当然,激光武器也存在一定的缺点:激光在大气中传输能量衰减大;强激光束周围的大气吸收激光能量后中性气体被电离会产生气体击穿现象;激光只能直线传播,不能绕过障碍物.因此,激光武器在大气层内的使用受到一定的限制,只能用于近距离作用,而在大气层外则有得天独厚的条件.因此,高能激光武器已被选作为目前最具挑战性的太空防御和进攻武器.高功率微波武器利用高功率微波波束(峰值功率在100MW以上、频率在1GHz300GHz之间的电磁波)来杀伤、破坏敌方目标.根据波束能量释放的方式不同,高功率微波武器可分为能重复使用的微波武器和一次性使用的微波弹.前者是通过高功率脉冲源将电能、化学能等形式的能量转变为高功率强流脉冲,经强流电子束发生器产生高速电子束,电子束在电磁场作用下产生高功率微波,通过高增益定向天线会聚成束照射目标起杀伤作用.从一般的光电器材到雷达、巡航导弹、飞机,只要处于强微波的覆盖区内,都会受到影响,轻者工作不正常,重者由于过载而被烧毁.一次性使用的微波弹(即电磁脉冲弹)则是将炸药爆炸产生的能量转换

电磁轨道炮由一对平行导轨、夹在导轨间可移动的电枢、开关和电源等部分组成(图1).开关接通后,强电流从电源流入一条导轨,经电枢沿另一条导轨流回,载流电枢在导轨电流产生的磁场中受洛仑兹力的作用被加速,并推动弹丸射出.电磁线圈炮主要由感应耦合的固定线圈、可动线圈、储能器和开关等组成(图2).固定线圈相当于炮身,可动线圈缠绕于弹丸上.固定线圈接通电源后产生的磁场与可动线圈上的感应电流相互作用产生洛仑兹力,推动可动线圈加速弹丸前进.电磁

电热炮是利用放电法人为产生等离子体来推动弹丸射向目标的.一种典型的电热化学炮如图3所示,需要射击时,将开关闭合,电源在高压电极和接地电极之间加上5kV30kV的电压,使毛细管内表面发生电击穿,放电的电弧击穿管内空气或待电离的材料并烧蚀管的内壁形成等离子体.由于形成的等离子体温度高(104K左右)、毛细管体积小,故压力非常高,等离子体通过接地电极的环孔冲破工质的后封膜进入燃烧室,产生高温高压气体,气体膨胀并冲破铅封膜,像常规 .图3典型的液体电热化学炮结构原理图 速装填、高射程的要求,有些发射装置的等离子体由外部供给,以便使电热化学炮能高重复率地发射.在电热化学炮中,等离子体可以起点火和帮助燃烧的作用,也可以作为附加能源增大弹丸能量.1993年美国国防核武器局已制成炮口动能为18MJ的电热炮,把25kg的弹丸加速到1.2km/s的初速;美陆军武器发展中心委托食品机械公司研制的120mm反坦克炮已能把弹丸加速到3km/s,近年来又进行了使用固体推进剂作工质的电热化学炮的研究.除美国外,以色列、德国、法国等国的几十个研究机构也都在研制电热化学炮.

物理学的新进展将使传统火炮弹丸发射的技术发生根本性的改变.

电磁波输能技术使传统的飞行器推进技 术发生变革目前的飞行器(飞机、导弹、航天器等)主要是利用燃料燃烧的化学能转换成动能使飞行器前进的.推进系统是飞行器的关键,衡量推进系统性能的指标是比冲(单位质量燃料产生的冲量),比冲越大性能越好.然而,由于现有燃料的比冲受到燃烧温度(上限为4000K5000K)的限制,使目前的飞行器必须携带大量的燃料,这也限制了飞行器的航程.人们希望利用激光、微波等电磁波向飞行器传输能量,飞行器吸收电磁波的能量将其转化为推进功,这样就可以将飞行器与能源供给系统分离,以便研制出性能较好的推进系统.

1990年美国就已经掌握了激光准确瞄准轨道上的飞行器的技术.美国劳伦斯∀利弗莫尔国家实验室提出的激光热交换发动机方案则是通过黑色平板吸能加热氢使其温度升高,由喷管射出产生推力加速飞行器. 综上所述,物理学的发展促进了电磁能在军事领域的应用,军事斗争的升级又使人们对电磁技术有了更高的期望值和军事需 求.

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电磁能的军用展望 徐润君陈心中唐继利 (中国人民解放军汽车管理学院,安徽蚌埠233011) (收稿日期:20021227;修回日期:20030213) 摘要本文简要介绍了电磁能在发射和输能技术方面的研究现状,预测21世纪电磁 能的军事应用前景. 关键词电磁能;军事应用