基于B-dot探针测试电磁场的方法研究(2)

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3.4.1 试验设计 20

3.4.2 试验系统 22

3.4.3 试验数据处理及分析 22

3.4.4 试验小结 29

结论 30

致谢 31

参考文献 32

1 引言

1.1 电磁轨道炮简介

自“星球大战”计划以来，世界各国正在积极研制用于对付军事卫星和洲际弹道导弹的太空武器，目的是能够主动攻击目标，并在很远的距离外快速击毁目标。在这种远程精确打击的要求下，各国为增大武器的射程进行着不懈的努力，主要的手段就是提高炮弹的初速。使用化学能发射弹丸的传统火炮，受到发射药燃气膨胀速度的限制，其实用化初速难以超过2000m/s的限制，因此射程受到限制；而利用电能加速弹丸的电炮武器则从根本上克服了炮弹初速的限制。论文网

电磁轨道炮是电炮武器中的一个重要分支，是动能武器中飞行速度较快，杀伤威力较大的一种。电磁轨道炮由高功率脉冲电源、轨道、电枢及连接部件组成回路，通过大电流和强磁场的作用实现弹丸的超高速发射。传统的化学能武器，其工作原理都是在筒状炮管内，依靠高温、高压气体膨胀推动弹丸做功得到高初速的。而电磁轨道炮所采用的电磁发射技术却可以不受上述因素的限制。与常规火炮相比具有弹丸初速高、威力大、携弹量大等优点，在天基反导系统、防空系统、反装甲武器、装备海军舰艇等军事上有广泛的应用前景。

尽管电磁轨道炮的工作原理很简单，但是在轨道炮实用化试验中面临电枢和电源两大难题致使对电磁轨道炮的研究一度停滞下来。随着脉冲功率源技术的发展，直到20世纪80年代电磁轨道炮研究取得重大突破，电磁轨道发射技术再次得到世界各国的关注，并积极开展了数值模拟和实验关键技术的研究。[1]

电磁炮的电磁推力非常大，且电磁炮不受声速限制。因此，视弹丸质量的大小，可将其加速到每秒几千米到每秒几十千米。高初速意味着飞行相同的距离需要时间较短，命中率就会提高，提高射击的精度有利于对付机动目标，从而加强了进攻和防御能力。在常规火炮中是采用变装药来改变射程的，而电磁炮通过简单地控制输入能量(电流)即可在一门炮上随意改变射程。电磁炮炮管和弹丸形状不受限制。电磁炮的加速度可以做到不随炮管的位置变化，弹丸几乎是匀加速运动，受力均匀，应力小，不仅稳定性好，而且便于装配精确的制导系统，有利于战斗部“智能”化；因为弹丸速度高，动能大，需要同样动能时弹丸的质量小。这有利于在坦克、舰船和太空飞行器上大量储存弹丸。文献综述

随着能源与电子技术的快速发展，电磁能将逐步部分取代化学能成为武器发射、推进与毁伤的主要能源，如激光武器、定向能（微波、粒子束）武器及动能武器（电磁轨道炮）等新概念武器都是基于电磁能高效转化、瞬间高能释放的物理原理。电磁炮除了应用于军事上，还可用于高压物理实验，以研究材料的状态方程，以及金属成型和焊接等；还可用电炮发射特高速小弹丸撞击热核燃料靶，进行碰撞核聚变研究。[2]