1、编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电磁发射技术,应用方向与应用前景,刘泽洋,2017.6,1,按照发射长度和末速度的不同，电磁发射技术可分为电磁弹射技术,(,发射长度百米级，末速度可达,100 m/s),，电磁轨道炮技术,(,发射长度十米级，末速度可达,3 km/s),，电磁推射技术,(,发射长度千米级，末速度可达,8 km/s),，三种技术的基本原理相同，涉及的具体关键技术有一定差别,2,电磁弹射技术,电磁炮技术,电磁推射技术,3,电磁弹射技术,航母电磁弹射装置是目前最先进的飞机起飞装置，它不但适应了现代航母电气化、信息化的发展需要，而且具有系统效率高、弹射范围广、
2、准备时间短、适装性好、控制精确、维护成本低等突出优势，是现代航母的核心技术和标志性技术之一。美国将其视作实现“空海一体战”的利器和领跑世界航母技术的关键，已于,2014,年配备在“福特号”航母上。电磁弹射技术应用于航母，将显著提升航母的综合作战能力，滑跃和传统弹射类型的航母将难以对电磁弹射航母构成实质性威胁。英国“威尔士亲王号”航母也将改装电磁弹射器，俄罗斯、印度新一代航母方案也将采用电磁弹射方案。,4,电磁炮技术,自从,20,世纪,80,年代世界再次掀起电磁轨道炮研究热潮以来，欧美海军均认为这种新概念武器将最先应用于海军部队，这是因为现有科技条件下储能电源体积过于庞大，而海军战舰具有宽敞的作
3、战平台，并具有良好的发配电系统，便于提供发射时所需的高功率脉冲电源。特别是近年来舰船综合电力技术的应用，可将全舰的能量集中调配使用，能够为作战平台搭载舰载电磁轨道炮提供行之有效的技术途径。目前，美国海军电磁轨道发射水平代表了当今世界电磁轨道发射的最高水平，分别于,2008,年、,2010,年进行了,10 MJ,和,33 MJ,电磁轨道炮试验，实现了,10 kg,射弹初速达,2.5 km/s,。,2013,年，美国解决了非连续发射条件下的轨道抗烧蚀问题，预计将于,2025,年左右在濒海战斗舰、,DDG51,及,DDG1000,上装备不同能量等级的舰载电磁轨道炮。,5,电磁推射技术,电磁发射成本低
4、操控安全、适应性强、能量释放易于控制、可重复快速发射等优点，为快速、低成本地向太空投送小卫星和物资提供了新的思路,18,21,。,20,世纪,80,年代，美国航空航天局开始进行电磁线圈推射技术的概念性研发工作。,NASA,尝试修建一个长,700 m,、仰角,30,、口径,500 mm,的电磁线圈巨炮，将,2000 kg,的火箭加速到,4000,5000 m/s,，推送到,200 km,以上的高度，使用这个系统可重复发射小型卫星或者为未来兴建大型近地空间站提供廉价的物资运输。,1990,年初，美国,Sandia,国家实验室设计了一种线圈型电磁发射装置，由,9000,级驱动线圈组成，发射装置长,
5、960 m,，倾角,25,，计划将,600 kg,的电枢和,1220 kg,的飞行器加速到,6 km/s,，加速度高达,2000g,24,。目前，,NASA,正在开展工程应用前期论证，研究“电磁,+,火箭”复合发射方式，已看到初步应用前景。,中国航天科工集团公司未来构建快舟、开拓、羽舟、巧舟、轻舟五大系列的运载系统。其中，,羽舟火箭,是利用地面大型电磁弹射系统发射电推火箭，计划,2020,年完成电磁发射演示系统建设及原理验证试验。,轻舟系列火箭,是利用地面大型电磁弹射系统发射液体运载火箭，计划,2020,年前，完成电磁发射演示系统建设及原理验证试验。,6,滑翔运输机,可以设想用多级的电磁发射装
6、置把滑翔机以适当倾角发射到高空,然后利用滑翔机的速度和惯性,并适当使用空气动力,使滑翔机沿平缓的航迹逐步降落,从而可以使飞行距离达到几百公里。滑翔机带有控制系统和少量燃料,可自动控制滑翔机平稳、准确地降落到预定机场,且可连续发射,相当于修建一条没有铁轨的货运铁路。,7,星际航行中的应用,在地面上进行电磁发射,由于受到大气层空气阻力的影响,大大降低了它的效能。如果设想在月球上或其它没有空气的行星上,用电磁力发射航天器,其效果将非常理想。随着技术的进步,在提高电源容量和降低电磁发射装置质量的条件下,形成天基电磁式武器,用来应付敌方卫星和战略导弹,都将是可行的。,8,实验室应用,电磁发射器可用于高压
7、物理实验,以研究材料的状态方程、金属成型和焊接等,还可以用电磁发射器发射特高速小质量弹丸撞击热核燃料靶,进行碰撞核聚变研究。,1993,年苏联科学院的,GrigorigM.Chernyvskiy,教授采用电磁发射高速弹丸,(,速度为,7km/s,和,10km/s),来研究高速冲击对飞船材料的影响,并给出了实验数据和曲线。,9,石油开采,由于现有的普遍使用的抽油机,(,俗称磕头机,),存在能耗大、效率低、体积大、结构复杂和维护难度大等缺点,在,1998,的召开的第九届国际电磁发射技术研讨会上,有人提出了采用线圈式电磁推进器,(,磁化发射体行波式,),替代磕头机的设想,并作了大量的论证工作,在中国取得了专利。,10,
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