李天亮，殷大虎，陈烺中，乔朋朋

(中国人民解放军93221部队，北京 100085)

0 引言

电磁轨道炮结构简单，弹丸能量巨大，且针对不同目标可调节发射电流进行弹丸能量定制，在空天防御等领域军事潜力巨大。电枢作为轨道炮中核心运动部件，也是将系统的电磁能转化为动能的媒介，研究其受力特性对于优化系统结构、提高轨道炮系统能量效率等方面具有决定性作用[1-3]。

电枢前的电磁场特性是决定其受力的根本因素，本文在忽略轨道电阻、电流趋肤效应等因素基础上，基于面电流假设，建立了轨道内电磁感应强度计算模型，研究轨道通流后在电枢前形成的电磁场特性，以及轨道通流长度对磁感应强度、轨道电感梯度、电枢受力的影响。

1 电磁轨道发射器物理模型

电磁轨道炮从系统结构和物理原理角度可视为一台直线电机，结构上包括一对平行金属轨道、可在轨道间滑动的电枢、为电磁轨道炮系统提供能量的大功率脉冲电源，以及联接线缆和开关等辅助设备[4-7]，其结构如图1所示。

图1 电磁轨道炮结构示意图Fig.1 Illustration of railgun structure

轨道炮的工作原理相对简单，当电源开关接通后，由金属导轨、电枢、电源构成的电路闭合，脉冲大电流流过电路，并在轨道内形成感应电磁场，电枢在其所受到安培力、摩擦力等外力综合作用下，开始加速运动，直至飞出轨道。

电枢是轨道炮的核心器件，也是系统中唯一的运动部件。一方面要导流脉冲大电流，形成电流闭环，另一面还要在和轨道保持良好电接触条件下进行高速滑动，同时还要支撑弹体，保持内弹道的稳定性。……