02.28 力的作用是相互的,电磁炮开炮的瞬间有反作用力吗?和普通火药大炮作用力相同吗?

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解答较为硬核,慎入。

任何惯性武器都会产生反作用力,不用看电磁炮还是火炮。电磁炮由于初速更快,目前实际测试时已经做到了可达2500m/s以上。在2010年的一次美国海军试射中,发射的弹丸出动能达到了惊人的33MJ。要知道现在最牛的125mm坦克炮发射动能弹的出动能也就是14MJ左右,能量完全不在一个水平。

美国EMRG 海军电磁炮测试

52倍径155mm M777超轻榴弹炮发射

至于说反作用力哪个更大,这个恐怕论证起来稍微有点难度,涉及一个复杂的计算过程。但是我们要知道一点,那就是目前电磁炮发射的弹丸重量普遍偏小。现在的155mm火炮发射的榴弹重量可达40多kg,而电磁炮发射的弹丸,根据美国EMRG(海军电磁炮项目)2010年公开的发射实验看,最大的也不过只有3kg,就是一个实心疙瘩。

电磁炮的弹丸,比一枚APFSDS动能弹还要小

以当时测到的初速2500m/s计算,那么这样一枚弹丸产生的总冲量为:

Pe1=mv=3kg*2500m/s=7500kg·m/s

2017年,EMRG再次进行了一次发射实验,使用一枚15kg的弹丸加速到1500m/s,那么这枚弹丸的总冲量 为:

Pe2=mv=15kg*1500m/s=22500kg·m/s

我们再来看看榴弹炮的情况。一门52倍径的155mm榴弹炮,以M777超轻榴弹炮为例,使用的是北约通用的M107炮弹,重43.2 kg,发射时可加速到828m/s。那么M777发射炮弹时产生的总冲量为:

Ph=mv=43.2kg*828m/s=35769.6kg·m/s


M107榴弹

可以看到Ph>>Pe1和Pe2,也就是说现在的榴弹炮还是比电磁炮产生的冲量要大得多了。但是冲量其实是力*时间的结果,并不能直接代表作用力,而且电磁炮和化学火炮的加速度曲线其实有很大差别:

不过根据炮管长度,我们可以计算出二者弹丸的平均加速度。以2017年美国海军EMRG电磁炮发射的15kg,速度1500m/s的弹丸为例,其炮管长10m,列方程:

at=1500m/s——1

1/2at^2=10m——2

根据以上方程可以算出平均加速度a为112502m/s^2,相当于11250个重力加速度,可以计算得到平均后座力F=15kg*112502m/s^2=1687530N


而M777榴弹炮炮管8m,初速828m/s,列方程:

at=828m/s ——1

1/2at^2=8m——2

根据以上方程计算出平均加速度a为42901m/s^2,相当于4290个重力加速度,可以计算得到平均后座力F=43.2kg*42901m/^2=1853323.2N

得到结论:平均后座力必然是榴弹炮大于电磁炮。不过峰值后座力没有查到这方面的数据,美国人也不会随便公布。不过有一点可以肯定的是电磁炮的峰值加速度是远超榴弹炮的,因为电磁炮已经遇到了电子元件都无法承受发射过载的问题,而榴弹炮不存在这个问题。不过力是质量和加速度的乘积,最终结果是谁的峰值后座力更大,笔者没有找到更详细的数据。但是根据上述计算推断一下可能性的话,电磁炮的峰值加速度应该是远远超过榴弹炮,因此峰值后座力应该是电磁炮更大。


榴弹炮可以发射激光制导、卫星制导炮弹,而电磁炮现在还看不到这样的可能


纸上的宣仔


“力的作用是相互的”,已经摆在这里,难道对这句话有怀疑吗?相信这句话是真理,那么,答案就板上钉钉:电磁炮发射时肯定有反作用力。

电磁炮的原理是磁场对电流的作用,在初中物理中有一个实验:把一根直导线ab放在磁体的磁场中,导体两端通过光滑金属导轨与电源、开关相连。接通电源,直导线ab就会沿金属导轨滑动。


试想,在导线ab上加载飞机,就可实现电磁弹射。如果在导线ab上搭在炮弹,就成为电磁炮。磁体的磁场对炮弹施加向前的推力,因为力的作用是相互的,同时,炮弹就对产生磁场的磁体(包括整个炮身)产生向后的推力。

