美国电磁轨道发射技术现状及特点分析

以电磁轨道炮为主,介绍美国陆、海军电磁轨道发射技术的发展历程及阶段性研究成果、发展目标与未来规划、研究机构及相关研究方向、潜在应用领域以及近期电磁轨道炮的主要战术技术指标,并对其关键技术特点进行了分析。     

电磁发射技术

电磁发射技术是未来发射方式的必然发展趋势。分析了电磁发射的原理和技术特点,研究了电磁弹射、电磁轨道炮、电磁推射三个技术分支的国外发展情况,概述了电磁发射的关键技术,并依此提出了发展思路及电磁发射技术的推广应用前景。     

电磁轨道炮及其脉冲电源技术的研究进展

随着美国第三次"抵消战略"的推进,电磁轨道炮等新概念武器成为关注的焦点。在介绍电磁轨道炮的基础上,总结了外军的发展现状和技术瓶颈,详细阐述了电磁轨道炮脉冲功率电源的超导储能技术和变流装置的拓扑结构。研究表明,电磁轨道炮和超导储能技术将是发展的趋势。     

舰载电磁轨道炮作战使用问题的思考

针对舰载电磁轨道炮的性能特点,从直接动能毁伤、预制破片/子母弹毁伤方面对电磁轨道炮的命中毁伤机理进行了分析;结合电磁轨道炮在海军装备体系中的定位,对其承担的海上防空反导、打击临近空间目标、打击岸上目标与打击海上目标等任务的打击环节进行了分析,提出了舰载电磁轨道炮作战使用构想;在作战模式的基础上,从目标探测、指挥控制以及远程目标指示三方面对电磁轨道炮的信息保障需求进行了分析,提出了相关建议,为电磁轨道炮的研制提供了技术支撑。     

美国海军电磁轨道炮研发计划评析

美国海军电磁轨道炮从论证到缩比样机研制已走过了11年的发展历程,其研制进展无论是所达到的指标还是在关键技术的突破方面均走在了美国三军的前列,取得引人瞩目的成绩。美国海军在对舰载电磁炮的需求定位上给予了明确而充分的论证分析,制定了切实可行的发展路线图,并在研发的管理中引入竞争和评价机制,在关键部件的研制上,采取由两个研发团队同时开展竞争的机制,从而把研制风险降低到最小。然而,美海军电磁轨道炮的研发也并非一帆风顺,在装舰对象、炮口动能指标和研发经费等方面都还存在一些变数,认真分析美海军电磁轨道炮在研发过程中的经验,预测其下一步发展趋势,具有一定的参考价值。     

电磁轨道炮的发展困境与利基进路

当传统身管火炮的技术进步接近极限,电磁炮的兴起与发展更加引人瞩目。尽管电磁轨道炮的工作原理十分简单,但在实际操作层面上不仅存在储能装置小型化、发射导轨寿命、制导系统环境适应性等诸多工程技术领域的瓶颈,而且面临资金投入大、研发周期长、工程风险性高等困难。由于这一系列原因的存在,使电磁轨道炮迟迟难以应用于实战。作者试图以经济学领域的"利基战略"为切入,分析探讨电磁轨道炮下一步发展的新思路。研究表明,电磁轨道炮的发展,需要我们有足够的耐心并利用科学合理的发展模式。     

国外新概念武器的发展(下)

电磁发射武器电磁发射武器是利用脉冲能源提供的电能或利用电能与化学能的结合,使弹丸或其他有效载荷达到高速度或高动能,以杀伤目标的武器,是新概念武器家族的重要成员。主要包括电热化学炮、电磁轨道炮、电磁线圈炮等,其中电热化学炮和电磁轨道炮技术在最近十多年来取得了重大进展。美国电磁发射技术的研究已从演示验证阶段进入武器型号研制阶段,其中,电热化学炮将于     

