我国电磁炮的研究现状论文

中国现在也有电磁炮了，是真的电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的洛伦兹力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。早在2006年8月，中国军方在内蒙古炮兵靶场对超高速电炮进行了首次实验，25公斤的弹丸被发射到250公里以外的预定区域，实验获得圆满成功。中国超高速电炮研究，虽起步稍晚，但在其先进的超导技术支持下进展迅速，现在世界一些主要的国家如美、俄等，都在研究这种新概念武器，中国电磁发射技术并不比先进国家落后，更有可能首先拥有和使用这种超高速动能武器。

由于电磁炮具有上述特点，所以，所以才被世界各国海军所相中，把它作为未来新式武器，它的应用前景广泛。

1、电磁炮可用于天基反导系统。由于电磁炮初速度极高，可用于摧毁低轨道卫星和导弹，也还可以用它来拦截军舰发射的导弹。

2、用于防空系统。由于电磁炮初速度高，射速也高，所以，有军事专家美军认为可用电磁炮代替高射武器和防空气导弹，执行防空任务．如美国正在研制一种电磁炮，其发射速度为500发/分，射程达几十千米的电磁炮，准备替代舰上的“火神——方阵防空系统”．用它不仅能打击临空的各种飞机，还能在远距离拦截空对舰导弹．英国也正在积极研制用于装甲车的防空电磁炮。

3、用于反坦克武器。由于电磁炮初速极高，所以，它的穿甲能力极强，能有效地穿过坦克装甲，成为反坦克厉器。美国曾进行过电磁炮打靶试验：电磁炮发射质量为50克、速度为3km/s的炮弹，可穿透厚的装甲．有关资料还报道，用一种电磁炮做试验，完全可以穿透模拟的T-72、T-80坦克的装甲厚度．由此可见，电磁炮具有很强的穿透能力，是非常优良的反坦克武器。

4、用于装备炮兵部队。随着电磁发射技术的发展，在普通火炮的炮口加装电磁加速系统，可大大提高火炮的射程，这样．电磁炮可望装备炮兵部队。

美国海军陆战队也对电磁炮感兴趣。美国海军陆战队经常在海外执行作战任务，需要电磁炮这样的远程快速打击武器，对沿岸作战的士兵进行火力支援。美国陆军也在研发较小型的电磁炮用于陆战。

5、用于装备海军舰艇。由于电磁炮具有的特点，它有望替代火炮，成为新型舰炮，装备海军舰艇。美国海军准备将电磁炮装备美国舰艇，美国的军事有专家认为，电磁炮有可能成为为未来美国海军新式武器。所以，美国前海军作战部长拉夫黑德上将称它为会带来“海军战法的革命。

激光武器目前不成熟的地方是太大，要想用来击落飞机的话，基本上只有大型客机那样的飞机才能载得了，大型飞机能用来当战斗机么？而且激光武器的功率很大，很费电，花大量的能源用在发电上，还不如生产别的武器比较划算一些。目前激光武器较为成熟的还只是地面的激光武器，暂时还没有机载和车载激光武器。而且激光武器的成本很高，比如美国，他花了大价钱造出了一两个激光炮，谁实话对战争也起不到什么决定性作用。只有大规模的生产才能谈得上杀伤力，就那么一两个，放在战场上有什么用。电磁波武器有个致命的问题，就是辐射大。电磁波可以穿透地球上大部分的障碍物传播，所以一旦大威力的电磁武器开启，方圆几十里的无线电通讯设备都会挂掉，而且对于操作人员的健康也是很大的隐患。一件武器是否成熟，要看有没有国家大批量装备它。F22美国也就那么几百架，真正打起仗来，战争主力还是F15和F16，而且F22造价太高，发生战争后生产速度跟不上消耗速度，所以从这一点来讲，F22也算不上太成熟。