普通火炮发射时,是发射药在炮镗里爆炸,产生高温高压的燃气,体积急剧膨胀,对周围物体产生巨大的压力,垂直炮膛方向燃气受到炮膛的阻挡,炮口方向将炮弹推出,在炮膛后方燃气也受到阻挡,就对炮身施加一个向后的推力,就是所谓的后坐力。



甜甜向上314159


定性的说没有区别,物理定律告诉我们对一物体施加力必然受到其反作用力。

定量的说,力的大小不同。传统火炮除了要把弹丸射出去,那化为气体的十几公斤火药也从炮口射了出去,而电磁炮只需要发射弹丸,这就决定了如果发射相同的弹丸相同的初速,电磁炮的后坐力要大大小于传统火炮。


缘聚缘散皆忘忧


当然是相互作用的所以电磁炮也有反作用力,至于你说的反作用力的大小我认为电磁炮反作用力应该更大。

电磁炮现在属于一种预研武器带有科研性质,进度比较快的就数中国已经上舰测试了,关于电磁炮的后坐力以及其它详细数据有的没办法获知,但是从目前发射的弹丸来看一般重量很小跟普通榴弹炮不是一个级别。

但是从物理的角度来说物体本身是没有前进的动力的,目前世界上所以物体的运动方式都是靠力的相互作用,也就是力与摩擦力对等或者小于摩擦力的时候物体是静止的,当施加的力大于摩擦力的时候物体才能运动起来。

那么普通火炮它的作用力的方式是炸药爆炸产生的空气膨胀推动的,而火炮身管是一个半封闭的,膨胀的空气顺着身管把弹头推出炮口。电磁炮是利用电磁力之间的相互作用并非空气,电磁炮的磁力在设计范围内是可以调整的,所以电磁炮它的能量利用率是很高的。

根据物理方面定律,物体要运动起来它的施加的力必须大于摩擦力,火炮弹药的摩擦力体现于弹药与身管的摩擦还有跟空气的摩擦,弹头飞的更快的或者弹头质量更重的它的受力就越大,所以反之反作用力越大。但是要记得普通火炮是空气膨胀的力所以受力在整个身管以内都是受力的,而电磁炮是电磁力之间的相互作用所以反作用力也是电磁力,所以当线圈启动的时候它就会受力,理论上来说当炮弹质量一样的时候由于电磁炮炮弹飞的更快,所以电磁炮受到的反作用力更大。



李晓伟


电磁轨道炮的原理就是利用两根平行金属轨道产生电磁力推动无装药的炮弹,而且还是利用炮弹让两根金属轨道通电来完成的,炮弹离开炮管通电自动终止!整个过程电磁炮会达到一个惊人的速度,炮管的出口速度能达到2500米/秒,射程高达200公里。这还不是电磁炮的最远距离,如果不考虑其他因素,电磁炮的速度能更快,射程能达到400~500公里也没有问题,但是唯一的问题就是速度超过7马赫,人的电子元器件就无法承受荷载而全部失效,当然电磁炮所遇到的问题不仅仅只是这一个方面!

下面回答题主的问题,首先是电磁炮的的反作用力问题,首先“力的作用是相互的”,看惯了大口径火炮开炮的阵仗,一发炮弹后的场面是这样的:

火炮的初速是远不能与电磁炮相比的,那么速度如此之大的电磁炮的后座力确是:

从图中我们看出电磁炮开炮瞬间架子只是摇晃了一下子,居然根本没有感受到太多的后座力,这是为什么呢?

举一个形象的反面例子,这就跟我们开车是一个道理,如果我们踩着刹车慢慢停下来,和撞上一辆货车让你瞬间停下来,速度都是减为0,脑补一下效果就能明白了。火炮是通过炸药的爆炸产生高膛压瞬间将火炮推出去了,整个过程在炮管内瞬间给炮弹和炮管四周都是一个非常高的冲击力,即使我们的炮管有制退器,后座力也是非常惊人的!

而电磁炮则是通过一个恒定的加速度加速上去,给予后座的反作用力是恒定的,受力是均匀的,因此后座力不会有太大的“过激性反应”!

