一、电磁炮是怎样获得较高的初速度的?
电磁炮与一般火炮不同,它不用火药,所以不用担心发生膛炸和瞎火。更重要的是,它能以极快的速度将弹丸射向目标,既不产生后坐力,命中率又高,因而一些科学家对研制电磁炮产生了很大的兴趣。
实际上,电磁炮无论在作用原理或是结构上,都比一般火炮简单,操作使用安全方便。
电磁炮有两条十几米长的铜导轨,而炮弹却很小,只有五分硬币那样大。炮弹装在两条铜导轨之间。
发射时,给两条导轨接上电源,一按发射电钮,线路就接通了。这时,弹丸在强电磁力作用下,就像流星似地在空中划出一道白光,从导轨上飞射出去。
电磁炮两条导轨之间用一滑块连接。当电流流过滑块上的金属箔片时,箔片气化为等离子体,在强磁场中受到加速力的作用。显然,放在滑块前的弹丸就会被高速发射出去。
电磁炮距离投入实用的目标已经不远。因此,世界各国都在投入大量的人力、物力对电磁炮进行研究,希望在不久的将来从实验室走向战场,成为与火药火炮相竞争的大威力武器。
美国西屋公司研制的实验电磁炮,是最早出世的电磁炮的代表,它采用方型炮管,炮身(不包括外接电源)长约10米,重3吨,能使弹丸飞行速度达到3000米/秒。
我国在20世纪80~90年代初,也研制成了实验用的电磁炮,使我国在电磁炮的研制方面达到了世界先进水平。
二、电磁炮、超燃冲压发动机的工作原理
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曝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,产生磁场力,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.
喷气式发动机的燃料燃烧需要氧气,但大气层外没有足够的氧气来维持燃烧。因此,飞往太空需要火箭推进,还要携带燃料和氧化剂。即使像航天飞机这样当今最先进的发射系统,液氧和固体氧化剂也占去了发射重量的一半,这才保证了在进入地球轨道的整个航程中,燃料能持续燃烧。超声速燃烧冲压式发动机可能是解决方法之一。它简称超燃冲压发动机,可以在攀升过程中从大气里攫取氧气。放弃携带氧化剂,从飞行中获取氧气,节省重量,就意味着在消耗相同质量推进剂的条件下,超燃冲压发动机能够产生4倍于火箭的推力。经过几十年间歇式的发展,超燃冲压发动机终于插上翅膀,成为现实。研究人员计划在2007年、2008年进行关键的全尺寸发动机地面试验,并在2009年展开一系列突破技术屏障的飞行试验。
三、如何准确调整电磁炮的发射角度
电磁炮的下面有一个旋转装置,可以上下左右旋转,调整电磁炮的发射角度.
至于设置这个问题,我都不会呀.
四、电磁炮的优势是什么?
电磁炮与一般火炮不同,它不用火药,更重要的是,它能以极快地速度将弹丸射向目标,既不产生后坐力,命中率又高。实际上,电磁炮无论在作用原理或是结构上,都比一般火炮简单,操作使用安全方便。
电磁炮有两条10多米长的铜导轨,而炮弹却很小,只有5分硬币那样大。炮弹装在两条铜导轨之间,发射时,给两条导轨接上电源,一按发射电钮,线路接通。这时,弹丸在强电磁力作用下,就像流星似地从导轨上飞射出去。
电磁炮两条导轨之间用一滑块连接,当电流流过滑块上的金属箔片时,箔片气化为等离子体,在强磁场中受到加速力的作用,放在滑块前的弹丸就会被高速发射出去。
电磁炮
五、电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示.1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.2g的弹体(包括金
(1)金属杆CD(含弹体)受到安培力作用,做加速运动的过程中,由动能定理有
BLIs=
1
2 mv 2
即 B=
m v 2
2LIs =
2.2× 10 -3 × (10× 10 3 ) 2
2×2×100×10 T=55T
(2)当弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v=10km/s时,磁场力功率最大,则磁场力的最大功率为
P m =Fv=BLIV=55×2×10×10×10 3 W=1.1×10 7 W
答:(1)轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度为为55T.
(2)磁场力的最大功率为1.1×10 7 W.
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