮。特別是德國，迫切需要新式武器扭轉(zhuǎn)戰(zhàn)局。1945年，漢斯勒取得了炮彈初速1210米/秒的成果。戰(zhàn)后，該電磁炮落在了美軍手里。但能源供應(yīng)問題和軌道材料問題仍不好解決，研究陷入困境。上世紀(jì)80年代，美國提出了“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃，其中電磁炮被指望用于摧毀對方的太空目標(biāo)以及攔截彈道導(dǎo)彈。雖然隨著“冷戰(zhàn)”的結(jié)束，“星球大戰(zhàn)

3、”計(jì)劃壽終正寢，然而電磁炮的研發(fā)計(jì)劃和技術(shù)進(jìn)展，卻為日后美海軍電磁炮的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 2001年11月，美國海軍召開了電磁炮發(fā)展研討會(huì)，制定了一個(gè)三步走計(jì)劃：第一步（2005年前），研制炮口動(dòng)能為8兆焦的樣機(jī)；第二步（20052011年），研制炮口動(dòng)能為32兆焦的樣機(jī)，初速要大于2500米/秒；第三步，開展炮口動(dòng)能為64兆焦的電磁炮型號樣機(jī)研制工作，為在20202025年裝備電磁炮鋪平道路。 2004年，美國海軍成功進(jìn)行了電磁炮發(fā)射試驗(yàn)；2008年的試驗(yàn)以2500米/秒的速度發(fā)射了重約3公斤的炮彈，根據(jù)計(jì)算炮彈可擊中370公里外的目標(biāo)，而傳統(tǒng)軍艦火炮射程只有幾十公里。2010底，美海軍再

4、次成功進(jìn)行了電磁軌道炮(下文簡稱電磁炮)試驗(yàn)，標(biāo)志著其發(fā)展電磁炮“三步走”計(jì)劃已實(shí)現(xiàn)了第二步目標(biāo)。它還傳遞了一個(gè)信息：在不久的將來，電磁發(fā)射技術(shù)將再次改寫人類的兵器史、戰(zhàn)爭史。或許，傳統(tǒng)火炮將走向終結(jié)。以電能為動(dòng)力的電磁炮必將讓“戰(zhàn)爭之王”煥然一新。 傳統(tǒng)火炮傳統(tǒng)火炮VSVS電磁炮電磁炮炮彈初速度炮彈初速度火炮很難超過火炮很難超過2 2千米千米/ /秒，電磁炮可達(dá)幾十千米秒，電磁炮可達(dá)幾十千米/ /秒秒 射程射程火炮最遠(yuǎn)為火炮最遠(yuǎn)為185185千米，電磁炮為千米，電磁炮為370370千米千米炮口動(dòng)能炮口動(dòng)能火炮為火炮為2020兆焦耳，電磁炮為兆焦耳，電磁炮為32-6432-64兆焦耳兆焦耳產(chǎn)生

5、每兆焦耳能量成本產(chǎn)生每兆焦耳能量成本火炮需要火炮需要1010美元，電磁炮需要美元，電磁炮需要0.10.1美元美元 能量轉(zhuǎn)換效率能量轉(zhuǎn)換效率火炮化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率僅火炮化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率僅20%20%，電磁炮電能轉(zhuǎn)換效率達(dá)，電磁炮電能轉(zhuǎn)換效率達(dá)50%50%飛行速度對比飛行速度對比戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈 245245米米/ /秒秒聲音速度聲音速度 340340米米/ /秒秒一般步槍子彈一般步槍子彈 710710米米/ /秒秒一般艦炮彈丸一般艦炮彈丸 900900米米/ /秒秒電磁炮彈丸電磁炮彈丸 25002500米米/ /秒秒 電磁炮分類：電磁炮分類：線圈炮軌道炮電熱炮重接炮線圈炮軌道炮電熱炮重接炮用途

6、：電磁炮作為發(fā)展中的高技術(shù)兵器，其軍事用途：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用途十分廣泛 （）（）用于天基反導(dǎo)系統(tǒng)用于天基反導(dǎo)系統(tǒng)：電磁炮由于初速度極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)彈高，可用于摧毀空間的低軌道衛(wèi)星和導(dǎo)彈，還可，還可以攔截由艦只和裝甲發(fā)射的導(dǎo)彈因此，在美國以攔截由艦只和裝甲發(fā)射的導(dǎo)彈因此，在美國的的“星球大戰(zhàn)星球大戰(zhàn)”計(jì)劃中，電磁軌道炮成為一項(xiàng)主計(jì)劃中，電磁軌道炮成為一項(xiàng)主要研究的任務(wù)要研究的任務(wù)（）（）用于改裝常規(guī)火炮用于改裝常規(guī)火炮：隨著電磁發(fā)射技術(shù)的：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)，發(fā)展，在普通火炮的炮口加裝電

