CN1069756C - 电磁炮 - Google Patents

Abstract

本发明为现代兵器技术领域提供了一种新型电磁炮，它的主要特征是有复合材料制做的炮管，炮管外绕有线圈，对应炮管，相对线圈最佳位置处，安放有炮弹，当给线圈通以脉冲电流时，并当线圈的参数与脉冲电源的电压和能量相匹配时，铁磁炮弹将受到最大的甩力，当脉冲电能足够强时，这种新型电磁炮可应用于实战。它结构简单，无声无光，十分荫蔽，比现有的电磁炮都优越。

Description

电磁炮

本发明属于现代兵器技术领域，是一种新型电磁炮。

当今各国竞相研究的电磁炮有两种，一种叫电磁轨道炮，一种叫电磁线圈炮。

电磁轨道炮有一对平行的金属导轨，其间设置有电枢和弹丸，配置一强脉冲电源即成。当回路通以脉冲电流时，电枢电流与回路磁场相互作用，产生电磁推力，推动弹丸运动。这种电磁炮的缺点是当弹丸脱离炮口时，有电弧(火光)产生，并当电枢及弹丸在轨道上滑动时，会发生严重的烧蚀现象，并需要大功率控制开关。

电磁线圈炮是由环绕炮管的一系列固定线圈和环绕弹丸的弹载运动线圈所组成，当依次给炮管外的线圈通电时，则炮管内的弹载线圈所感生的电流所产生的磁场与运动的固定线圈所产生的磁场相互作用，产生推力，加速弹丸运动。这种电磁炮的缺点是电流同步技术难以解决，弹丸结构复杂，电路设计复杂。

背景文件请参阅“现代兵器”杂志1991年第11期“电炮技术正在迅速崛起”，1991年第12期“新一代武器的动力”，1996年第11期“新概念发射技术浅谈”及“电世界”杂志1994年第3期“电磁炮”等。

本发明的目的是要寻找并设计一种结构简单，电路简单，真正无光无声的新型电磁炮。

本发明所依据的原理是：在复合绝缘材料制做的炮管外，环绕着若干沿炮管长度方向依次排列的、相互并联的、参数一定的、参数一致的、绕向相同的金属绝缘导线绕制的线圈，当线圈通以强脉冲电流时，并当线圈的参数与脉冲电源的电压和能量相匹配时，并当炮管内的铁磁弹丸相对线圈处于最佳位置时，铁磁弹丸将受到最大的电磁甩力，可将弹丸甩出炮管，当脉冲能量足够强时，弹丸将受到足够大的甩力，弹丸将被甩出足够远的距离和保持足够的力量，以造成对目标的杀伤。线圈的参数包括：金属绝缘线的材质、线径、绕向、单个线圈的匝数、线圈的长度(或厚度)、绕制工艺以及并联线圈的个数等。要想使线圈的参数与脉冲电源的电压和能量相匹配，需利用多项优选法加以优选，并且弹丸的尺寸和重量反相对线圈的位置也需要加以优选。例如：当脉冲电源的电压为300伏，能量为100焦耳时，炮管采用内径Φ8毫米，外径Φ10毫米塑料管，导线采用直径Φ0.41毫米高强度漆包铜线，线圈采用层绕，层间衬垫塑料薄膜，单线圈绕300匝，线圈长20毫米。两线圈绕向相同，并联连接。弹丸采用直径Φ7毫米，长度23毫米，重6克铁磁弹丸，置进入端(即发射端)，进线圈3--5毫米左右，两线圈绕向相同，并联连接，有较大甩力发生。当电源电压为1000伏，能量为500焦耳时，炮管仍采用内径Φ8毫米，外径Φ10毫米塑料管，导线采用直径Φ0.41毫米高强度漆包铜线，线圈采用层绕，层间衬垫塑料薄膜，单线圈绕600匝，线圈长40毫米，铁磁弹丸采用直径Φ7毫米，长23毫米，重6克，置线圈进入端，进线圈3--5毫米左右，两线圈绕向相同，并联连接，有较大甩力发生。