中国电磁炮研制方面与欧美西方国家在同一起跑线上，限于技术和人才原因中国电磁炮研制会稍比慢几年，但近期我国会进行试验性安装测试。在某些技术上将会比美国电磁炮更精进。电磁炮，顾名思义不再是利用火药，而不是采用电磁力来发射炮弹。在强大的电流推动下，电磁炮发射的炮弹比传统火炮速度快得多。炮弹出膛速度达到 7-8倍的音速，射程有400-500公里。空气阻力会逐渐降低炮弹的速度，但到达目标时仍有5倍的音速。而一般的 Zi Dan 和炮弹的出膛速度连3倍音速都不到。面对5倍音速的炮弹，钢铁就象豆腐，所以炮弹里根本不用装炸药，光靠动能就有足够的破坏力。美国海军10日宣布成功试射电磁炮，这种电磁炮的炮弹速度达5倍音速，射程远达110海里(200公里)。美国海军研究部宣称：“这次试射成功，对未来将这先进武器运用于海上又往前迈进一步”。在此前美国《海军时报》曾有报道称：，美国海军在达尔格伦水面作战研究中心试验了一种号称“世界上威力最大的电磁轨道炮”。参观试验的美海军作战部长拉夫黑德上将称这种电磁炮为“革命性的海战武器”，“绝不能让美国海军错过这种武器”，并声称准备把它装在正在研发中的DDG1000驱逐舰上。号称可以把炮弹发射到500公里外，并达到5米的精度，摧毁一切目标。其实，这绝密武器也早就不那么绝密了，这就是电磁炮。美国人从上世纪80年代玩星球大战的时候，就开始研究这个东西了。而中国也是与此同时完成了对电磁炮的理论论证，并从那时起就开始进行实用化的研究，经过近20年的努力，已经结出丰硕的成果。2001年5月，北京有色金属研究总院2001年在京宣布，其承担的国家 “九五”重点科研项目“大面积双面高温超导薄膜”通过国家评审验收。北京有色金属研究总院是中国唯一将大面积双面超导薄膜应用于器件的材料研究单位，具有稳定提供一定数量大面积优质双面薄膜的能力，实现了中国高温超导薄膜产业化生产。随即，这项技术被应用于电磁领域，使中国超高速电炮研究突飞猛进。今年8月，中国军方在内蒙古炮兵靶场对超高速电炮进行了首次实验，25公斤的弹丸被发射到250公里以外的预定区域，实验获得圆满成功。目前，中国设计师正在对超高速电炮进行改进，主要是加大弹丸的发射重量，以达到发射50公斤级以上制导炮弹的水平。中国发展的电磁炮起点颇高，不仅将装备海、陆、空等常规军种，目前正在筹备而尚未正式成军的天战军种的相应武器装备也在考虑之列。有消息说，一种天基地磁轨道炮正在研究之中，进展顺利，已接近成功。美国海军在试射电磁炮后的兴高采烈程度可以理解，为自己的国家的高科技自豪很正常。不过你美国人搞得出来的东西，俄国人、中国人也能搞出来。这又不是大规模杀伤武器，搞出来以后还可以出口，中国人不卖俄国人也会卖。等到大家都有了电磁炮，把它装到岸上，军舰上设置战机上这就对美国人不妙了。中国部分电磁炮及电磁装甲曝光中国的一个有趣的课题是在哈尔滨工业大学(Harbin Institute of Technology)的使用线圈炮(coilgun)的装甲。现代坦克的装甲由一层高爆物质夹在两层金属板组成;当击中时高爆物质爆炸，进而摧毁像 shaped changes 之类的常规武器。中国的装甲将比这种反应装甲更进一步。它用传感器侦察到来袭的炮弹之后，线圈炮(coilgun)抛出一片装甲在炮弹打到坦克之前阻断它。这种方式的一个问题就是发射物不能含铁，因为线圈炮的脉冲磁场会加热铁，而不是加速它。哈尔滨的研究者们试验了其他金属比如铝，但是发现它太容易融化了，而且作为装甲来说太弱。根据一篇最近文章，在他们的钢装甲与铝线圈的实验中发现“来袭炮弹的冲击力不仅没减弱反而增加了一点”。美国类似电装甲的实验是保密的，所以知道中国这些也是可观的。费尔(Fair)注意到，不管什么原因，中国的研究者对他们自己的研究出奇的公开。最 近的一期IEEE Spectrum 上有一篇关于电磁发射的文章：For Love of A Gun， by Carolyn Meinel。