03.04 電磁炮是否會有後坐力?

zerofive


肯定會有後坐力。根據牛頓第三定律我們可以知道力的作用是相互的。同樣也可以知道後坐力的大小與給彈丸的推力大小相等方向相反。根據動量守恆定理我們可以知道mv=m’v’

m是彈丸質量,v是彈丸速度;m’是電磁炮質量,v’是火炮速度。當開火後v’因為火炮被固定在地面,所以後坐力其實是被固定機構和地面吸收了。

(美國電磁炮實驗)

目前已經發,單純使用化學發射藥已經很難讓彈丸超過2000m/s的上限。而理論上只要有足夠的電能就能讓彈丸或者宏觀物理上無上限的速度。因為電磁發射的方式不存在恐怖的高壓和高溫,只是單純的後坐力;目前可以確定的是中國方面已經在實驗33mw級別的電磁炮。

(中國電磁炮實驗平臺)

如果只是單純比較後坐力的話誰的彈丸動能越高誰所需要承受的後坐力就越大,而相比傳統的發射方式我們不難發現,傳統火炮所需要承受的不僅僅是由於彈丸飛出所帶來的後坐力。同時要承受因為發射藥爆炸而帶來的衝擊力。發射藥燃燒爆炸一方面在推動彈頭飛出另一方面也在推動火炮向後移動。

(HPJ38型單管130毫米艦炮)

傳統火炮還要承受發射藥爆炸帶來的高溫和高壓。所以炮膛和炮管都非常結實。

(Mk 45 - 554-艦炮)

電磁炮則完全不需要。只要在彈丸發射飛行方向有足夠的結構強度就可以了。這樣的好處是炮的炮管可以很輕。相對說來由於彈頭的高速飛出產生的後坐力肯定是電磁炮理論上會更大。但是實際上因為種種因素,電磁炮在所承受的總髮射負擔要小很多。


區域拒止


由於各種常見外力的瞬間衝量太小,所以動量守恆適合於任何瞬間過程。動量守恆的微分,就是作用力與反作用力定律(牛頓第三定律),但動量守恆即使在微觀高速也同樣適用,牛頓定律只適用於日常生活環境。

首先炮不可能焊死,否則打幾發炮彈架子就崩了。炮身就必然會有後坐,炮身後坐部分質量是炮彈的多少倍,獲得的後坐初速就是炮彈的多少分之一。

科普一下:如果炮彈二十公斤,炮身後坐部分二十噸,炮彈初速3000米每秒,炮身後坐部分初速就是三米每秒(這個速度和走路一樣慢),利用現代火炮成熟已久的常規彈性吸能復進系統就可以使之在幾米的後坐行程中停下並復進歸位。

至於什麼那些連動能動量安培力洛倫茲力都分不清楚的莫名其妙的答者,自己都一竅不通就不要再胡說八道了。動量是矢量,是最剛直的物理量,有高速發射的炮彈,就必然有一定比例速度的反向後坐!不論火藥發射還是電磁發射、彈簧發射,橡筋發射,吹氣發射都一樣!後坐初速,等於炮彈的動量與炮身後坐部分質量之比,後坐行程則取決於後坐動量對應的後坐動能與彈簧液壓裝置彈性勢能轉化關係。用最簡單的初高中物理知識科普一下,如果是彈性係數k的純彈簧裝置,則後坐行程L=√(MV²/k)。M和V分別是炮身後坐部分的質量和後坐初速。當然,現代火炮反後坐裝置的計算更復雜多了,但也更有效。

電磁炮相比常規火炮的優勢是加速過程線性可控,想加速多少,以多大加速度加速,完全可以在控制檯上輸入非常精確的數據,再也不用像傳統火藥發射那樣無法精確控制非線性過程了,再也不用把那幾個頭疼的方程求近似解了。甚至可以根據每發炮彈不同彈種材料的力學屬性,用計算機設計最佳的加速曲線輸入控制檯實現最佳的發射模式,有利於將來改進後的彈載制導裝置的引入。


手機用戶84838367908


電磁炮第一大優點就是沒有後坐力,有人會說力的作用就是作用力與反作用力,這不符合科學啊!反正我也說不清楚,只能給你舉例了

假如你手上拿一個手榴彈,是你自己用力將他拋出去30米遠,這顆手榴彈在拋出去的瞬間,你會感受到來自他對你得手的反作用力嗎?