甩力与线圈通电流的方向无关，但所有并联线圈的绕向必须相同。

根据以上原理，本发明设计出两种新型电磁炮，一种叫手枪式新型电磁炮，一种叫野战炮式新型电磁炮。手枪式新型电磁炮主要应用于特工人员及警察个人佩戴使用，野战炮式新型电磁炮主要装备于野战部队。

手枪式新型电磁炮所采取的技术方案是炮管采用绝缘性好，耐么性好，强度高，质量轻，耐温度较高(例如500℃以上)的复合绝缘材料制做，在炮管外绕制有环绕炮管，沿炮管长度方向依次排列的若干个互相并联的、绕向一致的、参数一定的、参数一致的金属绝缘线线圈。和炮管近似呈直角连接有握把，在其腋部固定设置有板机，板机外设置有护环；在握把内左边设置有炮弹盒，盒内装炮弹，盒底部有压簧；在炮管内炮弹后部设置有带拉簧的推弹器，并与板机上部相连；握把内还装有高能电池、升压器、高压储能电容器和可控硅；在对应到位炮弹炮管外，设置有门栏磁铁，以防炮弹在炮管向下倾斜或持枪者的甩力而自动脱出；炮弹采用圆形实芯长铁弹，直径以Φ6--7毫米、重量4--7克为宜；可控硅触发回路设置有微型电池和按钮开关，按钮开关设置在板机下对应处；高能电池经按钮开关常闭触点接至升压器，升压器把高能电池中的电能升高电压后充于高压储能电容器中，通过可控硅主回路接至线圈上；电容器两极并接有指示灯，当电容器充足电后，指示灯即发亮，升压器便自动停止工作，指示灯安装于握把上部；为保护好枪支，外部还设置有外套；在炮管内，在炮弹与推弹器之间，还设置有安全锁销，锁销不开，板机无法使用。

手枪式新型电磁炮脉冲电源宜采用1--3千伏电压，能量大约在3--5千焦有杀伤力，10---20千焦可应用于实战。

拉起安全锁销，当按动板机的同时，上边是拉动推弹器，将炮管内的炮弹就位于最佳位置，下边是压闭可控硅触发按钮开关常开触点，可控硅触发，线圈通入强脉冲电流，产生甩力，将炮弹甩出；松开板机，推弹器在拉簧拉力作用下，退回原位，相挨的炮弹在炮弹盒底部压簧的推动下，推入炮管，同时，按钮开关复位，升压器又将高能电池电能充入储能电容器中，为再次发射做好准备。

该手枪式新型电磁炮与现有的手枪相比，结构简单，无光无声，十分荫蔽，便于特工人员使用。

野战炮式新型电磁炮，也有复合绝缘材料制做的炮管，只是耐温度要更高一些(例如800℃以上)，炮管外环绕有若干个沿炮管长度方向依次排列的、互相关联的、参数一定的、参数一致的、绕向相同的金属绝缘线线圈；线圈外设置有护套；炮管下部，紧挨着设置有供炮弹的链条传送带，传送带有直流电动机拖动；电源原动机采用高速燃气轮机驱动补偿脉冲发电机和直流发电机，补偿脉冲发电机对线圈提供脉冲电能，直流发电机通过控制器带动供弹机构的直流电动机；在炮管下管口外，设置有传感器，通过控制器达到供弹和脉冲同步，并可控制供弹的频率。其炮弹为有爆炸装药而无推动装药的铁磁炮弹，整套装置采用车载移动。

野战炮式新型电磁炮的脉冲电源宜采用10千伏以上电压，1--10兆焦能量为宜。

该野战炮式新型电磁炮可实现高频率发射，有无光无声隐蔽性好的显著优点。

下面结合附图及实例，对本发明新型电磁炮的两种结构形式做进一步的说明。

附图1表示手枪式新型电磁炮的结构示意图。

附图2表示野战炮式新型电磁炮的结构示意图。

如图1所示，手枪式新型电磁炮的结构有炮管1，在炮管外绕制有线圈2，在握把内设置有炮弹盒3，内装炮弹4 ，弹盒下部有压簧5，在炮管内，炮弹后边设置有推弹器6，在握把内设置有高能电池7，升压器8，高压储能电容器9及可控硅10，可控硅触发回路有微型电池11，按钮开关12，握把上方设置有指示灯13，并接于电容器两极，在炮管与握把连接腋位处，设置固定有板机14，外有护环15，在炮管外，对应炮弹就位处，设置有门栏磁铁16，在炮管内，炮弹与推弹器之间设置有锁销17，枪外有护套18。

