电磁炮技术的优化与发展

电炮是全部或部分利用电能作为动力使弹丸加速的一类超高速发射装置。电磁炮是电炮的一种，它利用电磁作用效应实现对弹丸的加速。电磁炮按结构形式的不同，分为线圈炮、轨道炮、重接炮三种。电磁炮加速弹丸的过程较普通的火药燃气形式时间更长，其获得的速度也更大，目前有试验证明，可将4.3 mg的Kapton飞片加速到18 km/s。

线圈炮是一种利用通电线圈之间的感应磁场相互作用，实现弹丸加速的超高速发射试验设备，是电磁炮技术发展的最早形式。它主要由加速线圈和弹丸线圈组成，加速线圈固定在炮管上，当通入交变电流时，产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流，加速线圈电流的磁场与感应电流的磁场相互作用，产生洛伦兹力，从而驱动弹丸加速射出。当固定在炮管上的若干加速线圈被依次引入交变电流时，就能使弹丸在洛伦兹力的逐级驱动下获得很高的发射速度。

轨道炮由两条平行的金属导轨、一个沿导轨轴线方向滑动的电枢和大功率脉冲发生器等组成，导轨与脉冲形成网络相连接，电枢位于两导轨之间，起到开关和短路的作用，弹丸置于电枢前面的导轨上形成闭合回路，金属弹丸需在外面包上一层绝缘材料，或用弹托将其托住。发射弹丸时，通过脉冲形成网络向一根导轨供电，并经过电枢流向另一根导轨。当强大的电流流经两条平行导轨时，在两条导轨之间产生方向相反的强大磁场，并与电枢产生的磁场相互作用而产生强大的电磁力，利用电磁力驱动电枢和位于其前面的弹丸沿导轨加速运动，使弹丸获得很高的发射速度，从而实现弹丸超高速发射。通常，作用在导轨上的电磁力持续时间仅为几毫秒，当弹丸离开导轨后，剩余能量或通过炮口分流器导向脉冲形成网络，或是在空中形成电弧散放。(www.xing528.com)

重接炮是一种多级加速无接触式电磁发射装置，它利用相互之间有一定间隙的上、下分置矩形线圈，使弹丸穿过间隙过程中，由于受到两个矩形线圈产生的强磁场力作用而被加速。重接炮不仅具有交流同轴线圈炮可发射大质量弹丸和轨道炮能发射超高速弹丸的优点，还可以赋予弹丸更高的加速力峰值，使平均加速力与峰值加速力相差不大，从而使弹丸获得更均匀的加速度。重接炮的主要优势体现在：弹丸与线圈无接触，欧姆损失相对较小；单位长度传递给弹丸的能量比其他电磁发射方式高；弹丸飞行稳定性高，无滚转、偏航和俯仰方向的振动；加速效率高。重接炮有多种分类方式，按弹丸形状不同，分为板状和柱状弹丸重接炮；按是否接有激励脉冲电容，分为不带电容式和带电容式重接炮；按线圈是否缠绕，可分为箱形、方饼形和圆形线圈重接炮；按级数多少不同，分为单级式和多级式重接炮。