电磁炮是否会有后坐力?

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力的作用都是相互的,有作用力就会有反作用力,如果电磁炮没有后坐力就违反牛顿的力学定律了。电磁炮是通过电流产生的洛伦兹力来给弹丸加速,这个加速过程需要时间,并不是和普通大炮一样使用火药的突然燃烧来膨胀气体驱动弹丸前进。洛伦兹力通过线圈传递给弹丸,在获得足够的加速度之后就会飞出炮管。

电磁炮具备的强大的动能就是来自于电能,也就是说弹丸的动能是有电能转换的,许多人认为的电磁轨道炮没有后坐力是在于驱动炮弹的不是空气,其后坐的传递方式是和传统大炮有所区别的。电磁炮的后坐力就是在于炮弹弹丸给整个系统带来的电磁力,而这个是通过线圈的形式反馈的。其实这个就跟磁铁一样,两个磁铁的方向一样就算不接触也会有相斥,电磁炮也是类似的,当弹丸受到洛伦兹力的驱动的时候,本身的线圈和轨道也是受到洛伦兹力的反向推动。

对于电磁炮的后坐力是通过各种馈线线圈来解决的,而且这个过程是逐步提高,因为随着轨道的延伸,弹丸的速度是越来越大。当然当炮弹离开整个炮管之后就不存在后坐力了。世界上正在研制的电磁轨道炮不是很多,目前具备这方面技术的基本上是西方发达国家。

最近几年我国也在电磁炮的领域有所突破,之前就有使用一艘登陆舰作为电磁轨道炮的实验船,之所以选择大型水面舰艇也是在于电磁炮需要巨大的电源储备,另外就是电磁炮的后坐力其实不小。


航空视界


电磁炮第一大优点就是没有后坐力,有人会说力的作用就是作用力与反作用力,这不符合科学啊!反正我也说不清楚,只能给你举例了

假如你手上拿一个手榴弹,是你自己用力将他抛出去30米远,这颗手榴弹在抛出去的瞬间,你会感受到来自他对你得手的反作用力吗?

但是如果你在手上安上一个强力的弹簧,而手榴弹放在弹簧上,你按动弹簧将手榴弹抛出去,手榴弹弹出去30米,而的手估计也被震得发麻吧!

如果这个原理用在普通炮弹与电磁炮弹上是不是一样的道理,所以说电磁炮是真的没有后坐力的。如果你还不能理解,那么电磁弹射起飞总能理解吧,福特级的电磁弹射器在弹射F35C的时候,难道在F35C飞起来的瞬间,还会将弹射器装置反弹回去?

再或者磁悬浮列车,这个够大够重吧,如果在磁悬浮列车350公里/小时前进的时候,以这个一个力反作用在轨道上,估计世界在先进的轨道都经不起这样的反作用力,运行不了几次恐怕都要崩塌!

因此电磁炮的有点第一就是没有反作用力,第二没有火药的硝烟和火光,隐蔽性更强,至于声音打不打这个还真不知道,7马赫速度飞出来会不会产生音爆还真不知道!


狼烟火燎


按照力的等量反作用原理,炮弹发射出去,必然带来后坐的问题,电磁炮也不例外。

例如这几天,舷号936的老式072国产坦克登陆舰突然在船头安装了一门超级大炮的图片曝光,迅速传遍了全世界。细一分析,这门电磁炮之所以选择一艘老式的072型坦克登陆舰来改装实验,而不采用毕昇舰、李四光舰等专业实验舰,一个重要的原因就是要解决电磁炮的后坐力问题。

072坦克登陆舰的甲板下面,有非常宽大的船坞舱,可以焊死坞门,在下面方便的布置各种电源设备。而且072作为坦克登陆舰,他的舰体结构又非常的结实,可以承受电磁炮发射时的巨大后坐力,因为他有前后贯通的坚硬中甲板。当年在南海,中国海军就准备用4000吨级的坦克登陆舰,去拦截硬闯辽宁舰编队的美国万吨驱逐舰,吓得美舰抱头鼠窜。因为一旦相撞,“船体脆弱”的驱逐舰要吃大亏。072级又宽大又结实,而且武汉船厂生产过这种舰艇,图纸完备,改造成本也最低。

