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电磁炮

时间:2019-09-14    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

电磁炮

 

自古以来,战场上总是炮火轰鸣,硝烟弥漫。作为火器的枪和炮,其发

射动力都是火药,因而,在发射过程中,不可避免地要有火药的燃烧和爆炸。

而电磁炮则不同,它依靠电磁力把弹丸发射出去。你只听到弹丸发射和飞行

的啸鸣声,战场上很干净。战士们发射电磁炮,简直像坐在试验室里操作仪

器……

1937 年的一天,美国普林斯顿大学教授诺思厄普在试验室中布置了一个

实验。他用两根铜棒在桌上作成道轨的模样,然后将电源的正负两极和道轨

连接起来。他把一切布置停当,就拿起一块铁块,向“道轨”上放去。

怪事出现了:铁块刚接触道轨,立刻受到一种神秘的推力,沿着道轨飞

跑起来,越“跑”越快,最后顺着道轨另一端飞射出去。靠窗放着的一个大

玻璃瓶,被铁块砸得碎片四迸……

几天以后,诺思厄普在实验室接见了军方代表。他们很感兴趣地了解了

实验装置的情况。临了,军方代表说:“我们准备赞助这项研究。希望你能

用这个原理制成一种新式武器。可是,叫什么名字呢?”

诺思厄普思索了一下,说:“它是借电磁力工作的,就叫电磁炮吧!”

电磁炮的原理并不复杂。中学生都学过,电流可以产生磁场,当“道轨”

上放上铁块,实际上便形成了一个闭合回路。铁块在这个磁场中受到磁场力

的作用,根据左手定则,这力的方向正是沿着道轨方向的。这里,要使铁块

变成摧毁目标的武器,必须使它的速度足够快。而要获得高速度,必须有强

大的电流。遗憾的是,在 30 年代没有能产生大电流的电波,尽管诺思厄普绞

尽脑汁,法国、德国和日本等国也先后研制过电磁炮,但都没有成功。

70 年代以后,所谓“单极发电机”出现了,电磁炮的研究这才有了大突

破。

电磁炮需要有大电流直流脉冲电源,电流应该有数万到数 10 万安培,普

通发电机是无法胜任的。“单极发电机”是澳大利亚国立大学发明的,它是

利用浸泡在液氮中的超导体线圈借超导现象产生高强励磁磁砀,利用厚的铜

圆盘作转子,在磁场中迅速旋转产生电流。输出电流利用液体金属钠作为触

点,从圆盘的中心和圆周引出。

这种发电机的输出电流可达数 10 万安培以上,利用高速的机械或电磁制

动,使转子在 1/10 秒或更短的时间刹车,可以产生极强的直流脉冲电流。

如果用电感耦合方式将这种大电流脉冲耦合到铜“导轨”上,将使滑块

受到强大电磁力而迅速飞出。为使滑块在“导轨”末段再得到加速,外面又

设计了一种超导线圈,以造成末端再加速磁场。整个过程用每秒运算 500 万

次的大容量电子计算机控制协调。这就构成了一个完整的电磁炮。

电磁炮的原理性试验已经成功。美国利弗莫尔研究所 1975 年在电磁炮的

“道轨”上发射了重 1/3 公斤的穿甲弹,速度每秒 3 公里,其动能超过最先

进火炮的 4 倍。不久,速度提高到每秒 5 公里。据报道,用电磁炮发射的只

有几克重的小弹丸因速度极大,竟一下子穿透了挺厚的钢板!

电磁炮的优点很多。它只发射弹丸,省去了炮弹壳和火药,减少了成本

和污染。它不需要坚固的炮管和复杂的发火机构,并且绝无“膛炸”的危险。

通过改变电流可以非常方便地调节“炮弹”的速度,使准确性大大提高。更

重要的是,电磁炮的弹丸可以达到宇宙速度。有人计算,其速度可以达到每


秒 20 公里以上。也就是说,电磁炮发射的弹丸可飞出地球,打击卫星或其他

宇宙目标。

从经济上看,因为发电可利用廉价柴油,获每兆焦耳能量只需 0.1 美元,

而使用火药产生同样能量却需 10 美元。

电磁炮可以安装在坦克、飞机上,或像普通火炮一样放在地面上,也可

以安装在卫星或空间渡船上。

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