目前电磁炮的研发上最成功的两个国家分别是中国和美国,美国在电磁炮的实验上一直都非常高调,主要还是宣传效果然后要钱的需要,不高调一点怎么样能骗海军上当投钱呢?要知道当年DDG1000还在研发阶段就看上了根本不成熟的电磁炮,准备一次性装2门,结果投入了大笔费用现在这门电磁炮都还在验证阶段,这可把DDG1000害得够呛,而且还在不断的要钱,最终也因为进度不达标问题,还有发射一枚炮弹的成本比战斧导弹还贵的问题,DDG1000不得不放弃电磁炮而改用AGS舰炮,然后再次上当受骗!

虽然美国电磁炮最终没能上舰,但是还是有很多成果的,比如分别在2008、2010、2012进行过多次试验,炮弹的速度也从最初的3马赫逐步增加到7马赫,而且还成功的命中200公里的目标,还有下图这种1发炮弹穿10块轻松穿10块如此大间距钢板的视频,这威力可是其他炮弹很难达到的!

中国电磁炮虽然比较保密,也没有透露出太多的电磁炮试验数据,但是这艘072改装的电磁炮就暴露了自己的实力

这里不得不提“无双国士”马伟明,在他的带领下我国可是在电磁研究方面取得了多方面的巨大优势,而且据报道我国在直流电机方面取得突破,这样中间省去了一个交流电转直流电的巨大设备,而且美国公布的卫星图显示,我国电磁炮不仅仅上舰,而且在地面试验场也进行了充分的试验,技术已经比较成熟,至少上舰的电磁炮看着更像一门炮了,而且处于了试验阶段,不像美国的电磁炮还在验证阶段!

当然我们的电磁炮目前也还有太多的问题需要解决了,比如为何试验平台选择一艘072坦克登陆舰,这里面可就很说明问题,别看电磁炮上面像是一个大号的炮塔,下面隐藏的设备还有好几大台,比如各国都没有公布过也是绝对保密的电力解决方案的设备一定不会小,选择072坦克登陆舰就是看中这艘舰艇从最后部坞舱门到最前部舱门的贯通坞舱,这个空间是很大的,足够电磁炮的设备全部放里面了!因此为电磁炮设备减重小型化是目前电磁炮遇到的重中之重的问题!

还有电磁炮发射的速度问题,王云飞军事专家层在节目中透露,目前美国的电磁炮的发射速度是每分钟4发,与国会要求的10发/分还有较大的差距,而我国的电磁炮目前的速度还达不到美国的速度,只有每分钟1~2发!

另外还有就是耗电量巨大的问题,军舰的电力供应本来就非常紧张,美国海军研发了通过超级电容存储部分电能,在发射时集中释放出来,但是也仅仅只够发射几枚炮弹就没了,实战中需要连续发射,这会让电力供应出现大问题,这也限制了电磁炮的射速问题!

综合来说,电磁炮确实解决了炮弹的问题,相比于传统舰炮,电磁轨道炮的特点就是以惊人的出膛的速度驱动弹丸对目标进行动能杀伤,而且后座力还可控,并没有发射炮弹那么巨大的后座力,钢铁在这种高速撞击下就象豆腐一样脆弱,目前世界上任何装甲恐怕面对电磁炮将没有招架之力,但这种黑科技暂时还没有国家能够突破各种限制而研发出来,要解决的问题还是太多了!


狼烟火燎


资料上说:电磁炮没有反冲力。这是不是违反了力学原理。力的作用是相互的。有向前的力就必然有向后的力才

电磁炮有后坐力。不过可以调节炮弹的加速时间,使后坐力比较缓和一些

电磁炮与一般火炮不同,它不用火药,更重要的是,它能以极快的速度将弹丸射向目标,既不产生后坐力,命中率又高。实际上,电磁炮无论在作用原理或是结构上,都比一般火炮简单,操作使用安全方便。


戴着眼镜看世界


不管怎么发生的相互作用,力学效果是必然遵守动量守恒律的。


TonyDeng


后座力是肯定有的,但是他和普通火炮不一样。

电磁炮的原理是电磁感应定律,依靠的是洛仑兹力把位于电磁场中的导电物体推出。它的能量来源是将电磁能转化为炮弹的动能,这和普通大炮将火药的化学能转化为炮弹动能是不同的。


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