五象岭森林公园的规划:电磁炮弹丸在加速时受到的推力恒定么

电磁炮

自古以来，战场上总是炮火轰鸣，硝烟弥漫。作为火器的枪和炮，其发
射动力都是火药，因而，在发射过程中，不可避免地要有火药的燃烧和爆炸。
而电磁炮则不同，它依靠电磁力把弹丸发射出去。你只听到弹丸发射和飞行
的啸鸣声，战场上很干净。战士们发射电磁炮，简直像坐在试验室里操作仪
器..

1937 年的一天，美国普林斯顿大学教授诺思厄普在试验室中布置了一个
实验。他用两根铜棒在桌上作成道轨的模样，然后将电源的正负两极和道轨
连接起来。他把一切布置停当，就拿起一块铁块，向“道轨”上放去。

怪事出现了：铁块刚接触道轨，立刻受到一种神秘的推力，沿着道轨飞
跑起来，越“跑”越快，最后顺着道轨另一端飞射出去。靠窗放着的一个大
玻璃瓶，被铁块砸得碎片四迸..

几天以后，诺思厄普在实验室接见了军方代表。他们很感兴趣地了解了
实验装置的情况。临了，军方代表说：“我们准备赞助这项研究。希望你能
用这个原理制成一种新式武器。可是，叫什么名字呢？”

诺思厄普思索了一下，说：“它是借电磁力工作的，就叫电磁炮吧！”

电磁炮的原理并不复杂。中学生都学过，电流可以产生磁场，当“道轨”
上放上铁块，实际上便形成了一个闭合回路。铁块在这个磁场中受到磁场力
的作用，根据左手定则，这力的方向正是沿着道轨方向的。这里，要使铁块
变成摧毁目标的武器，必须使它的速度足够快。而要获得高速度，必须有强
大的电流。遗憾的是，在30 年代没有能产生大电流的电波，尽管诺思厄普绞
尽脑汁，法国、德国和日本等国也先后研制过电磁炮，但都没有成功。

70 年代以后，所谓“单极发电机”出现了，电磁炮的研究这才有了大突
破。

电磁炮需要有大电流直流脉冲电源，电流应该有数万到数10 万安培，普
通发电机是无法胜任的。“单极发电机”是澳大利亚国立大学发明的，它是
利用浸泡在液氮中的超导体线圈借超导现象产生高强励磁磁砀，利用厚的铜
圆盘作转子，在磁场中迅速旋转产生电流。输出电流利用液体金属钠作为触
点，从圆盘的中心和圆周引出。

这种发电机的输出电流可达数10 万安培以上，利用高速的机械或电磁制
动，使转子在1/10 秒或更短的时间刹车，可以产生极强的直流脉冲电流。

如果用电感耦合方式将这种大电流脉冲耦合到铜“导轨”上，将使滑块
受到强大电磁力而迅速飞出。为使滑块在“导轨”末段再得到加速，外面又
设计了一种超导线圈，以造成末端再加速磁场。整个过程用每秒运算500 万
次的大容量电子计算机控制协调。这就构成了一个完整的电磁炮。

电磁炮的原理性试验已经成功。美国利弗莫尔研究所1975 年在电磁炮的
“道轨”上发射了重 1/3 公斤的穿甲弹，速度每秒3 公里，其动能超过最先
进火炮的4 倍。不久，速度提高到每秒5 公里。据报道，用电磁炮发射的只
有几克重的小弹丸因速度极大，竟一下子穿透了挺厚的钢板！

电磁炮的优点很多。它只发射弹丸，省去了炮弹壳和火药，减少了成本
和污染。它不需要坚固的炮管和复杂的发火机构，并且绝无“膛炸”的危险。
通过改变电流可以非常方便地调节“炮弹”的速度，使准确性大大提高。更
重要的是，电磁炮的弹丸可以达到宇宙速度。有人计算，其速度可以达到每
秒20 公里以上。也就是说，电磁炮发射的弹丸可飞出地球，打击卫星或其他
宇宙目标。

从经济上看，因为发电可利用廉价柴油，获每兆焦耳能量只需0.1 美元，
而使用火药产生同样能量却需10 美元。

电磁炮可以安装在坦克、飞机上，或像普通火炮一样放在地面上，也可
以安装在卫星或空间渡船上。