未来武器的物理学基础

 四、含苞待放的电磁炮电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器,它是继激光武器之后发展起来的又一种新式武器。第一次世界大战中的法国科学家和第二次世界大战中的德、日科学家,都曾进行过利用洛仑兹力发射炮弹的研究,均以失败而告终。     

电磁轨道炮的物理原理

<正>近年来,一种新的武器概念进入公众视野。它就是基于电磁弹射原理制造的电磁轨道炮。美国人用于航空母舰上飞机起飞的新的电磁弹射也基于同一原理。它是物理学和电工学用于国防技术的典型事例。电磁轨道炮是一种动能武器,就是依靠发射弹丸的动能摧毁目标。它的工作原理是将电磁能转换成动能,可称电磁发射。当然电磁发射的也不一定是用于武器     

电磁炮的原理与技术发展

随着材料科学的发展,复合装甲、高强度陶瓷装甲、贫铀装甲的使用,以及爆炸反应装甲的出现,大大提高了装甲的抗毁能力,对破甲技术提出更高的要求。为此,人们在相继研制出一系列新型破、穿甲战斗部的同时,也注意开发研究某些新概念超高速动能穿甲武器,电磁炮就是其中一种。一、电磁炮的基本原理电磁炮是利用物理学中运动电荷或载流导体在磁场中受到电磁力(即洛伦兹力)作用的基本原理来加速弹丸的。根据加速方式,电磁炮可分为导轨炮和线圈炮。图1导轨炮工作原理导轨炮导轨炮的工作原理如图1所示。主要由一对平行导轨和夹在其间可移动的电枢及电…     

电磁发射技术的军事应用前景

从９０年代初的海湾战争到今年的科索沃战争,世界各地已陆续发动了几场不同规模的局部战争．纵观历次战争,可以看到先进的装甲技术、导弹技术及卫星系统等被广泛地应用于战争中,对取得战争的胜利起着至关重要的作用．但正所谓有矛必有盾,随着上述技术的发展完善,必然出现新的、更具威力的武器系统来与之匹敌,这其中电磁武器可谓前景广阔、大有作为． 电磁炮原理及发展过程简介 电磁炮是电磁发射技术在军事领域中的应用,俗称电磁炮．其原理非常简单,与直线电动机的工作原理相同．即让带电的导体在磁场中受到电磁力作用,从而利用电磁…     

电磁动能武器简介

介绍了当今发展较好的电磁动能武器的种类和核心机理,并进行了简要的性能分析,同时提出一种结合多种优点的新概念电磁炮——轨道高斯炮,它有望成为一种新型的武器。     

电磁炮的原理和特点

 电磁炮是未来战争的新型武器之一,它是一项高新科技,是一种高速抛射弹体的装置.它主要用来拦截和轰击高速飞行的飞机、导弹、运载火箭等;但也可用来发射卫星以及其他航天器.电磁炮目前尚处在研究开发阶段.     

电磁炮模型的弹丸发射速度的探究

为了能够直接感受电磁感应作用的效果,设计制作了电磁炮模型.该模型主要由线圈和电容器组成,电容对线圈放电,线圈内部产生磁场,在磁场力作用下线圈发射弹丸.以影响电磁线圈炮弹丸发射速度的3个因素为研究对象,探究在50V直流充电电压的情况下弹丸的最大发射速度与电容等因素的关系.     

基于FPGA反射式激光双速测量系统的设计与实现

物体在运动时旋转,可以减小物体运动过程中的空气阻力,增加运动运动稳定性,提高发射效率。而在一些发射系统中,弹丸在运动的过程中,也会发生旋转。通过测量弹丸的旋转速度和运动速度,可以更好的了解弹丸运动规律、调控运动行为,获取即时环境信息。文中提出了一种高灵敏度反射式测速系统,该测速系统采用高速响应数字激光传感器作为测量器件,采用FPGA编程进行控制和运算,具有抗低频电磁干扰的优点。应用该测速系统可以同时测量电磁发射系统中弹丸在出口处的水平运动速度和旋转速度。     

基于传感器控制的多级磁阻式电磁炮制作与研究

针对磁阻式电磁发射器的技术特点,设计了一种基于传感器控制的多级电磁炮射击装置,并成功试制了电磁发射装置样品,通过单级加电压和改变炮弹初始位置的方法对样品进行试射,并在此基础上加装三级加速,从而得出三级电磁炮的发射最优配置,试验证明,在280V电压下,炮弹的出口速度达到27.52m/s.     

火炮新秀——电磁炮

本文用大学物理中的电磁学知识定性、半定量地阐述了高技术武器——电磁炮的发射原理.     

电磁环境与现代战争

 众所周知,当代高新技术条件下的局部战争,是“陆、海、空、航天、电磁”五维一体的空间立体式的联合作战.随着高技术武器的广泛应用,电磁环境对现代战争的影响,已越来越明显.据有关资料报道,电磁环境对现代战争的影响,主要有以下几个方面:静电与雷电;系统内外的电磁辐射;电子战干扰和电子武器.正确地认识电磁环境对现代战争的影响,对于提高武器装备的战斗能力、取得未来战争的胜利,具有十分重要的意义.     