其中有一段关于中国的，翻译出来献给大家。如果麦克廓蔻(McCorkle)看得广一点，他可能会与中国河北炮兵工程学院的王英相遇。早在1981年，王英阅读了费尔(Fair)的第一届电磁发射学术会的论文集并决定把这一课题作为他的终身研究方向。开始时支持他的人很少，但在过去十年以来他和他的学生们在中国的22个学校和军事研究所建立了电磁发射的研制机构。他和瑞扯-玛绶(Richard Marshall)合写了关于这一课题的两本教科书。实际上玛绶(Marshall)和费尔(Fair)很高兴能在中国找到相同志向的学者。在2004年九月大连理工大学(Dalian University of Technology)的中国电磁发射学术大会上，费尔(Fair)的专题演讲赢得了全场起立鼓掌。会后大连电机系主任带他参观了他们的线圈炮 (coilgun)试验装置。现在中国可能是美国境外最大的电磁炮研究中心。在2006年五月德国Potsdam的第13届国际电磁发射学术大会上，中国出了52篇论文，仅次于美国的72篇。中国的一个有趣的课题是在哈尔滨工业大学(Harbin Institute of Technology)的使用线圈炮(coilgun)的装甲。现代坦克的装甲由一层高爆物质夹在两层金属板组成;当击中时高爆物质爆炸，进而摧毁像 shaped changes 之类的常规武器。中国的装甲将比这种反应装甲更进一步。它用传感器侦察到来袭的炮弹之后，线圈炮(coilgun)抛出一片装甲在炮弹打到坦克之前阻断它。这种方式的一个问题就是发射物不能含铁，因为线圈炮的脉冲磁场会加热铁，而不是加速它。哈尔滨的研究者们试验了其他金属比如铝，但是发现它太容易融化了，而且作为装甲来说太弱。根据一篇最近文章，在他们的钢装甲与铝线圈的实验中发现“来袭炮弹的冲击力不仅没减弱反而增加了一点”。美国类似电装甲的实验是保密的，所以知道中国这些也是可观的。费尔(Fair)注意到，不管什么原因，中国的研究者对他们自己的研究出奇的公开。中国高速电磁炮震撼出世前一段时间，西方媒体把中国磁流体喷水推进潜艇炒的沸沸扬扬，磁流体喷水推进潜艇的技术是目前世界最先进的潜艇技术，现今只有德国掌握。西方之所以关心中国的磁流体喷水推进潜艇，是因为崛起的新中国海军正走向大洋，正对他们的海上霸权提出挑战。然而西方媒体忘记了一件重要的事情，磁流体喷水推进潜艇的主要技术超导技术正在被中国用于超高速电炮的设计。2006年8月，中国军方在内蒙古炮兵靶场对超高速电炮进行了首次实验，25公斤的弹丸被发射到250公里以外的预定区域，实验获得圆满成功。目前，中国设计师正在对超高速电炮进行改进，主要是加大弹丸的发射重量，以达到发射50公斤级以上制导炮弹的水平。中国超高速电炮研究已达17年之久，获得突破时间在2001年底。2001年5月，北京有色金属研究总院2001年在京宣布，其承担的国家 “九五”重点科研项目“大面积双面高温超导薄膜”通过国家评审验收。北京有色金属研究总院是中国唯一将大面积双面超导薄膜应用于器件的材料研究单位，具有稳定提供一定数量大面积优质双面薄膜的能力，实现了中国高温超导薄膜产业化生产。随即，这项技术被应用于电磁领域，使中国超高速电炮研究突飞猛进。经过17年的研究和实验，中国的新概念武器“超高速动能电炮”的研制于2006年进入最后试用阶段，即将问世。中国超高速电炮研究，虽起步稍晚，但在其先进的超导技术支持下进展迅速，现在世界一些主要的国家如美、俄等，都在研究这种新概念武器，，中国电磁发射技术并不比先进国家落后，更有可能首先拥有和使用这种超高速动能武器。电炮分为“电磁炮”和“电热炮”两类。电磁炮是利用电磁力推进弹头到每秒50公里的超高速状态，常规武器望尘莫及，具有战略性武器的功能，分轨道炮、线圈炮和重接炮三种形式。电热炮是利用电热能量来推动弹头，最高射速每秒约3公里左右(传统火炮每秒2公里)，可作为战术武器使用，分直热式和间热式两种形式。

