基本介紹
- 中文名：磁軌砲
- 學科：電子工程
簡介,基本介紹,結構原理,線圈炮型,軌道炮型,重接炮型,特點用途,特點,用途,套用,
簡介
磁軌炮的動力來源與其他武器不同，不使用炸藥與推進劑，而是使用電磁力取得巨大動能來發射炮彈，傳統軍事用槍械的槍口初速無法超越每秒2000米，而磁軌炮能達到每秒3000米。另外磁軌炮能避免傳統炸藥與彈頭存儲的風險，以及相對低廉的成本亦是磁軌炮的優勢。
基本介紹
電磁炮與傳統馬達的不同之處在於其結構不需場磁鐵（永久磁鐵），它的基本結構由單環電流組成，因此需要極大電流（超過百萬安培）來產生足夠的槍口初速。其中一種常見的變種是利用驅動電流通過平行導線，增加電樞產生的磁場（直流串繞馬達的設定），稱為增強磁軌炮，這種設定減少了電流的需求量。
電樞可以是子彈組成的一部分，也能被用以加速絕緣、不導電的子彈。通常固態金屬導體是磁軌炮電樞較好的材料來源，但也可以使用等離子電樞與混合電樞。與傳統槍受火藥爆炸的瞬間氣壓推進的原理相同，等離子電樞以類似的方式推動非導體的固態載荷。等離子電樞以電漿將金屬電樞與槍軌連結，在速度超過閾值後，固體電樞亦能轉型為混合電樞。
對於軍事套用來說，磁軌炮的優勢在於它能達到遠超過傳統武器的槍口初速。槍口初速的提升可以有效改善射程，並且提高終端速度，令其剩餘的動能產生榴彈的爆破效應。典型磁軌炮的槍口初速通常能達到每秒2000-3500米。對於單迴路磁軌炮而言，它需要在幾微秒間經過五百萬安培，產生的磁場強度約為10特斯拉，現代磁軌炮的設計通常為“空芯”（不使用磁性材料），以提高磁通量。
磁軌炮的速度處於輕氣炮的範圍，然而後者被認為更適合套用於實驗室，而磁軌炮在軍事套用上具有十足潛力。理論上，如果能開發重量輕、穩定的電源技術，套用於磁軌炮，系統總體積與質量將會遠小於常規推進劑的彈藥量，克服傳統彈藥的不穩定性（大大減少敵軍炮火的威脅）。
結構原理
電磁炮聽起來很神秘，其實它的結構和原理很簡單．電磁炮是利用電磁力代替火藥爆炸力來加速彈丸的電磁發射系統，它主要由電源、高速開關、加速裝置和炮彈四部分組成．世界上所研製的電磁炮，根據結構和原理的不同，可分為以下幾種類型：
線圈炮型
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成．根據通電線圈之間磁場的相互作用原理而工作的．加速線圈固定在炮管中，當它通入交變電流時，產生的交變磁場就會在彈丸線圈中產生感應電流．感應電流的磁場與加速線圈電流的磁場互相作用，產生安培力，使彈丸加速運動並發射出去．一般普通實驗室做出的線圈炮不產生洛倫茲力,產生洛倫茲力的是單級同軸線圈炮,一般的線圈炮是給線圈通電使之中心有磁,將目標導體吸引至中心再由慣性所致而拋射出彈體,由於電容瞬間斷電,因而不會產生磁力將炮彈吸引回去,一般的小型線圈炮模型都是這樣的。
軌道炮型
軌道炮是利用軌道電流間相互作用的安培力把彈丸發射出去．它由兩條平行的長直導軌組成，導軌間放置一質量較小的滑塊作為彈丸．當兩軌接入電源時，強大的電流從一導軌流入，經滑塊從另一導軌流回時，在兩導軌平面間產生強磁場，通電流的滑塊在安培力的作用下，彈丸會以很大的速度射出，這就是軌道炮的發射原理．質量越大動能越大,威力越大,耗能量越大。
重接炮型
重接炮是一種多級加速的無接觸電磁發射裝置，沒有炮管，但要求彈丸在進入重接炮之前應有一定的初速度．其結構和工作原理是利用兩個矩形線圈上下分置，之間有間隙．長方形的“炮彈”在兩個矩形線圈產生的磁場中受到強磁場力的作用，穿過間隙在其中加速前進，重接炮是電磁炮的最新發展形式。
特點用途
特點
電磁炮與常規火炮相比，有以下特點：
電磁炮利用電磁力所作的功作為發射能量，不會產生強大的衝擊波和瀰漫的煙霧，因而具有良好的隱蔽性．電磁炮可根據目標的性質和距離，調節、選擇適當的能量來調整彈丸的射程。
電磁炮沒有圓形炮管，彈丸體積小，重量輕，使其在飛行時的空氣阻力很小，因而電磁炮的發射穩定性好，初速度高，射程遠．由於電磁炮的發射過程全部由計算機控制，彈頭又裝有雷射制導或其他制導裝置，所以具有很高的射擊精度。
從發射能量的成本來看，常規火炮的發射藥產生每兆焦耳能量需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射裝置，故而重量輕、體積小、結構簡單、運輸以及後勤保障等方面更為安全可靠和方便。
用途
電磁炮作為發展中的高技術兵器，其軍事用途十分廣泛。
（一）用於天基反導系統：電磁炮由於初速度極高，可用於摧毀空間的低軌道衛星和飛彈，還可以攔截由艦隻和裝甲車發射的飛彈．因此，在美國的“星球大戰”計畫中，電磁軌道炮成為一項主要研究的任務。
（二）用於防空系統：美軍認為可用電磁炮代替高射武器和防空飛彈遂行防空任務．美國正在研製長7.5米、發射速度為500發/分、射程達幾十千米的電磁炮，準備替代艦上的“火神——方陣防空系統”．用它不僅能打擊臨空的各種飛機，還能在遠距離攔截空對艦飛彈．英國也正在積極研製用於裝甲車的防空電磁炮。
（三）用於反裝甲武器：美國的打靶試驗證明，電磁炮是對付坦克裝甲的有效手段．發射質量為50克、速度為3km/s的炮彈，可穿透25.4mm厚的裝甲．有關資料還報導，用一種電磁炮做試驗，完全可以穿透模擬的T－72、T－80坦克的裝甲厚度．由此可見，電磁炮具有很強的穿透能力，是非常優良的反裝甲武器。
（四）用於改裝常規火炮：隨著電磁發射技術的發展，在普通火炮的炮口加裝電磁加速系統，可大大提高火炮的射程．美國利用這一技術，已將火炮射程加大到150km。
(五) 變殺人工具為交通工具，對於月球開發，採用軌道炮技術發射月基貨運飛船返回地球，將大大減少燃料消耗，飛船僅攜帶少量的調姿和變軌用的燃料。從而為月地貨運運輸提供一個廉價、可重複利用的發射平台。
套用
- 2018年2月1日，幾張安裝新型號艦炮的072型海洋山號坦克登入艦在網上廣傳，輿論認為是中國解放軍試驗中的磁軌炮。