但是如果你在手上安上一個強力的彈簧,而手榴彈放在彈簧上,你按動彈簧將手榴彈拋出去,手榴彈彈出去30米,而的手估計也被震得發麻吧!

如果這個原理用在普通炮彈與電磁炮彈上是不是一樣的道理,所以說電磁炮是真的沒有後坐力的。如果你還不能理解,那麼電磁彈射起飛總能理解吧,福特級的電磁彈射器在彈射F35C的時候,難道在F35C飛起來的瞬間,還會將彈射器裝置反彈回去?

再或者磁懸浮列車,這個夠大夠重吧,如果在磁懸浮列車350公里/小時前進的時候,以這個一個力反作用在軌道上,估計世界在先進的軌道都經不起這樣的反作用力,運行不了幾次恐怕都要崩塌!

因此電磁炮的有點第一就是沒有反作用力,第二沒有火藥的硝煙和火光,隱蔽性更強,至於聲音打不打這個還真不知道,7馬赫速度飛出來會不會產生音爆還真不知道!


狼煙火燎


力的作用都是相互的,有作用力就會有反作用力,如果電磁炮沒有後坐力就違反牛頓的力學定律了。電磁炮是通過電流產生的洛倫茲力來給彈丸加速,這個加速過程需要時間,並不是和普通大炮一樣使用火藥的突然燃燒來膨脹氣體驅動彈丸前進。洛倫茲力通過線圈傳遞給彈丸,在獲得足夠的加速度之後就會飛出炮管。

電磁炮具備的強大的動能就是來自於電能,也就是說彈丸的動能是有電能轉換的,許多人認為的電磁軌道炮沒有後坐力是在於驅動炮彈的不是空氣,其後坐的傳遞方式是和傳統大炮有所區別的。電磁炮的後坐力就是在於炮彈彈丸給整個系統帶來的電磁力,而這個是通過線圈的形式反饋的。其實這個就跟磁鐵一樣,兩個磁鐵的方向一樣就算不接觸也會有相斥,電磁炮也是類似的,當彈丸受到洛倫茲力的驅動的時候,本身的線圈和軌道也是受到洛倫茲力的反向推動。

對於電磁炮的後坐力是通過各種饋線線圈來解決的,而且這個過程是逐步提高,因為隨著軌道的延伸,彈丸的速度是越來越大。當然當炮彈離開整個炮管之後就不存在後坐力了。世界上正在研製的電磁軌道炮不是很多,目前具備這方面技術的基本上是西方發達國家。

最近幾年我國也在電磁炮的領域有所突破,之前就有使用一艘登陸艦作為電磁軌道炮的實驗船,之所以選擇大型水面艦艇也是在於電磁炮需要巨大的電源儲備,另外就是電磁炮的後坐力其實不小。


航空視界


按照力的等量反作用原理,炮彈發射出去,必然帶來後坐的問題,電磁炮也不例外。

例如這幾天,舷號936的老式072國產坦克登陸艦突然在船頭安裝了一門超級大炮的圖片曝光,迅速傳遍了全世界。細一分析,這門電磁炮之所以選擇一艘老式的072型坦克登陸艦來改裝實驗,而不採用畢昇艦、李四光艦等專業實驗艦,一個重要的原因就是要解決電磁炮的後坐力問題。

072坦克登陸艦的甲板下面,有非常寬大的船塢艙,可以焊死塢門,在下面方便的佈置各種電源設備。而且072作為坦克登陸艦,他的艦體結構又非常的結實,可以承受電磁炮發射時的巨大後坐力,因為他有前後貫通的堅硬中甲板。當年在南海,中國海軍就準備用4000噸級的坦克登陸艦,去攔截硬闖遼寧艦編隊的美國萬噸驅逐艦,嚇得美艦抱頭鼠竄。因為一旦相撞,“船體脆弱”的驅逐艦要吃大虧。072級又寬大又結實,而且武漢船廠生產過這種艦艇,圖紙完備,改造成本也最低。