7、磁加速系統(tǒng)，可可大大提高火炮的射程大大提高火炮的射程美國利用這一技術(shù)，已將美國利用這一技術(shù)，已將火炮射程加大到火炮射程加大到150km （3）用于防空系統(tǒng)：用于防空系統(tǒng)：美軍認(rèn)為美軍認(rèn)為可用電磁炮代替高射可用電磁炮代替高射武器和防空導(dǎo)彈遂行防空任務(wù)武器和防空導(dǎo)彈遂行防空任務(wù)美國正在研制長美國正在研制長7.5米、發(fā)射速度為米、發(fā)射速度為500發(fā)分、射程達(dá)幾十千米的電磁發(fā)分、射程達(dá)幾十千米的電磁炮，準(zhǔn)備替代艦上的炮，準(zhǔn)備替代艦上的“火神火神方陣防空系方陣防空系統(tǒng)統(tǒng)”用它不僅能打擊臨空的各種飛機(jī)，還能在遠(yuǎn)用它不僅能打擊臨空的各種飛機(jī)，還能在遠(yuǎn)距離攔截空對艦導(dǎo)彈英國也正在積極研制用于裝距離攔截空對艦導(dǎo)

8、彈英國也正在積極研制用于裝甲車的防空電磁炮甲車的防空電磁炮 （4）用于反裝甲武器用于反裝甲武器：美國的打靶試驗(yàn)證明，電磁：美國的打靶試驗(yàn)證明，電磁炮是對付坦克裝甲的有效手段炮是對付坦克裝甲的有效手段發(fā)射質(zhì)量為發(fā)射質(zhì)量為50克、克、速度為速度為3km/s的炮彈，可穿透的炮彈，可穿透25.4mm厚的裝甲厚的裝甲有有關(guān)資料還報(bào)道，用一種電磁炮做試驗(yàn)，完全可以穿關(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透模擬的T72、T80坦克的裝甲厚度由此可見，坦克的裝甲厚度由此可見，電磁炮具有很強(qiáng)的穿透能力，是非常優(yōu)良的反裝甲電磁炮具有很強(qiáng)的穿透能力，是非常優(yōu)良的反裝甲武器武器 1.1.如圖所示，電磁炮

9、是由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵如圖所示，電磁炮是由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵組成當(dāng)電源接通后，磁場對流過炮彈的電流產(chǎn)生力的組成當(dāng)電源接通后，磁場對流過炮彈的電流產(chǎn)生力的作用，使炮彈獲得極大的發(fā)射速度下列各俯視圖中正作用，使炮彈獲得極大的發(fā)射速度下列各俯視圖中正確表示磁感應(yīng)強(qiáng)度確表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的方向的是（）的方向的是（） 2.在軍事上工程師設(shè)計(jì)出一種電磁炮，它是根據(jù)磁場對電在軍事上工程師設(shè)計(jì)出一種電磁炮，它是根據(jù)磁場對電流會(huì)產(chǎn)生作用力的原理制成的。它的基本原理如圖所示，流會(huì)產(chǎn)生作用力的原理制成的。它的基本原理如圖所示，把待發(fā)射的炮彈（導(dǎo)體）放置在處于強(qiáng)磁場中的兩條平行把待發(fā)射的炮彈（導(dǎo)

10、體）放置在處于強(qiáng)磁場中的兩條平行導(dǎo)軌上，給導(dǎo)軌通以很大的電流，使炮彈作為一個(gè)載流導(dǎo)導(dǎo)軌上，給導(dǎo)軌通以很大的電流，使炮彈作為一個(gè)載流導(dǎo)體在磁場的作用下，沿導(dǎo)軌作加速運(yùn)動(dòng)體在磁場的作用下，沿導(dǎo)軌作加速運(yùn)動(dòng)，以某一速度發(fā)射，以某一速度發(fā)射出去。若要提高炮彈的發(fā)射速度，從理論上有些什么辦法出去。若要提高炮彈的發(fā)射速度，從理論上有些什么辦法？ 要提高炮彈的發(fā)射速度，要提高炮彈的發(fā)射速度，一是可以增加加速的時(shí)間，但肯定受一是可以增加加速的時(shí)間，但肯定受到炮管長度的限制；到炮管長度的限制；二是可以增大使炮彈加速的安培力，二是可以增大使炮彈加速的安培力，其方式有：其方式有：1.是增大磁場的強(qiáng)度是增大磁場的強(qiáng)度

11、 2.是加大電流強(qiáng)度。是加大電流強(qiáng)度。 三三.減少炮彈的質(zhì)量減少炮彈的質(zhì)量 F = B I L a=f/M 對磁場的增加不會(huì)變化太大對磁場的增加不會(huì)變化太大. 對電流的增加由于電壓和電阻的限制不會(huì)太對電流的增加由于電壓和電阻的限制不會(huì)太大大,另溫度增大另溫度增大,需耐高溫材料需耐高溫材料. 目前電磁炮的彈藥質(zhì)量大小得不到突破目前電磁炮的彈藥質(zhì)量大小得不到突破. 對對 L的增加是個(gè)突破點(diǎn)的增加是個(gè)突破點(diǎn): 多軌道的理念多軌道的理念.扇形軌道提供磁場SN導(dǎo)電鍵運(yùn)動(dòng)軌道剖視圖軌道中線圈扇形軌道提供磁場外層導(dǎo)電圈有導(dǎo)電鍵的軌道導(dǎo)電鍵彈頭多軌道多軌道使?fàn)恳€(gè)數(shù)增大使?fàn)恳€(gè)數(shù)增大導(dǎo)電鍵導(dǎo)電鍵在發(fā)射時(shí)增

