电磁枪总体方案设计(2)
1.1 课题背景
电磁发射技术是一种采用电能替代传统发射药为弹丸提供动力的新概念发射技术。电磁发射基于电与磁的相互作用发射弹丸，突破了传统火炮以热力学为基础的发射原理，该发射技术研究的理论基础涵盖电磁学、力学、热学等多个学科，已超出传统兵器发射理论与技术的研究范畴。
电磁枪就是基于电磁发射技术的众多电磁武器中的一种。与常规自动武器相比。电磁枪具有如下优点:
(1)能源简单增加了发射的安全性。
(2)隐蔽性好。 由于电磁枪发射时枪口无火焰、噪声低以及后坐力都很小，有利于阵地隐蔽。
(3)易于调整射程，电磁枪只需改变激励电流，就可改变射程，满足不同的射击要求。
(4)工作稳定，重复性好，电磁枪在发射时，没有其他变化的影响，弹丸在各个线圈的速度基本稳定，每次发射的重复性较好。
(5）弹丸形状多样。由于不需要密闭火药气体，电磁枪的弹丸不受身管形状的限制。因此可以根据不同情况采用不同形状的弹丸，特别是采用空气阻力小的弹丸，增大弹丸的初速，提高弹丸动能。
(6)弹丸飞行稳定[1]。由于弹丸在运动过程中受力不变，以恒定的加速度运动，在发射期间弹丸具有良好稳定性，降低了弹丸过载的几率，便于装配精确制导裝置。
电磁枪的众多优点，使得它将在未来战场中发挥出巨大的作用，同时也可以在现代反恐战争中作为非致命武器来使用。
1.2 国内外发展状况
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的主要工作
电磁枪的研究对国防建设有重要的意义。本文在回顾、分析国内外电磁发射技术研究现状的基础上，主要进行了以下几项研究工作：
（1）对线圈式电磁感应相关理论和关键技术进行了综述，并根据相关指标，对电磁枪所需的能量进行初步计算。
（2）采用UG软件建立了电磁枪的三文总体结构模型，全枪采用无拖式布局，8级加速线圈作为枪管，依靠电磁铁的往复运动进行供弹。
（3）采用一级线圈研究了电压和电流变化对弹体侵彻深度的影响。
2 发射方式的选择与计算
2.1 发射方式的选择
电磁武器是利用电磁发射技术,以电磁力发射高速的弹丸并毁伤目标的动能武器系统。按照其结构不同可分为线圈式、轨道式、重接式三种形式。
线圈型电磁发射器早期称为同轴发射器、质量驱动器由固定线圈和弹丸线圈组成。线圈型电磁装置相当于圆筒状的直线电机，它可以由一个或几个固定线圈组成，固定线圈相当于枪管,通电后会形成运动磁场,并产生感应电流，如图2.1。线圈就是利用其产生的电磁力使弹丸高速射出。单个线圈产生的推力：
（ 2—1）
式中 —驱动线圈的脉冲电流
—发射线圈自感
—外部固定驱动线圈和内部携带发射载荷运动发射线圈之间的互感
—沿运动方向坐标距离X的互感梯度