美军电磁轨道炮的新进展

美海军雄心勃勃地计划,在2011年演示电磁轨道炮,2015年拥有完整的电磁轨道炮系统,在2020～2025年装备舰队并初步形成战斗力。     

轨道炮不同激励电流下的发射特性对比分析

电磁轨道炮可以推动宏观弹丸到超高速,而相同幅值、不同上升时间的激励脉冲电流波形对轨道炮的电流分布、电枢所受电磁力、炮口速度等发射特性有明显的影响。因此,主要采用Ansoft Maxwell有限元软件仿真分析的方法,对加载不同形状激励电流波形的电磁轨道炮,分析其电流分布、电感梯度及其所受电磁力的变化规律;再通过综合以上几种影响因素,对相应电流波形的电磁轨道炮发射特性进行对比分析,进而得到不同上升前沿的电流波形对轨道炮发射特性的影响。     

电磁导轨炮让战争进入“秒杀新时代”

<正>电磁轨道炮是未来武器,其速度快、射程远、抗电磁干扰能力强、战场生存能力高,已成为未来作战实施远距离精确打击的革命性作战系统,将迅速开启未来战争的"秒杀新时代"。今年5月10日,美国通用原子电磁系统分公司宣布,其研发的加装了增强型制导组件的高超声速炮弹成功通过测试,发射平台为3MJ"闪电"电磁炮样炮,炮口动能10MJ,试射过程中炮弹加速度超过30000g,创造新纪录。     

未来高能武器 ——电磁轨道炮

电影《变形金刚Ⅱ》有这样一个场景:正当埃及金字塔就要被巨无霸大力神刨开的危急时刻,美军启用了“绝密武器”,也就是海军驱逐舰上的电磁轨道炮,隔着好几百千米,精准地打倒了这个外星入侵者. 如今,这个科幻电影里的镜头变成了现实. 2010年底,美国海军成功试射了电磁轨道炮.这种电磁轨道炮的炮弹速度达5倍音速,射程远达110海里(200千米).美国海军研究部宜称:“这次试射成功,对于海上运用这种先进武器又往前迈进一步.” 电磁轨道炮,顾名思义不再利用火药,而是采用电磁力来发射炮弹.在强大的电流推动下,电磁轨道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倍音速,射程有400 ～ 500千米.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.而一般的子弹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,钢铁就像豆腐,而炮弹里根本不用装炸药,光靠动能就有足够的破坏力.     

电磁轨道炮对机场跑道打击的作战能力分析

随着电磁轨道炮武器装备的快速发展,针对其完成机场跑道毁伤封锁这一重要任务所需的作战能力进行了分析研究。首先,建立了子母弹命中精度圆概率误差(circular error probable, CEP)、跑道瞄准点选择、子母弹落点模拟、跑道封锁概率计算等数学模型,并采用Monte-Carlo法对子母弹的落点分布进行仿真模拟;然后,基于飞机最小起降窗口进行搜索计算,仿真分析了电磁轨道炮射击初速、距离对射击误差的影响以及子母弹命中精度CEP、发射弹丸数量及子母弹抛撒半径等相关战技指标对跑道封锁概率的影响。研究结果对电磁轨道炮弹药总体方案设计及武器系统效能优化具有重要的指导意义。     

电磁轨道炮的三维电热力耦合数值模拟

基于有限元和边界元混合算法,辅以外电路模拟程序,开发了电磁发射三维电热力耦合数值模拟程序(Railgun3D)。该程序可描述电磁发射过程中电磁加载、欧姆加热、电枢运动等物理过程,为电磁发射系统的设计提供参考。对使用电磁轨道炮三维电热力耦合数值模拟程序的计算结果与经验公式计算以及串联增强型电磁轨道炮发射的试验结果进行了比较和分析,结果表明:所开发的程序不仅能模拟电磁发射过程,还能给出发射中电、热、力参数的变化,有助于提高对电磁发射过程的理解,可为电磁发射器的设计提供参考。     