更重要的是,目前上艦的電磁炮,體積和重量顯然都比中國海軍裝備過的任何傳統艦炮都龐大。僅僅看炮塔和炮本身,就給人上百噸的觀感,若加上配套的電源、甲板下的供彈和旋轉系統、控制系統、炮瞄雷達,全部算下來,筆者估計全重至少有200噸,甚至三四百噸都有可能。必須找一艘有充足內部空間、足夠厚實的大艦,才能裝的下、受得了後坐。若最終安裝在主戰艦艇上,也需要055這種萬噸大艦。

如此龐大的重量和體積,大口徑電磁炮在陸地上實戰應用,顯然暫時是有困難的。陸軍型號的口徑應該更小一些,總噸位需要控制在百噸之內。無論海陸,都必須考慮後坐的問題。

(兵說專家:瀚海狼山)


兵說


每當演示完磁場對電流的作用的實驗,如圖所示,總是提出讓大家想象一下,如果在在金屬棒上帶著一顆炮彈,會產生什麼樣的結果?是的,這就是電磁炮的原理——磁場對電流的作用。而磁場對電流的作用的實質是磁場對磁場的作用,電流的周圍也有磁場,所以,磁場對電流有力的作用,電流對磁場也有力的作用,不然如何解釋,物體間力的作用是相互的。具體到電磁炮,炮身對炮彈有力的作用,炮彈同時對炮身有力的作用,後者即是所謂的後坐力。


甜甜向上314159


當然有!而且必須有!

磁鐵只會產生磁場,你用一塊磁鐵吸引一塊大鐵坨,你猜是鐵坨動了,還是產生磁場的磁鐵動了?用一根產生正電場的橡膠棒吸引一坨A4紙,你猜,是棒動了還是紙動了?

你讓產生電場和磁場的電磁炮發射艾弗爾鐵塔,你猜是誰動了?

力不會憑空產生,作用力和反作用力是一個力的正反兩面!當電動機的線圈讓轉子轉的時候,轉子又何嘗不在讓線圈轉?電磁炮又有什麼區別!!

其實電磁炮發射彈丸(導線)的過程,就是簡單的電磁學裡的自感和互感效應!當一個導線處在磁場中,如果導線有電流回路,導線自己就會變成一個磁體,兩個磁體就是簡單的相斥和相吸的關係,誰會被髮射出去,完全取決於誰更“重”!


丟了自己259793923


後坐力肯定會有的,根據動量守恆就可以推出。我們可以把炮體與炮彈看成一個系統,系統的合力為0,那麼炮體對炮彈的推力就是該系統的內力,同時產身一個向後的相同作用力,只是電磁力的作用時間短,後作力的效果不明顯,但一定是有後坐力的


全球戰略家


說無後座力的去學習一下動量守恆定律,這裡就不解釋了。沒有傳統的排氣式炮口制退裝置只是因為推動炮彈的不是發射藥爆炸產生的高溫高壓氣體所以裝了也沒用,只不過電磁炮加速時效率較高,大部分動量都給了炮彈不像傳統火炮氣體分走了很大一部分動量,加上加速均勻,單位時間衝量較小,後坐力更加平緩而均勻。

電磁炮的重大意義不僅在於更優的後座力,更在於炮彈可以有更高的初速,擁有更大的射程和威力。以及針對不同目標不同距離,可以控制炮彈初速到最適合的大小從而選擇最優彈道完成精確打擊,不像傳統火炮相同裝藥量初速固定。


ChristoHL


依據牛頓力學定力電磁炮有後座力是必然的,但是電磁炮彈的彈體比較小,加速比較均勻,不像傳統炮彈要考膛壓來保證加速度,膛壓在剛點燃瞬間最大而後會比較快的衰減,電磁炮的加速考給定的電流,電流控制穩定加速度就是恆定的所以電磁炮後坐力也是比較均勻的。所以最大尖峰加速度比傳統的炮要低。F=ma 總體來講電磁炮的後坐力要小很多。


分享到:


相關文章: