一、電磁炮是怎樣獲得較高的初速度的？

電磁炮與一般火炮不同，它不用火藥，所以不用擔(dān)心發(fā)生膛炸和瞎火。更重要的是，它能以極快的速度將彈丸射向目標(biāo)，既不產(chǎn)生后坐力，命中率又高，因而一些科學(xué)家對(duì)研制電磁炮產(chǎn)生了很大的興趣。

實(shí)際上，電磁炮無論在作用原理或是結(jié)構(gòu)上，都比一般火炮簡(jiǎn)單，操作使用安全方便。

電磁炮有兩條十幾米長(zhǎng)的銅導(dǎo)軌，而炮彈卻很小，只有五分硬幣那樣大。炮彈裝在兩條銅導(dǎo)軌之間。

發(fā)射時(shí)，給兩條導(dǎo)軌接上電源，一按發(fā)射電鈕，線路就接通了。這時(shí)，彈丸在強(qiáng)電磁力作用下，就像流星似地在空中劃出一道白光，從導(dǎo)軌上飛射出去。

電磁炮兩條導(dǎo)軌之間用一滑塊連接。當(dāng)電流流過滑塊上的金屬箔片時(shí)，箔片氣化為等離子體，在強(qiáng)磁場(chǎng)中受到加速力的作用。顯然，放在滑塊前的彈丸就會(huì)被高速發(fā)射出去。

電磁炮距離投入實(shí)用的目標(biāo)已經(jīng)不遠(yuǎn)。因此，世界各國(guó)都在投入大量的人力、物力對(duì)電磁炮進(jìn)行研究，希望在不久的將來從實(shí)驗(yàn)室走向戰(zhàn)場(chǎng)，成為與火藥火炮相競(jìng)爭(zhēng)的大威力武器。

美國(guó)西屋公司研制的實(shí)驗(yàn)電磁炮，是最早出世的電磁炮的代表，它采用方型炮管，炮身(不包括外接電源)長(zhǎng)約10米，重3噸，能使彈丸飛行速度達(dá)到3000米／秒。

我國(guó)在20世紀(jì)80～90年代初，也研制成了實(shí)驗(yàn)用的電磁炮，使我國(guó)在電磁炮的研制方面達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

二、電磁炮、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

電磁炮聽起來很神秘，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加速?gòu)椡璧碾姶虐l(fā)射系統(tǒng)，它主要由電源、高速開關(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)生磁場(chǎng)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)兩軌接入電源時(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)加速的無接觸電磁發(fā)射裝置，沒有炮管，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．

噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料燃燒需要氧氣，但大氣層外沒有足夠的氧氣來維持燃燒。因此，飛往太空需要火箭推進(jìn)，還要攜帶燃料和氧化劑。即使像航天飛機(jī)這樣當(dāng)今最先進(jìn)的發(fā)射系統(tǒng)，液氧和固體氧化劑也占去了發(fā)射重量的一半，這才保證了在進(jìn)入地球軌道的整個(gè)航程中，燃料能持續(xù)燃燒。超聲速燃燒沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)可能是解決方法之一。它簡(jiǎn)稱超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，可以在攀升過程中從大氣里攫取氧氣。放棄攜帶氧化劑，從飛行中獲取氧氣，節(jié)省重量，就意味著在消耗相同質(zhì)量推進(jìn)劑的條件下，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生4倍于火箭的推力。經(jīng)過幾十年間歇式的發(fā)展，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)終于插上翅膀，成為現(xiàn)實(shí)。研究人員計(jì)劃在2007年、2008年進(jìn)行關(guān)鍵的全尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)，并在2009年展開一系列突破技術(shù)屏障的飛行試驗(yàn)。

三、如何準(zhǔn)確調(diào)整電磁炮的發(fā)射角度

電磁炮的下面有一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置,可以上下左右旋轉(zhuǎn),調(diào)整電磁炮的發(fā)射角度.

至于設(shè)置這個(gè)問題,我都不會(huì)呀.

四、電磁炮的優(yōu)勢(shì)是什么？

電磁炮與一般火炮不同，它不用火藥，更重要的是，它能以極快地速度將彈丸射向目標(biāo)，既不產(chǎn)生后坐力，命中率又高。實(shí)際上，電磁炮無論在作用原理或是結(jié)構(gòu)上，都比一般火炮簡(jiǎn)單，操作使用安全方便。

電磁炮有兩條10多米長(zhǎng)的銅導(dǎo)軌，而炮彈卻很小，只有5分硬幣那樣大。炮彈裝在兩條銅導(dǎo)軌之間，發(fā)射時(shí)，給兩條導(dǎo)軌接上電源，一按發(fā)射電鈕，線路接通。這時(shí)，彈丸在強(qiáng)電磁力作用下，就像流星似地從導(dǎo)軌上飛射出去。

電磁炮兩條導(dǎo)軌之間用一滑塊連接，當(dāng)電流流過滑塊上的金屬箔片時(shí)，箔片氣化為等離子體，在強(qiáng)磁場(chǎng)中受到加速力的作用，放在滑塊前的彈丸就會(huì)被高速發(fā)射出去。

電磁炮

五、電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示.1982年澳大利亞國(guó)立大學(xué)制成了能把m=2.2g的彈體（包括金

（1）金屬桿CD（含彈體）受到安培力作用，做加速運(yùn)動(dòng)的過程中，由動(dòng)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）當(dāng)彈體（包括金屬桿CD的質(zhì)量）加速到v=10km/s時(shí)，磁場(chǎng)力功率最大，則磁場(chǎng)力的最大功率為

?????? P m =Fv=BLIV=55×2×10×10×10 3 W=1.1×10 7 W

答：（1）軌道間所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為為55T．

（2）磁場(chǎng)力的最大功率為1.1×10 7 W．