3.1.2 电磁场分布随时间的变化规律 19

3.1.3 电磁场随 h 和 r 的变化规律 20

3.1.4 电磁场的空间分布规律 21

3.2 C 型电枢 27

3.2.1 C 型电枢物理模型 27

3.2.2 C 型电枢后沿倾斜角度的优化 28

3.2.3 电磁场的空间分布规律 29

4 不同几何形状电枢的出口速度计算 32

4.1 计算原理 32

4.2 出口速度计算 32

4.2.1 电枢轨道物理模型 32

4.2.2 电枢所受发射方向的电磁力随位置的变化规律 34

4.2.3 出口动能的计算 34

4.3 电枢几何形状对炮口动能的影响 34

结论 36

致谢 37

参考文献 38

1 引言

根据现代化防空作战的特点，地面防空手段必须具备如下能力：全天候作战 能力，强抗干扰能力，快速反应能力和行进中作战能力。电炮是全部或部分的利 用电能为射弹提供推力的一类新型超高速发射装置，又称作电磁发射器。包括电 磁炮、电热炮、混合炮[1]。论文网

电磁轨道炮由于采用了电磁发射方式，突破了传统化学能发射弹丸的速度限 制。轨道炮采用电源作为能源，工作过程是一个融合了电磁转换、传热、推进介 质流动等多因素的复杂的动态过程[2]。

1.1 轨道电磁炮相关理论[1]

简单导轨炮实际上是一个单匝直流直线电机，由一对平行金属导轨、一个电 枢、弹丸及高功率脉冲电源等组成。电枢位于两导轨间，由导电物质构成，可以 是固态金属、等离子体，或者两者的混合。电枢运动时与导轨良好接触，故在高 速时常使用等离子体电枢。弹丸在两导轨间电枢前，可以是不同形状和材料。两 金属导轨必须是良导体，耐烧蚀和磨损，有良好的机械强度。导轨通常镶嵌在复 合材料构成的绝缘筒内，共同形成炮管。高功率脉冲电源提供 106A 量级的脉冲 电流，输出电压在 104A 量级，通过开关与导轨相连。

图 1 圆口径简单轨道炮原理图

1 电枢 2 弹丸 3 导轨 4 绝缘筒 5 馈电母线

开关 S 闭合，电流通过馈电母线、导轨、电枢，最后回到电源，在回路内产 生磁场，如图 1。电枢电流与磁场相互作用的结果是在电枢上产生安培力，推动