疫情期间连出去玩都不敢。
我很无聊，所以我的编辑找了一些磁铁。
当简单组合起来时，
加上小球
丹丹丹！
小型电磁炮新鲜出炉！
电磁枪？
我是在你指尖舞动的闪电。
咳咳咳，
当你用手掷硬币时，它的速度达到了音速的三倍，
这‘电磁炮’距离正常人还差得很远。
这就是编辑们所说的电磁枪。
电影电磁炮来源：bilibili@三哥观看视频
我国研制的防火电磁炮| 来源：《军武零距离》 —— 森林消防利器
今天，
我们的编辑将在这里为您提供指导。
他经常在各大影视作品中客串出演。
未来武器代表——
电磁枪
这到底是什么意思？
1
顾名思义，电磁枪是
一种利用电磁力向射弹赋予极高动能的武器。
，它的工作原理其实很简单，我从中学就开始使用它。
电磁相互作用。
根据结构不同，电磁炮可分为以下几类：
轨道枪、线圈枪、重接枪
，这里重点介绍一下轨道炮和线圈炮的原理。重接枪的原理和线圈枪比较接近，有兴趣的可以自行学习。
轨道炮
我们先看一个最简单的原理
轨道炮
轨道炮原理示意图图源：维基百科
轨道炮由两条平行的金属轨道组成，轨道的一端连接到电源，当导电弹丸插入轨道之间时，电流从正极流向弹丸并返回。负极。
通电导体周围会产生磁场，其方向遵循右手定则。示意图中两条载流轨道之间的区域，形成从下到上方向的磁场。
带电的弹丸在磁场中的洛伦兹力的作用下加速并向枪口移动。
忽略电场，带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力为：
在宏观系统中，弹丸所施加的洛伦兹力为安培力，其大小为：
其中L为导轨间距。
比奥-萨法尔定律指出，恒流轨激发的磁场大小与电流成正比。
经过一些简单的推导，我们可以得到理想条件下弹丸的加速度公式。
其中，L\’
为导轨单位长度的电感。当弹丸向枪口移动时，电路的电感增加。 I 是弹丸的质量。
从这个公式可以看出，对于轨道炮来说，
可以通过增加导体电流或增加轨道长度来增加射弹的速度。
一般来说，要将射弹加速到每秒几千米的速度，电流的大小必须达到数百万安培的数量级。
线圈枪
轨道炮可以非常快地加速弹丸，但从加速度公式可以看出，
加速度与弹丸的质量成反比，大质量弹丸的加速效率非常低。
这个时候就需要更换
线圈枪
，可能更出名的是另一个名字——
高斯步枪。
高斯步枪|来源：https://www.sohu.com/a/48562453_119604
线圈枪通常由一个或多个沿着枪管放置的驱动线圈组成，弹丸周围还缠绕着一个装弹线圈。
当电源向驱动线圈施加电流脉冲时，两个线圈的磁场相互作用，产生安培力，将射弹移向枪口。
线圈枪原理示意图来源：参考资料1
为了便于理解，将驱动线圈和导弹携带线圈相当于两个电磁铁，两个线圈磁场的相互作用如下图所示。
单级线圈枪受力图来源：参考文献1
如果弹丸位于驱动线圈的左侧，则它们之间的力为：
景点
，在弹丸通过驱动线圈中心截面之前，两个线圈之间的磁耦合加强，互感增大，弹丸向右的力增大，弹丸加速，速度增大。迅速增加。
当弹丸通过驱动线圈的中心横截面时，两个线圈之间磁耦合和互感的减小改变了弹丸上的力的方向并使弹丸减速。因此，弹丸在通过驱动线圈中心时必须减速，并且其横截面力矩切断驱动线圈的电源。
线圈在精确的时间打开和关闭，使弹丸能够沿着枪管快速加速。
这样的加速，你不觉得有种似曾相识的感觉吗？
是的，磁悬浮使用类似的加速方法，并且都
直线电机
驾驶而不是
旋转电机。
计算单个线圈加速子弹速度的近似公式为：
其中，
为弹丸密度，
为真空透过率，X
是弹丸的磁化率，n 是单位长度的线圈匝数，I 是驱动线圈中的电流。
你可以看到，
加速度与弹丸的质量无关，而是与弹丸的密度有关。
因此，使用密度较低的材料，可以实现较大质量射弹的加速。
除了大质量弹丸的加速之外，线圈炮的另一个优点是：
避免弹丸与炮壁接触。
当射弹加速时，它被拉向线圈中心或悬浮在线圈中心，而不会与枪壁产生物理摩擦。如果孔是完全真空的（例如带有等离子体窗口的管子），则根本不会有摩擦。
有助于延长可重复使用时间。
2
看完电磁炮的原理，小编不禁感叹道。人类世界真的应该存在这样独特的物体吗？
没想到电磁炮不是一个人的主意。
19世纪先后被rsted、安培、法拉第发现。
电流磁效应、安培定律、电磁感应定律
，为电磁炮的实现提供了理论基础。
1845年，查尔斯·惠斯通制造了世界上第一台磁阻直流电机，并用它把一根金属棒扔到20米外。
第一个明确提出电磁枪概念并成功制造出线圈枪的人是挪威奥斯陆大学物理学教授克里斯蒂娜·伯克兰（Christine Birkeland）。 1901年，Birkeland生产出第一支电磁线圈枪。
500克弹丸以500m/s的速度发射。
; 1903年，第二支线圈枪
将10kg 物体加速至100m/s
，这个装置至今仍保存在奥斯陆的挪威科技博物馆。
1920年，法国人维勒卢布向她求婚。
轨道炮原理。
1944-1945年，德国汉斯勒博士试验了线圈炮和轨道炮。线圈炮实验失败了，但他们最终制作出来的轨道炮却成功使用了。