更重要的是,目前上舰的电磁炮,体积和重量显然都比中国海军装备过的任何传统舰炮都庞大。仅仅看炮塔和炮本身,就给人上百吨的观感,若加上配套的电源、甲板下的供弹和旋转系统、控制系统、炮瞄雷达,全部算下来,笔者估计全重至少有200吨,甚至三四百吨都有可能。必须找一艘有充足内部空间、足够厚实的大舰,才能装的下、受得了后坐。若最终安装在主战舰艇上,也需要055这种万吨大舰。

如此庞大的重量和体积,大口径电磁炮在陆地上实战应用,显然暂时是有困难的。陆军型号的口径应该更小一些,总吨位需要控制在百吨之内。无论海陆,都必须考虑后坐的问题。

(兵说专家:瀚海狼山)


兵说


由于各种常见外力的瞬间冲量太小,所以动量守恒适合于任何瞬间过程。动量守恒的微分,就是作用力与反作用力定律(牛顿第三定律),但动量守恒即使在微观高速也同样适用,牛顿定律只适用于日常生活环境。

首先炮不可能焊死,否则打几发炮弹架子就崩了。炮身就必然会有后坐,炮身后坐部分质量是炮弹的多少倍,获得的后坐初速就是炮弹的多少分之一。

科普一下:如果炮弹二十公斤,炮身后坐部分二十吨,炮弹初速3000米每秒,炮身后坐部分初速就是三米每秒(这个速度和走路一样慢),利用现代火炮成熟已久的常规弹性吸能复进系统就可以使之在几米的后坐行程中停下并复进归位。

至于什么那些连动能动量安培力洛伦兹力都分不清楚的莫名其妙的答者,自己都一窍不通就不要再胡说八道了。动量是矢量,是最刚直的物理量,有高速发射的炮弹,就必然有一定比例速度的反向后坐!不论火药发射还是电磁发射、弹簧发射,橡筋发射,吹气发射都一样!后坐初速,等于炮弹的动量与炮身后坐部分质量之比,后坐行程则取决于后坐动量对应的后坐动能与弹簧液压装置弹性势能转化关系。用最简单的初高中物理知识科普一下,如果是弹性系数k的纯弹簧装置,则后坐行程L=√(MV²/k)。M和V分别是炮身后坐部分的质量和后坐初速。当然,现代火炮反后坐装置的计算更复杂多了,但也更有效。

电磁炮相比常规火炮的优势是加速过程线性可控,想加速多少,以多大加速度加速,完全可以在控制台上输入非常精确的数据,再也不用像传统火药发射那样无法精确控制非线性过程了,再也不用把那几个头疼的方程求近似解了。甚至可以根据每发炮弹不同弹种材料的力学属性,用计算机设计最佳的加速曲线输入控制台实现最佳的发射模式,有利于将来改进后的弹载制导装置的引入。


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肯定会有后坐力。根据牛顿第三定律我们可以知道力的作用是相互的。同样也可以知道后坐力的大小与给弹丸的推力大小相等方向相反。根据动量守恒定理我们可以知道mv=m’v’

m是弹丸质量,v是弹丸速度;m’是电磁炮质量,v’是火炮速度。当开火后v’因为火炮被固定在地面,所以后坐力其实是被固定机构和地面吸收了。

(美国电磁炮实验)

目前已经发,单纯使用化学发射药已经很难让弹丸超过2000m/s的上限。而理论上只要有足够的电能就能让弹丸或者宏观物理上无上限的速度。因为电磁发射的方式不存在恐怖的高压和高温,只是单纯的后坐力;目前可以确定的是中国方面已经在实验33mw级别的电磁炮。

(中国电磁炮实验平台)

如果只是单纯比较后坐力的话谁的弹丸动能越高谁所需要承受的后坐力就越大,而相比传统的发射方式我们不难发现,传统火炮所需要承受的不仅仅是由于弹丸飞出所带来的后坐力。同时要承受因为发射药爆炸而带来的冲击力。发射药燃烧爆炸一方面在推动弹头飞出另一方面也在推动火炮向后移动。