12、加了長度增加單個(gè)牽引力大小在發(fā)射時(shí)增加了長度增加單個(gè)牽引力大小尾部的尾部的尾翼或紋路尾翼或紋路彌補(bǔ)了電磁彈旋轉(zhuǎn)速度小的缺點(diǎn)彌補(bǔ)了電磁彈旋轉(zhuǎn)速度小的缺點(diǎn). 3.3.電磁炮的基本原理如圖所示，把待發(fā)射的炮彈（導(dǎo)體電磁炮的基本原理如圖所示，把待發(fā)射的炮彈（導(dǎo)體）放置在強(qiáng)磁場中的兩條平行導(dǎo)軌（導(dǎo)軌與水平方向成）放置在強(qiáng)磁場中的兩條平行導(dǎo)軌（導(dǎo)軌與水平方向成角）上，磁場方向和導(dǎo)軌平面垂直。若角）上，磁場方向和導(dǎo)軌平面垂直。若給導(dǎo)軌以很給導(dǎo)軌以很大的電流大的電流I I，使炮彈作為一個(gè)載流導(dǎo)體在磁場的作用下，使炮彈作為一個(gè)載流導(dǎo)體在磁場的作用下，沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，以某一速度發(fā)射出去。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)

13、動(dòng)，以某一速度發(fā)射出去。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，兩導(dǎo)軌間的，兩導(dǎo)軌間的距離為距離為L L，磁場中導(dǎo)軌，磁場中導(dǎo)軌的的長度為長度為s s，炮彈的，炮彈的質(zhì)量為質(zhì)量為m m，炮彈和導(dǎo)軌間摩擦不計(jì)。，炮彈和導(dǎo)軌間摩擦不計(jì)。試問：在導(dǎo)軌與水平方向的夾角一定時(shí)，要想提高炮彈試問：在導(dǎo)軌與水平方向的夾角一定時(shí)，要想提高炮彈發(fā)射時(shí)的發(fā)射時(shí)的速度速度v v0 0，從設(shè)計(jì)角度看可以怎么辦？，從設(shè)計(jì)角度看可以怎么辦？ （通過列式分析，加以說明）（通過列式分析，加以說明） 特點(diǎn)特點(diǎn)(1)電磁推動(dòng)力大，彈丸速度高。電磁推動(dòng)力大，彈丸速度高。電磁發(fā)射的脈沖動(dòng)力電磁發(fā)射的脈沖動(dòng)力約為火炮發(fā)射力的

14、約為火炮發(fā)射力的10倍倍,所以用它發(fā)射的彈丸速度很高。所以用它發(fā)射的彈丸速度很高。一般火炮的射擊速度約為一般火炮的射擊速度約為0.8千米千米/秒，步槍子彈的射擊秒，步槍子彈的射擊速度為速度為l千米千米/秒。而電磁炮可將秒。而電磁炮可將3克重的彈丸加速到克重的彈丸加速到11千米千米/秒，將秒，將300克的彈丸加速到克的彈丸加速到4千米千米/秒。有的專家甚秒。有的專家甚至預(yù)言，將來的速度可達(dá)至預(yù)言，將來的速度可達(dá)100千米千米/秒。速度對于天基反秒。速度對于天基反導(dǎo)彈系統(tǒng)來說尤為重要。因?yàn)闄谳d器速度越高，不僅攔導(dǎo)彈系統(tǒng)來說尤為重要。因?yàn)闄谳d器速度越高，不僅攔截的效率高。而且可大大減少天基武器的數(shù)量

15、。截的效率高。而且可大大減少天基武器的數(shù)量。(2)彈丸穩(wěn)定性好。彈丸穩(wěn)定性好。電磁炮彈丸在炮管中受到的推力是電磁炮彈丸在炮管中受到的推力是電磁力電磁力, 這種力量是非常均勻的，而電磁推力容易控制，這種力量是非常均勻的，而電磁推力容易控制，所以彈丸穩(wěn)定性好，這有利于提高命中精度。所以彈丸穩(wěn)定性好，這有利于提高命中精度。 （3）隱蔽性好。隱蔽性好。電磁炮在發(fā)射時(shí)不產(chǎn)生火電磁炮在發(fā)射時(shí)不產(chǎn)生火焰和煙霧，也不產(chǎn)生沖擊波，所以作戰(zhàn)中比較焰和煙霧，也不產(chǎn)生沖擊波，所以作戰(zhàn)中比較隱蔽，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。而且，它采用低級燃隱蔽，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。而且，它采用低級燃料作能源，而不是常規(guī)火藥。這有利于發(fā)射陣料作能源，而不是常規(guī)火藥。這有利于發(fā)射陣地的安