电磁炮、超燃冲压发动机的工作原理
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/22 19:36:42
电磁炮、超燃冲压发动机的工作原理
电磁炮、超燃冲压发动机的工作原理
电磁炮、超燃冲压发动机的工作原理
电磁炮听起来很神秘,其实它的结构和原理很简单．电磁炮是利用电磁力代替火药曝炸力来加速弹丸的电磁发射系统,它主要由电源、高速开关、加速装置和炮弹四部分组成．目前,国外所研制的电磁炮,根据结构和原理的不同,可分为以下几种类型：
（一）线圈炮：线圈炮又称交流同轴线圈炮．它是电磁炮的最早形式,由加速线圈和弹丸线圈构成．根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而工作的．加速线圈固定在炮管中,当它通入交变电流时,产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流．感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用,产生磁场力,使弹丸加速运动并发射出去．
（二）轨道炮：轨道炮是利用轨道电流间相互作用的安培力把弹丸发射出去．它由两条平行的长直导轨组成,导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸．当两轨接入电源时,强大的电流从一导轨流入,经滑块从另一导轨流回时,在两导轨平面间产生强磁场,通电流的滑块在安培力的作用下,弹丸会以很大的速度射出,这就是轨道炮的发射原理．
（三）电热炮：电热炮的原理完全不同于上述两种电磁炮,其结构也有多种形式．最简单的一种是采用一般的炮管,管内设置有接到等离子体燃烧器上的电极,燃烧器安装在炮后膛的末端．当等离子体燃烧器两极间加上高压时,会产生一道电弧,使放在两极间的等离子体生成材料（如聚乙烯）蒸发．蒸发后的材料变成过热的高压等离子体,从而使弹丸加速．
（四）重接炮：重接炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置,没有炮管,但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度．其结构和工作原理是利用两个矩形线圈上下分置,之间有间隙．长方形的“炮弹”在两个矩形线圈产生的磁场中受到强磁场力的作用,穿过间隙在其中加速前进．重接炮是电磁炮的最新发展形式．
喷气式发动机的燃料燃烧需要氧气,但大气层外没有足够的氧气来维持燃烧.因此,飞往太空需要火箭推进,还要携带燃料和氧化剂.即使像航天飞机这样当今最先进的发射系统,液氧和固体氧化剂也占去了发射重量的一半,这才保证了在进入地球轨道的整个航程中,燃料能持续燃烧.超声速燃烧冲压式发动机可能是解决方法之一.它简称超燃冲压发动机,可以在攀升过程中从大气里攫取氧气.放弃携带氧化剂,从飞行中获取氧气,节省重量,就意味着在消耗相同质量推进剂的条件下,超燃冲压发动机能够产生4倍于火箭的推力.经过几十年间歇式的发展,超燃冲压发动机终于插上翅膀,成为现实.研究人员计划在2007年、2008年进行关键的全尺寸发动机地面试验,并在2009年展开一系列突破技术屏障的飞行试验.