2020年美軍艦艇電磁炮 Railgun





2020~2025年-----美軍艦艇電磁炮 Railgun



2018年---自動加載磁帶機
-----磁軌炮也可以用於小型化
慣性約束核聚變 
融合是通過非常高的溫度和壓力下在芯觸發。目前的技術要求多個激光器,通常在100,可同時求取​​燃料芯塊,創建一個對稱的壓縮壓力。磁軌炮可能能夠通過從多個方向發射高能等離子觸發的融合。 開發的過程包括四個關鍵步驟。 [血漿被泵入一個腔室,,當壓力足夠大,隔膜會破裂,氣體傳送下來的軌道。不久之後,足夠的電壓被施加到鐵軌,產生電離的氣體的傳導路徑。這種等離子體加速下跌的軌道,最終被噴出一個大的速度。導軌和尺寸是厘米的量級。



2016年---美國海軍計劃在軌道炮的射程超過160公里(100英里)集成到一個船上。 [到那時海軍預計將有一個武器,可以發射每分鐘多的砲彈。 該超高速彈重達10千克(23磅),費用大約每25,000 $。 他們有指令制導,但計劃要自導的未來。 在(460毫米)砲彈的18射向7馬赫。 [39]目前,只有美國軍艦,可以產生足夠的電力來獲得所需的性能是朱姆沃爾特級驅逐艦 ; 它們可以產生78兆瓦的電力,超過必要權力的軌道炮。 工程師正在努力獲得的DDG-1000系列船到電池系統開發的技術,讓其他戰艦可以操作一個軌道炮。 目前,大多數驅逐艦出示其總輸出功率只有一小部分電力,(如阿利·伯克級驅逐艦具有3×佳佳AG9140發電機發電機2500KW各,),而它需要25兆瓦推動彈丸到所需的最大範圍。 即使目前的船舶,如阿利·伯克級驅逐艦 ,可升級用來操作軌道炮足夠的電力,採取了對船舶通過一個額外的武器系統整合的空間,可能會迫使中現有的武器系統,以騰出空間可用。 第一艦載試驗將是安裝了軌道炮在一個聯合高速船 。 雖然船舶該類的是非戰鬥人員,他們選擇了他們的可用貨物及上部空間和工作靈活性等。 他們不會被永久安裝在JHSV,海軍還沒有決定哪些船班將接受一個全面運作的軌道炮




2012.10---在海軍水面作戰中心達爾格倫分部。 而在能源前述測試類似,所使用的軌道炮是相當多的緊湊,與更傳統的看桶。
2010.12.10---美國海軍的海軍水面作戰中心達爾格倫分部。 在試驗過程中,海軍研究辦公室創下世界紀錄進行33兆焦的拍攝軌道炮,這是由內置BAE系統公司 。 