(HPJ38型单管130毫米舰炮)

传统火炮还要承受发射药爆炸带来的高温和高压。所以炮膛和炮管都非常结实。

(Mk 45 - 554-舰炮)

电磁炮则完全不需要。只要在弹丸发射飞行方向有足够的结构强度就可以了。这样的好处是炮的炮管可以很轻。相对说来由于弹头的高速飞出产生的后坐力肯定是电磁炮理论上会更大。但是实际上因为种种因素,电磁炮在所承受的总发射负担要小很多。


军情解析


每当演示完磁场对电流的作用的实验,如图所示,总是提出让大家想象一下,如果在在金属棒上带着一颗炮弹,会产生什么样的结果?是的,这就是电磁炮的原理——磁场对电流的作用。而磁场对电流的作用的实质是磁场对磁场的作用,电流的周围也有磁场,所以,磁场对电流有力的作用,电流对磁场也有力的作用,不然如何解释,物体间力的作用是相互的。具体到电磁炮,炮身对炮弹有力的作用,炮弹同时对炮身有力的作用,后者即是所谓的后坐力。


甜甜向上314159


毫无疑问,后坐力必须有,但和火炮情况不同,小得多。基本上发射效率和后坐力负相关。

1.从力学系统看,电磁炮身所受后坐力与炮弹所受力构成一对相反力。

2.从力学形式看,火炮后坐力通过气体传递,电磁炮靠电磁传递。加速线圈对炮弹的电磁牵引力就是弹丸对炮身的反牵引力即后坐力。

3.从后坐力大小看,火药炮后坐力动量等于炮弹发射动量加上火药气体从炮口喷射两种动量之和,而电磁炮没有火药气体的喷射造成的后坐力,小得多。(为了减少火药气体喷射后坐力,火炮采用制退器)

4. 从后坐力曲线看,火药后坐力爆炸的瞬间最大,其后随时间逐渐减小,峰值高。电磁炮线圈加速,弹丸加速度可控,有可能加速度(按质量换算为力)保持不变或较为均衡,故后坐力峰值较低


归去来兮不如归来


当然有!而且必须有!

磁铁只会产生磁场,你用一块磁铁吸引一块大铁坨,你猜是铁坨动了,还是产生磁场的磁铁动了?用一根产生正电场的橡胶棒吸引一坨A4纸,你猜,是棒动了还是纸动了?

你让产生电场和磁场的电磁炮发射艾弗尔铁塔,你猜是谁动了?

力不会凭空产生,作用力和反作用力是一个力的正反两面!当电动机的线圈让转子转的时候,转子又何尝不在让线圈转?电磁炮又有什么区别!!

其实电磁炮发射弹丸(导线)的过程,就是简单的电磁学里的自感和互感效应!当一个导线处在磁场中,如果导线有电流回路,导线自己就会变成一个磁体,两个磁体就是简单的相斥和相吸的关系,谁会被发射出去,完全取决于谁更“重”!


丢了自己259793923


依据牛顿力学定力电磁炮有后座力是必然的,但是电磁炮弹的弹体比较小,加速比较均匀,不像传统炮弹要考膛压来保证加速度,膛压在刚点燃瞬间最大而后会比较快的衰减,电磁炮的加速考给定的电流,电流控制稳定加速度就是恒定的所以电磁炮后坐力也是比较均匀的。所以最大尖峰加速度比传统的炮要低。F=ma 总体来讲电磁炮的后坐力要小很多。


许庆2


首先明确,电磁炮理论上来说是没有后坐力的。首先,电磁炮需要外部提供能量所以动量守恒便不适用了,动量定理才适合电磁炮:炮弹受安培力获得动量,整个系统的动量是变化的,不能用动量守恒。其次,炮弹受安培力,运动状态发生变化,但并不会对电磁炮本身产生反作用力。

而我们平日看视频里美国电磁炮发射时会有后坐力,那只是由于炮身的机械传动所致,并非炮弹发射所带来的后坐力。


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