静止条件下轨道炮电流分布特征仿真

解世山，吕庆敖，郭春龙，李 鹤，李治源

(军械工程学院 弹药工程系，河北 石家庄 050003)

电磁轨道炮利用载流导体在磁场中受力的原理，可以轻易地突破传统火炮的2.0 km/s发射速度极限，实现弹丸的超高发射速度[1-2]。轨道炮的基本特征是超高速发射和快速响应，在军事使用方面具有超远程、大威力、低成本、高安全性、高效率和低发射特征等优点，可应用于防空、反导、反舰和远程火力压制等，对未来武器革新和战争对抗等具有重大军事意义。另外，电磁轨道炮不再使用传统火炮的发射药，是一种安全且低噪声的新概念动能武器。

电磁轨道炮由一对平行绝缘的金属轨道、一个位于轨道间且可沿轨道滑动并与轨道有滑动电接触的电枢、电枢推动的弹丸(或射弹)、以及高功率脉冲电源和开关等构成[2-4]。其中，轨道和电枢以及开关、电源构成串联回路。当开关闭合时，电源向回路供电，回路中通过轨道的电流产生磁场，电枢电流在上述磁场作用下形成电磁力。电磁力加速电枢和弹丸到超高速。

目前，轨道炮研究的技术难题之一是在发射过程中轨道和电枢之间发生放电烧蚀。放电烧蚀一方面耗费巨大的能量，影响系统效率；另一方面，引起材料的转移，使轨道表面形成凹凸不平，影响发射性能和轨道寿命。目前，美国海军的电磁轨道炮试验中，射弹飞出轨道的瞬间都拖曳着火焰。上述尾焰很可能是由于电枢和轨道之间发生放电烧蚀引起的[5]。

电磁轨道炮放电烧蚀的原因主要由于脉冲大电流的欧姆加热，而摩擦是次要的因素。……