2008年1月31日---美海軍測試了軌道炮的發射了一枚砲彈在10.64兆焦耳與2,520米/秒的初速(8270英尺/秒)。 [29]其預期性能是一個初速 5800米/秒( 19000英尺/秒),精確到足以打了5米(16英尺)的目標超過200海裡(370公里),每分鐘10次,而射擊。 該電源是通過使用固態開關並於2007年交付高能量密度的電容器一個新的9兆焦耳原型電容器組,並從美國陸軍的綠色農場電動槍的研究和發展基金開發了一個舊的32兆焦耳的脈衝電源系統提供在80年代後期以前由翻新的通用原子公司的電磁系統(EMS)事業部
-----美國軍方資助軌道炮實驗。 德州大學奧斯汀分校中心機電,能夠提供軍事磁軌炮 穿甲彈 子彈動能九兆焦耳已經開發出來。 [9兆焦耳足夠的能量傳遞2千克彈丸(4.4磅)3公里/秒(1.9公里/秒)在該速度的桿或另一緻密的金屬很容易滲入一個,並有可能通過它。
海軍水面作戰中心達爾格倫分部表現出了8兆焦電磁軌道炮發射3.2公斤(7.1磅)的砲彈在2006年10月為64兆焦耳的武器被部署一艘海軍軍艦的原型。 主要的問題在美國海軍已與實施軌道炮炮系統是槍穿出來,由於受發射所產生的巨大熱量。 這種武器預計將強大到足以做比一個多一點的傷害BGM-109戰斧 導彈的彈成本的一小部分。 [26]此後,BAE系統公司已經發表了32兆焦耳的原型美國海軍 。 這些能量是相當於一輛校車重達5噸的,407千米/小時(253英里)行駛。 
-----武器裝備
軌道炮正在研究作為武器射彈不包含炸藥或推進劑,但給予極高的速度:3,500米/秒(11,500英尺/秒)(約馬赫 10於海平面高度)以上(比較而言, M16步槍擁有930米/秒槍口速度(3,050英尺/秒),而16“/ 50口徑馬克7槍 ,武裝二戰美國戰列艦擁有760米/秒槍口速度(2,490英尺/秒)),這將使得他們的動能等於或遠優於更高質量的炸藥填充殼體的能量產率,這將減少彈藥的體積和重量,從而允許更多的彈藥進行並消除攜帶炸藥或推進劑在罐的危害。或海軍武器平台此外,通過在發射速度越大,磁軌炮有更大的覆蓋範圍,更少的子彈落,少到目標的時間,少風漂移,繞過常規武器的物理限制:“ 氣體膨脹的限制禁止啟動一個求告無門彈丸速度大於約1.5公里/秒和50多英里的[80米]從實用的常規火砲系統的範圍。“ [21]
磁軌炮的發射增加速度也將允許更大的能力攻守兼備的應用,相比傳統的武器。 更大的動能和目標與增加啟動速度,再加上非傳統的回合時,相關聯的下降時間將允許一個單一的軌道炮有效攻擊兩個空中和陸地或海上基礎的目標。
如果有可能,以技術應用為速射自動武器,軌道炮將有火災率上升的進一步的優勢。 常規的槍支的進給機構必須移動以容納裝藥以及彈藥圓形,而軌道炮,只需要以容納彈丸。 此外,軌道炮就不必從後膛提取廢彈殼,這意味著新一輪幾乎可以立即循環上一輪被槍殺後。 然而,留在線圈拍攝,需要下一個鏡頭之前被刪除後,大磁荷; 並且被除去得越快,越會產生熱量。
武器化軌道炮系統的許多批評者聲稱在一個合適的出口速度和射速運行會消耗太多功率雖然這可能不會是一個問題的核動力系統,如在大型軍艦或潛艇
第一武器化軌道炮計劃進行生產, 通用原子布利策體系,開始全面系統測試在2010年9月,該武器將啟動一個精簡的脫殼輪被波音公司幻影工作室在1600米/秒設計(5,200英尺/秒)(約5馬赫)與加速度超過60,000  N , 在試驗過程中的一個,彈丸能夠穿透一個1/8英寸(3.2毫米)厚的鋼板後出行增加7公里(4.3英里)靶場。 該公司希望能有系統的集成示範,到2016年之後生產到2019年,視資金。 到目前為止,該項目是自籌資金。 
-----理論 