装上高能电池7、微型电池11和炮弹4，拉起锁销，升压器8将高能电池7中的电能升压后充入电容器9中，当电能充足后，指示灯13亮，升压器8自动停止工作，储能电容器9通过可控硅10连于线圈2，按动板机14，其上拉动推弹器6，将炮弹4就位，其下压动按钮开关12，其常开触点闭合，常闭触点断开，可控硅10导通，线圈2通电，将炮弹4甩出炮管1。松开板机14，推弹器6在拉簧作用下，恢复原位，相挨的炮弹在弹盒底部压簧5的作用下，进入炮管1，按钮开关复位，其常开触点断开，常闭触点闭合，为下一次发射做好准备。

如图2所示，野战炮式新型电磁炮的结构有炮管1，炮管外绕有线圈2，线圈与补偿脉冲发电机3相连，原动机采用高速燃气轮机4，拖动补偿脉冲发电机3和直流发电机5，直流发电机通过控制器10带动直流电动机6，直流电动机拖动链条传送带7，传送带上放置有炮弹8，在下炮口炮管外，对应炮弹就位处，设置有传感器9，传感器、直流电动机、补偿脉冲发电机和直流发电机均与控制器10相连，炮管外还设置有护套11。

发动燃气轮机，一方面带动补偿脉冲发电机对线圈供脉冲电能，一方面带动直流发电机，直流发电机通过控制器带动直流电动机运行，直流电动机带动供弹链条传送带供弹，其两者的同步及供弹频率均有控制器控制。当线圈通以强脉冲电流的同时，供弹就位，炮弹在线圈甩力作用下，甩出炮管，甩向目标。

Claims (3)

1、一种新型电磁炮，其特征是在复合绝缘材料制做的炮管外，环绕有若干个相互并联连接的、绕向相同的、参数一致并一定的、沿炮管长度方向依次排列的用金属绝缘线绕制的线圈；在炮管内，在相对线圈为最佳位置处，放置有铁磁炮弹；并具有强脉冲电源，当给线圈通以强脉冲电流时，并当线圈的参数与脉冲电源的电压和能量相匹配时，铁磁炮弹将受到最大的甩力，当脉冲电能足够强时，这种新型电磁炮可用于实战。

2、根据权利要求1所述的新型电磁炮，其特征是结构做成手枪式，有炮管，炮管外绕制有线圈，和炮管呈近似直角连接设置有握把，在腋位处设置有板机，其外设护环，握把内左边设置有炮弹盒，底部装有压簧，上装炮弹，在炮管内炮弹后边，设置有带拉簧的推弹器，并与板机上方相连，在握把内，还设置有强脉冲电源及控制环节，有高能电池、升压器、高压储能电容器和可控硅，可控硅输出与线圈相连，可控硅触发回路有微型电池和按钮开关，按钮开关安放于板机相对应位置，高压储能电容器两极间接有指示灯，在炮管外，对应炮弹就位处，设置有门栏磁铁。

3、根据权利要求1所述的新型电磁炮，其特征是结构做成野战炮式，有炮管，炮管外有线圈，在紧挨下炮口处，设置有链条式供弹传送带，用直流电动机拖动，电源部分采用高速燃气轮机驱动补偿脉冲发电机和直流发电机，补偿脉冲发电机供线圈脉冲电能，直流发电机通过控制器带动直流电动机拖动链条式供弹传送带，在炮管外，对应炮弹就位处设置有传感器，传感器、直流电动机、补偿脉冲发电机和直流发电机均连接于控制器上，脉冲电能与供弹的同步及供弹频率均有控制器控制。

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