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新闻来源:互联网资料整理       发布时间:2023/4/5 22:09:00       共计:4582 浏览

我是兵说,我来。

电磁炮发射炮弹时,确实可以看到明显的火光,但这种火光并非是火药产生的。

电磁炮基本都是导轨炮,对炮弹的推力和电流的平方成正比,当电流达到几百万安培的时候,炮弹的出膛速度将高达8倍音速以上。炮弹后面有一个等离子电枢,通电就变成了等离子体,推动炮弹前进。到达炮口的高能量等离子体,其发射效果和普通化学炮的炮口焰和烟很类似。

另外,由于电磁炮的炮弹在脱离炮口前,已加速到每秒2000米以上的超高音速,这会造成轨道烧蚀、弹头烧蚀,在大气内的速度若接近10马赫,还会和空气发生剧烈的摩擦放热和放电。电磁炮发射时炮口的烟火,大多数和火药无关,而是其本身的高速、高热、高能产生。

轨道炮的特点,是电流要从炮弹中穿过。当炮弹被射出炮膛时,电流的回路就被切断了。电流会产生磁场,当电流终止的时候,磁场的能量会在瞬间释放出来,产生击穿空气的放电。瞬间切断几百万安培的电流会产生巨大的火光。空气被击穿放电时,不但有火光,而且有声音,就像闪电必然伴随雷声一样,所以电磁炮发射也会火光冲天、炮声隆隆。

电磁炮技术目前有四个,分别是导轨炮(rail gun)、线圈炮(coil gun)、重接炮(reconnection gun)和御坂美琴炮,好吧最后一个是开玩笑的。

这三种电磁炮只有结构的不同,没有远离的不同,都是通过“洛伦兹力 ”(Lorentz force)进行炮弹驱动的技术。说起来洛伦兹力与狭义相对论还有点关系,不过咱不说那么深,只需要明白这是电磁加速技术就行了,即在电磁场中运动的带电粒子所感受到的作用力,这是一个强磁场推进技术。

电磁炮本质上与普通的火炮并无什么原理差异。普通火炮通过火药的化学能爆炸形成作用力推动弹丸,而电磁炮只不过将“化学能”换成了“电能”,让炮弹像一辆磁悬浮列车那样飞出去。

实际上我们拿铜线就能绕一个电磁炮出来,220v电压射个钉子出去应该没啥问题。不过为了让电磁加速达到武器级别(最起码要超过火炮,否则电磁炮研制没有意义),人们必须采用高压电来完成推动,像美军电磁炮公布的发射数据达到了32兆焦,相当于7公斤的黄色炸药爆炸,每秒需要1万千瓦到10万千瓦不等。

如此大的电力应用,实际上富集了相当浓厚的带电粒子,这首先就会形成一种物质状态改变——等离子。等离子是物质的第四态,它可由高温离解-电离得到,也可直接是一团带电粒子形成。比如说我们生活中的“等离子弧焊”、“等离子切割机”等等,这就是藉由高温将离子电离产生的等离子原理工作的。

或者我们说简单点,等离子就是一些游戏、动画中经常出现的名词“电浆”,而在足够高的温度下,便会产生等离子火焰。电磁炮的炮弹后方由“等离子电枢”推动,这东西本来就有有火焰,只不过它与炸药的化学火焰是不一样的。

此外,电磁炮的炮弹出膛速度极快,起点就是6马赫,这让弹体与空气产生了极大的摩擦效应,就像流星坠下时与大气层的摩擦一样,当然会形成高温高热。实际上弹体烧蚀问题在电磁炮研究上的难点丝毫不亚于发射,高速炮弹不仅烧蚀自己,还会对炮膛轨道造成烧蚀,当飞行速度达到10马赫以上后,还会产生放电现象。为了让炮弹更好的工作,它们本就设计了一些用以烧蚀的外壳。

所以电磁炮的炮口焰其实并不难理解,内膛、炮弹的烧蚀、等离子火焰、空气摩擦热量等等共同作用的产物。

一. 炮弹要传导强大电流,接触不稳定产生强烈的火花放电。

二. 速度太快,高速摩擦。

另外说一下炮弹飞出去以后后面带火,应该是与空气摩擦,导致后面气体与弹体摩擦后带有很高温度产生等离子体辐射,也就是我们说的火焰,不是电火花。因为电磁炮弹体不同于普通炮弹,发射瞬间弹体因为载荷极大的电流会达到很高温度,都促使这种现象发生。但只应该在很短的时间内存在这种现象,很快等待弹体表面冷却后,不带有这么高的温度,弹体附近空气摩擦后温度不高产生不了等离子体辐射。就没有尾焰了



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