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海战新锐电磁轨道炮(下)

2015-09-28 17:54  来源: 科普中国

    电磁炮技术前瞻

    目前研制的电磁炮,根据结构和原理的不同,可分为以下几种类型:

    电磁线圈炮由加速线圈和弹丸线圈构成,当加速线圈通入交变电流时,产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流,产生磁场力,推动弹丸前进。

    电磁轨道炮由两条平行的长直导轨组成,导轨间放置弹丸,弹丸是导体,构成了整个电流通路,也就是一个直线感应电机。当两轨接入电源时,弹丸在安培力的作用下射出。

    电热炮又称等离子炮,它仍然有传统的火炮身管,炮管内设置有接到等离子体燃烧器上的电极,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)快速蒸发.蒸发后的材料变成过热的高压等离子体,推动弹丸前进。

    电磁重接炮一种多级加速的无接触电磁发射装置,它利用两个矩形线圈上下分置,有一定初速的“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。

    电磁线圈炮是电磁炮的最早形式,它易于在实验室实现,但很难实用化。美国海军2008年进行试验的是电磁轨道炮。等离子炮和电磁重接炮目前还处于理论论证阶段。

    电磁弹射器技术

    从原理上说,电磁弹射器可认为是一个特大号的电磁轨道炮。美国海军之所以为未来航母选择电磁弹射器,主要原因是蒸汽弹射装置的汽缸、活塞、复位机械等过于复杂,安装、维护非常麻烦,相比而言,电磁弹射器的构成要简单得多。另外,电磁弹射器只使用电力,而蒸汽弹射器需要蒸汽源,且美国航母反应堆二回路生成的蒸汽压力不能满足蒸汽弹射器的要求,必须安装一个热转换锅炉才能生成供弹射器用的更高压的蒸汽,占据了航母大量的空间和重量。

    1988年,美国海军制造了一条长3.66米的电磁弹射器模型,实验室中达到了500千牛的静态推力。2004年4月,美国海军空战中心选择了通用原子公司的电磁弹射器方案。

    电磁弹射器的直线电机全长103米,最大功率122兆焦,比传统蒸汽弹射器大20%。由于电磁弹射器弹射完毕后不向外排放低压蒸汽浪费热能,因此效率则从6%〜8%提高到60%左右,且可以灵活调整弹力,同时满足重型舰载机和轻型无人机的弹射要求。2008年9月3日,电磁弹射器完成第一阶段高周试验,验证了电磁弹射器的电气、热力设备的性能以及储能系统的充放电周期率。尽管电磁弹射器的研制现在还存在着系统超重、研制进度滞后等问题,但弹射器的电磁化已经成为美国海军航母未来的发展趋势。

    

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