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澳门沙龙真人平台: 电磁轨道炮试验中 炮口为何会出现火焰?

来源:万趣娱乐桌面下载2021-03-23 10:31

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  很多网友提问:电磁轨道炮的优点之一是射击时无声响、无烟雾、无炮口焰,但在很多的试验照片中炮口出现了明显的火焰,是怎么回事?这其实是由瞬间电弧产生的。

▲ 电磁轨道炮试验发射情景

  电磁炮共有三类,分别是线圈炮(coil gun)、电磁轨道炮(rail gun)、重接炮(reconnection gun),其中电磁轨道炮是各国发展的重点,我们现在看到的电磁炮射击试验照片和视频,基本都是来自电磁轨道炮。

▲ 电磁轨道炮的电磁学原理

  从技术原理上讲,电磁炮和传统火炮有着本质区别,不需要火药燃烧产生的化学能来推进弹丸,而是基于电磁感应原理,通过电磁场产生的洛伦兹力来发射弹丸。由于不会产生化学反应,因此在理论上电磁炮发射弹丸时不会有火焰产生,也不会有烟雾和声响。

  现在发展的轨道电磁炮就是在两根导电轨道上加入导电的弹丸,然后给轨道通入方向相反的电流,进而在轨道间产生了磁场,而这个磁场与穿过炮弹的电流之间产生洛伦兹力,最终将弹丸发射出去。

▲ 电磁轨道炮的典型结构示意图

  这样一来,电磁轨道炮的炮管内截面就不是传统火炮那样的圆形,而是矩形。然而,炮弹要在空气中高速飞行,为了空气阻力,通常都会采用减阻外形,例如流线形、枣核形等等,电磁轨道炮的弹丸更是采用了圆锥形。这类弹丸放在两根轨道之间,与轨道的接触面积小,在发射时会产生很大的电阻,造成能量损失。为了降低不必要的能量损失,人们就给弹丸加上了一个弹托,并且将弹托设计成矩形,以大幅增加和两根轨道之间的接触面。不仅如此,弹托还要导电。实际上,电磁轨道炮在发射弹丸时是导电轨道与导电弹托进行相互作用,产生洛伦兹力,将弹托和弹丸形成的组合体发射出去。出炮口之后,弹托和弹丸分离,这个过程类似于坦克炮发射的次口径尾翼稳定脱壳穿甲弹。

▲ 电磁轨道炮使用的弹丸和弹托组合体

  电磁轨道炮的弹丸外面所加的弹托是铝合金制造的,目的是为了减轻弹托的重量。但是当弹托和弹丸飞出炮口的瞬间,原本在炮管内形成的电流通路就断开了,于是就会产生瞬间的电弧。而电磁轨炮发射时需要巨大的电能,电流强度在百万安培以上,可想而知电弧会有多大。不仅如此,电弧产生的瞬间温度非常高,立刻就将熔点较低的铝合金弹托表面的一部分铝气化,并在炮口形成一团火焰状的高温等离子体。所以,澳门沙龙真人平台:电磁轨道炮的炮口焰和传统火炮发射时的炮口焰看起来相似,但实际上不是一回事。此外,电磁轨道炮发射时产生的电弧也会发出爆裂声,并不是像理论上那样完全无声。不过,电磁轨道炮发射时没有后坐力,这点倒是和理论一致。

▲ BAE公司电磁轨道炮射击试验

▲ 通用原子公司电磁轨道炮射击试验

  石宏:《舰载武器》执行主编,从事军事编辑和防务研究工作20年,在国内众多媒体上发表过大量防务文章,并受聘为深圳卫视特约评论员、南方防务智库顾问、云南财经大学国际工商学院一带一路国际问题研究中心特聘研究员。著有《日本军情》、《韩国军情报道》。

  出品:科普中国

  监制:光明网科普事业部 《兵器知识》杂志社

  作者:石 宏

  策划:金 赫

[ 责编:赵清建 ]
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