电磁轨道炮电枢前感应磁场特性及其受力分析

电枢是电磁轨道炮中核心运动部件,也是将轨道炮系统电磁能转化为弹丸动能的媒介,电枢前的感应磁场、通流电流是推动电枢运动的根本原因,也直接决定了轨道炮系统的能量转化率。暂未考虑轨道电阻、电流趋肤效应等影响,基于面电流假设,建立了电枢前电磁感应强度场计算模型,以及电枢所受电磁力模型,基于仿真结果,研究了电枢前感应磁场强度分布特性,分析了轨道通流长度对感应磁场及电枢受力的影响。     

电磁轨道炮电感梯度影响因素分析

利用Ansoft Maxwell 14.0有限元分析软件,在考虑和不考虑电枢2种情况下对简单电磁轨道炮电感梯度的影响作对比分析,得出计算电感梯度时有必要将电枢的影响考虑进去的结论.为提高增强型轨道炮的电感梯度,分析不同轨道间距、厚度以及不同炮口宽度对2种增强型轨道炮电感梯度的影响,得出电感梯度随轨道参数变化的规律.     

电磁轨道炮不同截面轨道的特性分析

轨道是电磁轨道炮的重要部件,其性能优劣直接影响轨道炮的发射性能。在传统矩形截面轨道的基础上,设计了凸形和凹形两种不同截面形状的轨道,求解了等高等面积条件下每一种截面的惯性矩,得到了截面参数的最优解。对于每种不同的形状,利用有限元软件MAXWELL对轨道表面电流密度分布进行了三维数值仿真。通过对不同形状轨道的机械和电流特性的对比分析得出:凸形截面轨道具有最大的惯性矩,可以提高电枢的临界速度;而且轨道表面电流密度分布最均匀,枢轨间电接触性能和电流密度分布最好,能很好地抑制烧蚀和电枢局部熔化,因此更适合用于电磁轨道发射。     

美海军极力催生“光速武器”

死光、光子鱼雷和能够令对手瞬间气化于无形的武器,这些都是科幻影片中才能见到的玩艺儿。在不久前似乎还遥不可及的武器现在正在接近变为现实,当前,美国海军正在稳步推动电能武器计划：将高能激光器和高能微波武器、电磁轨道炮装备其规划中的未来舰队。     

千锤百炼出“深山” 跨出实验室大门的电磁轨道炮

电影《变形金刚2》中演绎了这样一个情节：面对危机,美军最终从战舰上发射了一件神秘兵器——超高速炮弹,对金字塔顶的“大力神”予以毁灭性打击。该“神兵”就是新概念动能武器——电磁轨道炮。艺术来源于生活。3月1日,一条被众多媒体纷纷转载的重磅新闻与视频令所有的军迷朋友瞠目结舌,啧啧不止：第一部由美国军工企业制造的电磁轨道炮原型试射成功,标志着曾经被视为“天方夜谭”的动能武器已走出实验室,向军事应用领域迈出了第一步。     

美海军电磁轨道炮的革命

科技革命浪潮的蓬勃兴起正在积极推动着世界军事装备技术迅猛发展,更多的高新技术武器装备会如同雨后春笋般地涌现出来。其中,作为动能武器家族成员中的电磁轨道炮以其独特的发射方式、潜在的技术性能的优势,将在新概念武器中一枝独秀。预计未来30年内将会取得更多的技术突破,并可能走出实验室,步入实战部署阶段。     

世界军事技术发展重大动向分析（中）

(上接第9期第72页)三、新概念武器技术新概念武器在导弹防御、空间攻防对抗、信息对抗等领域具备许多传统武器所没有的优势。近几年在高能激光技术、动能拦截技术、电磁轨道炮技术等领域取得了一系列突破性进展。(一)机载激光武器技术趋于成熟,有望初步展示作战能力2004～2006年,"机载激光器"项目试验小组完成了所有分系统的低功率地面试验,对飞机、光束控制/火力控制系统、