线圈炮、重接炮的结构、特点、威力?
线圈炮
航天技术被称为高技术,给人以高不可攀的神秘感,像前面介绍的航天运载火箭,是经过数代科学家孜孜以求才得来的。其实,它与许多发明创造都是巧用基本原理一样,是司空见惯的反作用原理的利用。
反作用原理是牛顿三大定律之一。牛顿在300多年前就总结出,每个作用都有一个等量的反作用,或者说,两个物体的相互作用,彼此依赖,它们所产生的作用力,总是大小相等,方向相反。这个现象在日常生活中司空见惯。 两只船相撞,反作用力又把它们分开。扛枪射击,使子弹前进的作用力产生的反作用力(人们叫它后坐力),会把人往后推等等。
航天运载火箭、航天飞机、空天飞机和单垂航天器,都是靠推进剂在火箭发动机燃烧...全部
线圈炮
航天技术被称为高技术,给人以高不可攀的神秘感,像前面介绍的航天运载火箭,是经过数代科学家孜孜以求才得来的。其实,它与许多发明创造都是巧用基本原理一样,是司空见惯的反作用原理的利用。
反作用原理是牛顿三大定律之一。牛顿在300多年前就总结出,每个作用都有一个等量的反作用,或者说,两个物体的相互作用,彼此依赖,它们所产生的作用力,总是大小相等,方向相反。这个现象在日常生活中司空见惯。
两只船相撞,反作用力又把它们分开。扛枪射击,使子弹前进的作用力产生的反作用力(人们叫它后坐力),会把人往后推等等。
航天运载火箭、航天飞机、空天飞机和单垂航天器,都是靠推进剂在火箭发动机燃烧室中燃烧,产生高温高压燃气,然后通过喷管高速喷出,产生反作用力,推动航天器升空。
由此原理,我们就可大致知道它们的结构组成。它们必须有火箭发动机和相关的推进剂输送和控制系统,把航天器准确地送入预定轨道的飞行控制系统;以及承载发动机系统、推进剂贮箱、控制系统和航天器,并把它们连成整体,形成流线型外形的壳体。
为了利用空气动力进行操纵和飞行,还有大小不等的翅膀等。
这里介绍的线圈炮,是一种与上述航天运载工具原理不同的航天发射工具。咋一听线圈炮的名字,可能有点“丈二和尚”摸不着头脑。其实它也是一捅就破的“窗户纸”,是司空见惯的电能转换和电磁力的巧妙运用。
从20世纪80年代开始,美国桑迪亚实验室一直在对线圈炮进行研究。它研制的试验型线圈炮,主体是一个分成若干级的3000个感应线圈组成的管型飞行通道,长600~700米,直径0.5米,以30度的仰角朝向天空,中间有起电枢作用的射弹,它也是航天器的承载器。
另外配有供应脉冲电流的电容器组和控制计算机。
发射时,将航天器和助推火箭放在射弹上,它们处在第一级线圈中,由计算机控制向第一级线圈通入强大的脉冲电流,随之产生感应磁场,磁场的磁力线穿过电枢(射弹),感生电流。
感应电流与磁场相互作用,产生电场力,推动射弹前进。当射弹到达第二级线圈后,计算机控制电容器向第二级线圈供电。如此一级级地使航天器加速。由于射弹是“浮”在电磁波上的,与飞行通道之间有百分之几厘米的间隙,不会产生摩擦力,这有利于航天器的加速。
当航天器到达管道出口时,可达到4~5千米/秒的速度,这时航天器上助推火箭启动,使航天器与射弹分离,加速进入轨道。
线圈炮的建造成本低,发射费用只有运载火箭的1%,每天可以发射100多次,只要发射2000次就可收回投资,适合于高频率地向太空运送物资。
重接炮的工作原理
重接炮是电磁炮的一种新形式。目前只有美国对单级重接炮进行了一些理论研究。单级重接炮由上下两个长方形同轴线圈组成,其间有一间隙。发射体为一长方体,可穿过两线圈的间隙作加速运动。
重接炮综合了线圈炮能发射大质量弹丸、以及轨道炮能发射超高速弹丸的优点,还可赋予弹丸更高的加速力峰值,且使平均加速力与峰值加速力之间相差不大,从而使弹丸获得均匀的加速度。重接炮被认为是未来天基超高速电磁炮的结构形式。收起