将10 克铝圆柱弹丸加速至1.08 公里/秒。
二战后，许多国家开始了电磁炮的研究。我国试验的第一款电磁炮是303MG，于1988年试验，炮弹重30克。
目前，我国电磁炮可以向250公里外的预定区域发射25公斤炮弹，电磁炮研究已达到世界最前沿。
3
有人看到这个会问吗？
编辑，电磁炮的原理不就是电磁相互作用吗？
我想知道如何将我在初中和高中学到的这些知识大规模地应用到女孩身上。
事实上，原理和成熟的应用只差几亿点。
电源类型
轨道炮原理还规定，为了获得理想的射速，施加的电流必须达到数百万安培的量级。电磁枪最多需要：
数十或数百兆瓦
发电能力接近中型火电厂。电磁炮早期商业化的关键是电源的小型化技术。
三峡水电站装机容量22.4GW
| 来源：百度图片
材料技术
电磁枪启动时的大电流会给发射装置带来很大的负载。
目前，没有证据表明兆焦级轨道炮可以全功率发射数百发子弹。
同时保持在准确、安全地发射轨道炮所需的严格操作参数范围内。轨道材料、绝缘材料、电枢材料、弹丸材料都需要相应的技术突破。
BAE于2023年测试电磁炮系统
发射器设计
发射装置是电磁炮的核心部件，包括身管、供弹发射装置、脉冲形成网络、电源控制系统、衔铁、开关等。
发射装置是一个综合了各种先进新技术的复杂系统，问题是如何将经过一定发展的单一技术高效地应用到电磁炮上。
这是一个问题。
此外，电磁炮的稳定性、电烧蚀、轨间斥力等诸多问题也限制了电磁炮的发展。
四
如此高端、强大、开发难度大的神器，肯定有大用处。
嘿嘿，凭借着诸多优势增益，电磁炮
战术/战略防御等领域
广泛应用的潜力
传统火炮受气体膨胀率限制，发射炮弹初速不能超过1公里/秒，炮弹重量一般不超过100公斤。理论上来说，只要电磁炮的供电充足，弹丸的速度就会不断增加。
目前的发射技术可以达到3公里/秒以上的速度，弹丸重量可以从几克到几吨、几十吨，甚至数吨。
完美处理数百吨。
美国的射击试验证明，弹丸重量为50克，速度为3公里/秒。
射弹可穿透厚度达25.4毫米的装甲。因此，电磁炮比常规火炮具有更远的射程和更高的穿甲能力，有望用于反装甲和反舰系统。
利用卫星或其他航天器作为运载平台，并将电磁炮部署到太空中，可以实现洲际导弹拦截。当电磁炮弹丸速度达到4公里/秒时
可拦截常见的反辐射导弹、巡航导弹、战术导弹
；当速度达到5公里/秒至10公里/秒时，可以拦截中心战略导弹。
；当速度达到20km/s时
目前，战略导弹可以在助推阶段被拦截。
电磁炮具有初速高、加速快、火力猛烈的优点，在防空系统中也得到广泛应用。装甲车和舰船可以作为平台攻击空中的各种飞机。当基础电磁炮弹丸速度达到6公里/秒时
10公里/秒
目前，还可以直接打击并摧毁高度300公里至1000公里的低轨卫星。
据报道，美国正试图研制一种7.5米长电磁炮，射程数十公里，射速高达每分钟500发，能够攻击多种飞机和远程攻击机。范围拦截器。除了军事应用之外，电磁炮还有很多意想不到的“天赋”。电磁炮的另一个“艺名”是电磁推进器。在航空航天领域，
电磁推进器作为火箭推进器的第一级很有前景。
目前，化学推进器用于发射航天器。火箭发射的有效载荷仅占火箭质量的很小一部分，并且仅使用一次，因此发射1 公斤有效载荷的总体成本在2,000 至8,000 美元之间。电磁推进器可重复使用，平均有效载荷预计仅为每公斤1-1.5 美元。
发射成本比化学推进器低得多。
在科学研究领域，电磁辐射技术可以将粒子和物体加速到每秒数十公里的速度。
状态方程与碰撞融合研究。
科学家正在研究采用电磁发射技术，直接利用现有铁轨作为发射轨道的“电磁列车”。它比磁悬浮列车更便宜，并且比传统火车行驶得更快。看完复杂精密的电磁炮原理，你不觉得头晕目眩吗？快来中科院吃猫吸引中心吧！在这里，美味的食物可以缓解头晕和大脑肿胀。点击下面的链接创建第二中医药研究院的录取通知书。
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参考：
[1]李汝年
,望京
,望海
新概念动能武器——电磁炮
[J]中国电子科学研究院学报
, 2011, 6(02):125-129。
[2]
http://en.volupedia.org/wiki/Railgun
[3]
http://en.volupedia.org/wiki/线圈枪
[4] Holzgrafe J、Lintz N、Eyre N 等人，弹丸设计对线圈火炮性能的影响。
[5]孙忠，电磁炮技术的历史与未来[J]，1989（2）:6。
[6] 王群，耿云玲，电磁炮、其特点及军事应用前景[J]，2011，32(2):1-7。
[7] 王敬端， 电磁发射技术发展及其军事应用[J], 2001, 26(1):3.
[8] 杨世荣，王英，徐海荣，等，电磁发射机原理及应用[J]，2003，32(4):4。
编辑：荔枝果冻
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