美国是最先开展电热化学炮研究的国家，并且一直处于领先地位。1980－1990年间，美国有关公司进行了一系列试验，以期能把电热化学炮装备到美国M1坦克上。通用公司和食品机械公司分别把120毫米口径的M256制式坦克炮改装成电热化学炮进行了试验。令人遗憾的是，这些试验并不成功，不仅没能达到预期目的，而且令人感到电热化学炮并不比电磁炮更有前途。认同这一观点的美陆军科技部在1990年曾建议把发展基金从支持电热化学炮转为支持电磁炮。但是即使这样，由于电热化学炮是从化学能炮到电能炮的过渡产物，一些化学能火炮的技术可以利用，又比电磁炮的电源简单，因此电热化学炮仍被看作是未来坦克炮最直接的候选对象，电热化学炮取代传统坦克炮的研究仍在有步骤地进行。美国陆军先在30毫米和60毫米口径的缩尺寸坦克炮上进行了电热化学发射试验，后来又扩大到120毫米口径火炮上。这一工作是在美国陆军的资助下完成的。1991年，美陆军与食品机械公司签订了《电增强因素改进项目》的研究合同，资助食品机械公司从事电热化学发射技术研究。除美国外，其他一些发达国家也在从事电热化学炮的研究。特别值得关注的是以色列索伦克核研究中心。该中心自1986年从事电热化学炮研究以来，已取得了很大成就。1993年在实验室里进行了60毫米口径电热化学炮的发射试验后，又成功地进行了105毫米口径固体发射药电热化学炮的野外射击试验。德国于1986年开始电热化学他的研究，从1991年开始，德国与法国开始联合研究，并且曾计划于1999年进行120毫米口径的电热化学炮的野外射击试验。电热化学炮源于人们对电热炮的研究。按工作方式，电热炮可分为两大类，一类是利用特定的高功率脉冲电源向某些工质放电，把工质加热变为等离子体，利用含有热能和动能的等离子体直接去推动弹丸运动，这类电热炮我们称作直热式电热炮；另一类称为电热化学炮。在直热式电热炮中，为了减小等离子体的高温效应对弹丸的影响，在弹丸和电爆炸材料（产生等离子体的工质）之间用流体工质隔离，电加热产生的等离子体推动流体工质，流体工质再推动弹丸。在这种电热炮中，由于流体工质是惰性的，椎进弹丸的能量全部来自电能，这种电热炮又被称作“纯”电热炮。在1995年，德国进行的105毫米口径电热炮试验已能够把2公斤的弹丸加速到2400米/秒。由于从电能转化为机械能的效率很低，为“纯”电热炮提供能量的高功率脉冲电源的体积甚至和电磁炮电源相当，“纯” 电热炮不能成为未来坦克炮的可行选择，因此，人们把注意为全部放到电热化学炮的研究上。电热化学炮的发展经历了液体发射药电热化学炮和固体发射药电热化学炮两个阶段。液体发射药电热化学炮把“纯”电热炮的惰性流体工质替换成含能的流体工质，就成为大家熟知的液体发射药电热化学炮。除了电能外，流体工质发生化学反应提供弹丸运动所需要的大部分能量。同电磁炮相比，电热化学炮需要的电能大为减少，使得电热化学炮变得实用性更强。美国食品机械公司的电热化学炮就是电热炮和液体发射药火炮融合的产物，曾一度被认为可用于坦克上。同其它使用含能流体工质的电热化学炮相似，食品机械公司的电热化学炮象整装的液体发射药火炮，这类大炮的内弹道存在压力波，不能保证内弹道的一致性，这是采用流体工质电热化学炮要克服的最大障碍。固体发射药电热化学炮90年代初期，以色列索伦克核研究中心率先从事用于坦克炮的固体发射药电热化学炮的研究。后来美国也介入该研究领域。最近几年，德国和法国也从事了固体发射药电热化学炮的研究。固体发射药电热化学炮的概念是这样形成的：为了增加传统固体发射药火炮的初速，发射药在炮膛内燃烧的同时，注入由高功率脉冲电源产生的等离子体。这样做的确能使炮口速度达2000－2500米/秒。不过，对等离子体发生器产生等离子体的时机有严格要求。在最新的固体电热化学炮中，由于原来的等离子体注入器被功率点火器取代，对电能的需求又有所降低。每发射击所需要的电能已减少到兆焦耳，脉冲电流已降到10－30千安之间（以往为3000－4000千安），这使得把固体电热化学炮应用到装甲车辆的问题迎刃而解。安装有等离子体发生器的固体电热化学炮与传统固体发射药火炮相比有如下优点：首先，等离子体点火使火炮有较高的装填密度。对于给定尺寸的火炮来说，装填密度的提高意味着发射药作功能力的增大，弹丸初速的提高。其次，固体发射药电热化学炮能够使用稳定性更高的发射药。而用传统的点火方式点燃稳定性好的固体发射药是很困难的。等离子体点火系统的不断改进可能于近期使现有坦克火炮的炮口动能增加25%。这意味着用固体电热化学炮发射现有制式坦克炮的炮弹，能够使初速由1750米/秒提高到1950米/秒。美国陆军的研究目标是利用低于1兆焦的电能，把现有120毫米口径的坦克炮的炮口动能提高40%，德国的目标也基本相同，预期的炮口速度可达到2100米/秒。应该指出，即使美国、德国预期的目标得以实现，120毫米口径坦克炮的性能也比不上140毫米口径坦克炮的指标。美英等国之所以没有积极发展传统的140毫米口径的坦克炮，主要是考虑到该口径坦克炮的弹丸的体积较大，重量也大，随车携行的弹丸数量将大为减少。目前在国外，直接从事电热化学炮研究的机构多达数十个，至于涉及研究脉冲功率电源和脉冲形成网络等配套设施的机构更是不计其数。80年代末以来，国外在电热化学发射技术的研究方面取得了很大突破，电热化学发射技术已经成熟。可以预见，在不远的将来，固体发射药电热化学坦克炮必将走向实用化，在未来战场上大显身手。