一個軌道炮由兩個平行連接到電源金屬導軌(因此得名) 電源 。 當導電彈插入導軌(在連接到電源的端部)之間,它完成電路。 電子從電源向上負軌的負極端子流入,穿過彈丸,並且向下的積極鐵路,回電源。 
這個電流使軌道炮表現為一個電磁鐵 ,產生由軌道到銜鐵的位置的長度形成的環內的磁場。 根據右手定則,磁場循環圍繞每個導體。 由於電流是在沿每個軌道的方向相反,在導軌(B)之間的淨磁場被定向成直角,由軌道的中心軸與電樞所形成的平面。 在與電樞的電流(I)的組合,這將產生一個電磁力 ,加速彈丸沿導軌,離電源。 也有洛倫茲力作用在鐵軌上,並試圖將它們推開,但由於導軌安裝牢固,不能移動。
根據定義,如果一安培的電流在一對是由在一米的距離分離的無限長的平行導體流動,然後在這些導體中的每米的力的大小會完全0.2微牛頓。 此外,在一般情況下,該力將正比於電流,反比於導體之間的距離的大小的平方。 它也可以認為,對於軌道炮與彈丸群眾幾千克和幾米桶的長度,非常大的電流將被要求加速彈丸至1000米/秒左右的速度。
一個非常大的電源供應器,提供一百萬的量級安培的電流,會產生對彈丸一種巨大的力量,它加速到每秒(公里/秒)多公里的速度。 20公里/ s已經實現了與小彈丸爆炸注入軌道炮。 雖然這些速度是可能的,從物體的推進產生的熱量足以迅速侵蝕軌。 在高使用條件下,當前軌道炮將需要頻繁更換鐵軌,或使用具有耐熱性的材料,這將是足夠的導電性,以產生相同的效果。
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銜鐵可以是彈丸的一個組成部分,但它也可以被配置來加速一個單獨的,電絕緣的或不導電的彈丸。 固體,金屬滑動導體往往軌道炮電樞而是“等離子體”或“混合”電樞的優選形式,也可以使用。 一種等離子體電樞被用來推動以類似的方式,固體,非導通的有效載荷,以在常規的噴槍噴射氣體壓力電離氣體的電弧形成。 混合型銜鐵採用一對“ 等離子 “接觸到接口的金屬骨架,以槍軌。 固體電樞也“轉型”成混合骨架,通常經過一個特定的速度超過閾值。
在其最簡單(也是最常用的)形式,軌道炮不同之處在於沒有用是由附加磁場線圈(或永久磁鐵)傳統的單極電機。 這種配置因此通過電流的單環構成的自激式線性單極電機。 這種結構的一種比較常見的變體是增強軌道炮 ,其中驅動電流通過附加對平行導體引導,設置成增加(“增強”)的磁場所經歷的運動電樞。[4]在電動機的術語,增強磁軌炮通常是系列纏繞配置。
一個軌道炮需要一個脈衝, 直流 電源 。 對於潛在的軍事應用,磁軌炮通常的興趣,因為他們可以實現更大的槍口速度比槍搭載傳統的化學推進劑。 增加了槍口速度可以提高輸送射擊範圍的優勢,同時,在靶效應方面,增加了終端的速度可以允許使用動能彈作為替代榴彈秒。 因此,典型的軍事軌道炮的設計目的是為在2000-3500米/秒的5-50槍口能量範圍槍口速度MJ 。 為了便於比較,50MJ是相當於一輛校車重達5噸,在509公里每小時(316英里每小時)行駛的動能。 [5]對於單迴路軌道炮,這些任務要求需要幾萬元啟動電流安培 ,所以一個典型的軌道炮的電源可能會旨在提供5日均線幾毫秒的啟動電流。 根據需要為這些發射的磁場強度通常將約10噸,最現代的軌道炮的設計是有效的“空芯”,即它們不使用的鐵磁材料如鐵,以提高磁通。

它可以指出,軌道炮速度通常屬於那些可實現由2級的範圍內, 光氣炮 ; 然而,後者一般只被認為是適合於實驗室使用,而磁軌炮被判定為提供發展作為軍事武器的一些潛在前景。 在一些超高速研究項目,砲彈被“預注入”磁軌炮,以避免需要一個常設的開始,無論二級輕氣炮和常規火藥槍已被用於這個角色。 原則上,如果軌道炮電源技術可以開發以提供緊湊,可靠,重量輕的裝置,則系統總體積和質量需要,以適應這樣的電源,其主燃料可以變得小於所要求的總體積和質量的常規推進劑和炸藥的彈藥使命等量。 這種發展會再傳達進一步的軍事優勢在消除爆炸物的任何軍事武器平台將減少其脆弱性在敵人火力


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