基于变换光学的椭圆形透明聚集器的设计研究

基于麦克斯韦方程组在不同坐标系下具有形式不变性以及变换光学理论, 通过设计材料的本构参数(介电常数和磁导率)来引导电磁波的传播, 提出了具有电磁透明和电磁聚集两种功能的新型电磁器件-椭圆形透明聚集器的设计方法. 电磁波透明体不会阻挡电磁波的传播并且能够与斗篷内部进行交互; 电磁波聚集器是当电磁波入射到该装置上时, 电磁波能够被设计的装置按照要求集中到一个区域或者一个点, 实现电磁波能量的集中. 本文利用压缩变换和扩展变换推导出了这种电磁器件中各层的相对介电常数和相对磁导率的张量表达式, 并利用基于有限元算法的电磁仿真软件对该电磁器件进行了全波仿真验证, 得到了入射波从各个不同方向入射时磁场z 分量的分布图, 仿真结果证实了该设计方法和电磁参数的正确性. 最后还讨论了电磁器件存在损耗时的情况, 当损耗逐渐增大时, 器件的功能在一定程度上受到了削弱. 本文的设计方法为其他新型电磁器件的设计提供了一种新的思路.     

旋转磁通压缩脉冲发电机驱动电磁轨道炮实验

介绍了被动式旋转磁通压缩发电机和电磁轨道炮的基本原理。给出了 2 5MW被动式旋转磁通压缩发电机的短路实验和驱动电磁轨道炮的连发实验 ,连续将 4发 7.8g弹丸驱动到2 50m·s- 1。     

激光扫描技术在靶场测试中的应用研究

为了解决光电类仪器在武器射击准确度和射击密集度的测试中遇到天空背景亮度不够,或弹丸口径小,弹道偏高而无法测试的问题,利用旋转棱镜使激光束在空中扫描,照亮弹丸表面,从而大大降低对光电传感器灵敏度的要求,使得该项测试工作不受天空背景条件的影响,并提高测试精度.     

发展中的电磁炮

概括叙述了三种不同类型的电磁炮的工作原理，并对其关键技术进行了简要的分析，基本上反映了电磁炮的发展现状。     

基于线圈炮实验对其效率影响因素的研究

近年来随着新技术新材料的不断发展,电磁炮的研究取得了实质性的进展,提高电磁炮的效率的研究受到了人们的关注。本文通过实验,分别讨论了线圈炮的电容器电压、线圈的初始位置、线圈的长度、弹丸的质量等因素对其效率的影响。结果表明,每个影响因素均存在一个最佳值使得线圈炮的效率最大。研究结果对提高线圈炮的效率有一定的指导意义。     

未来武器的物理学基础

 海湾战争的事实表明,现代战场已成为高科技武器的竞技场。展望未来,将会有更多的高科技武器投入战场。目前世界各国正在研制、试验的高科技未来武器的名目不少,其中进展较快、有希望投入实用的主要是激光武器、微波波束武器、粒子束武器、电磁炮和次声武器等。听其名称,这些未来武器似乎很玄奥,但它们都是以基本的物理学理论作依托的。     

离子通道摇摆电子束流激发的纵向慢波不稳定性

考虑相对论电子束入射等离子体所产生的离子通道的具体结构,利用线性电磁流体力学理论对离子通道摇摆电子束激发的纵向慢波电磁不稳定性进行研究.通过对导出的系统色散关系的数值分析,给出了系统中电磁波、空间电荷波以及两者在一定条件下互作用形成的电磁-静电混合模式的传播特性.研究发现系统在慢波区域存在电磁不稳定性,并揭示此慢波不稳定性是由电子束的betatron振荡所导致,且系统的不稳定性程度与betatron振动频率密切相关.对betatron振荡激发的慢波电磁不稳定性物理机理进行了分析,并给出了不稳定性存在的条件 关键词： 离子通道 betatron振荡 电磁不稳定性     

电磁驱动与电磁阻尼演示仪原理探究

将演示仪电磁驱动和电磁阻尼二者巧妙地结合起来,并利用单片机测量及数字化显示技术,更好地演示了电和磁这两种特殊物质抽象的物理本质和物理原理.     

新型人工微结构电磁材料中损耗的利与弊

本文主要介绍了新型人工微结构材料中损耗对材料性能的影响.随着生产工艺和制备技术的提升, 使 新型人工微结构电磁材料获得了特殊的研究地位和研究价值. 通常人工微结构材料的制备原材料都是取自于金属 材料, 而对于金属材料, 损耗是不可避免的.那么损耗对微结构材料性能的影响成为人们关注的热点.通过研究材 料电磁损耗的物理机制得出损耗虽然对电磁材料的应用带来负面效应, 但是在特殊材料结构中损耗反而是有益的. 将分析过程及结果渗透到本科物理学专业《 电动力学》的实践课中, 不仅拓宽了学生的知识面, 而且提升了学生的 创新能力