• (7)弹丸飞行稳定。由于弹丸受力不随弹丸 行程变化，弹丸以匀加速运动，发射期间， 弹丸具有良好的稳定性，减小了弹丸过载 的可能，便于装配精确制导装置。 • (8)装填方便、快捷。由于电磁炮能够做成 开放式后膛，无炮闩，因此能够简化装填 机构，易于实现自动装填和连续发射，提 高了武器系统的快速反应能力 。
• 与常规火炮相比，电磁炮具有如下十大优 点： • (1)初速高、动能大。电磁炮作用在弹丸上 的力，在数量级上比传统火炮大一个量级， 且不存在声速的限制。可将质量不等的弹 丸加速到每秒几千公里到每秒上万公里， 极大地提高了弹丸的动能，能更有效地对 付机动目标和进行天基反导。
• (2)能源简单、安全。电磁炮一般使用低成 本、安全的低级燃料(如低烃类燃料)，降低 了能源成本，增加了发射的安全性。 • (3)隐蔽性好。由于电磁炮火焰、烟雾和后 坐力都很小，有利于阵地隐蔽。 • (4)易于调整射程，电磁炮只需简单地控制 激励电流的大小，即可方便地改变射程， 以满足不同的射击要求。
线圈炮工作原理
• 线圈炮也被称为“同轴加速器”或“形波 加速器”，主要由沿导向板条轴向排列的 若干驱动线圈、弹载线圈、弹丸和脉冲驱 动电源组组成。弹载线圈绕在弹丸上，每 个驱动线圈分别由各自的驱动施加 脉冲电流时，驱动线圈中电流的突变，在 弹载线圈中产生感应电流和磁场，两个线 圈的磁场相互作用产生安培力，使线圈彼 此有电磁力的相互作用 。由于驱动线圈是 固定的，因此弹载线圈便携带弹丸运动， 运动方向则由两个线圈中的电流方向和两 者之间的相对位置决定。
• 设驱动线圈脉冲电流为Ip，弹载线圈电流为 Id，两者之间的互感为 M，则两个线圈之间 沿线圈轴线方向 x的作用力
• 如果将驱动线圈和弹载线圈等效为两个电 磁铁，那么两个线圈磁场的相互作用如图 所示
• 当弹载线圈和弹丸位于驱动线圈左侧时，两者 相吸，弹丸受到向右的吸引力而向右运动，在 弹丸通过驱动线圈中心横截面以前，两个线圈 之间的磁耦合增强，互感增加，弹丸所受到的 向右的力随之增加，弹丸将作变加速运动，速 度迅速增加；当弹丸通过驱动线圈中心横截面 以后，由于两个线圈之间的磁耦合降低，互感 的减少，弹丸受力的方向改变，弹丸受到向左 的吸力作用而减速。由此可见，为了使弹丸始 终受到加速力的作用，应当在弹丸通过驱动线 圈中心横截面的瞬间切断驱动线圈的电源，弹 丸以惯性继续运动在到达第二个驱动线圈左端 面时，第二个驱动电源以同样的方式进行馈电， 弹丸将被第二次加速，依次类推，弹丸在整个 内弹道循环期间依次受到各驱动线圈的加速力 的作用，直至飞出炮口，获得极高的初速
电磁炮的分类 • 1轨道炮 • 2线圈炮
• 3重接炮
轨道炮
• 简单轨道炮主要有两条平行的金属轨道、 电枢、弹丸和大功率脉冲电源组成
• 理论依据 • 当大功率脉冲电源向轨道、电枢回路供电 时，假定回路中的电流方向i如图所示，根 据平行导线的磁场分布可知，两轨道间的 磁场方向B如图所示，作用在电枢上的力F 的大小和方向可由安培定理F=i×B 确定。 如果假定电枢和弹丸的总质量和加速度分 别为为m,a，轨道的自感梯度为L ，则作 • 用在电枢和弹丸上的力的大小
• (5)工作稳定，重复性好。电磁炮不存在常 规火炮因点火过程和发射药燃烧过程的微 量变化引起的弹丸速度的不稳定，每次发 射均具有相似的重复性。 • (6)弹丸形状多样。由于不需要密闭火药气 体，电磁炮的弹丸不受身管形状的限制， 有的电磁炮甚至没有身管，因此可以根据 需要采用各种形状的弹丸，特别是可以采 用空气阻力小的弹丸，以增大弹丸的存速， 提高弹丸动能。
重接炮工作原理
• 目前主要有平板形状的弹丸在驱动线圈的 间隙中被加速和圆柱型弹丸在轴对称的圆 筒线圈内被加速两种形式的重接炮
两线圈同轴对称放置，中间有适当的间隙， 弹丸是由抗磁性良导电体的实心平板物体。 上下两个线圈串联，由同一个电源供电， 两线圈的缠绕方向或串联连接时应保证磁 力线方向相同且垂直于弹丸。平板式弹丸 的面积应略大于线圈口面积。与轨道炮和 线圈炮不同的是，重接炮在开始发射前， 弹丸需要靠其他外力(机械力或其他电磁力) 获得一定的速度进入驱动线圈的间隙
炮口分流轨道炮
• 炮口分流轨道炮是在炮口的轨道上跨接一 分流器(短路导体或阻抗元件)，使得电枢后 面的磁场也发挥对弹丸的加速作用，起到 增强磁场的目的。与串联增强型轨道炮相 比，炮口分流轨道炮具有结构简单，欧姆 损失小的特点。
超导悬浮电枢轨道炮
• 超导悬浮电枢轨道炮的电枢具有环路拓扑 结构，能将电流引入电枢环路，并永久保 持在其中，使之受到轨道的磁场的作用而 悬浮，电枢与轨道间无机械接触，因此不 存在电弧和轨道烧蚀问题，能将弹丸加速 到超高速。
• 被截断的磁力线重接，随着弹丸的运动， 重接的磁力线有被“拉紧”变直的趋势， 并在弹丸尾部产生涡流，于是涡流磁场与 重接磁场的相互作用产生的电磁力推动弹 丸向前加速运动，原来储存在上下线圈中 的磁能转变为弹丸的动能；当弹丸离开线 圈右侧边缘后(图7d)，重接炮完成了一级加 速过程，弹丸进人下一级并重复上述过程
• 当平板弹丸以一定速度进入上下驱动线圈之间的 间隙，且完全遮住线圈空心口时(图7a状态)，驱 动电源向驱动线圈充电，使电流在弹丸与驱动线 圈有最大磁耦合时达到最大值，然后切断电源， 此时由于磁力线不能在短时间内渗入或穿过抗磁 性弹丸，驱动线圈的磁力线被弹丸截断，迫使上 下驱动线圈的磁通自成回路，电能以磁能的方式 储存在上下驱动线圈中；弹丸继续运动，当弹丸 的尾部与线圈口径左侧或右侧边缘错开一定距离 时
• 轨道一般是耐磨损、抗烧蚀的良导体； • 电枢是高导电率的金属、等离子体或金属 与等离子体的混合体，电枢与轨道之间具 有良好的电接触，使电源、轨道和电枢之 间构成电气回路； • 大功率脉冲电源一般具有兆瓦级的脉冲功 率。
简单轨道炮存在两大技术问题 一是为了获得恒定的加速度，需要大量的储 能和复杂的电源系统提供恒定的激励电流， 在恒流激励下轨道中储存的剩余磁能无法 得到利用，不仅降低了转换效率，而且会 引起炮口电弧 ； 二是通过加长轨道提高速度将使回路电阻增 加，导致欧姆损失增加，效率下降。