弹丸之地范例6篇

弹丸之地范文1

在伦敦著名的圣保罗大教堂东侧,有一块被称为“一平方英里”(Square Mile)的地方。这里楼群密布,街道狭窄,聚集着数以百计的跨国银行及其他金融机构,这就是著名的伦敦金融城。

国家主席10月份访问英国期间还专程去了伦敦金融城,并发表主题演讲。很多人可能不知道的是,英国的综合国力虽然已经远远落后于美国,但伦敦金融城仍然是与纽约并重的世界金融中心,在部分排行榜上甚至还超过纽约。

今天,老谋深算的金融城又把目光投向锋芒初露的人民币,同时越来越多的华人进入金融城工作,小说《曾国藩》还成为金融城华人的励志读本。

金融城为什么总能敏锐地把握历史契机,一次又一次占据世界金融之巅?华人在金融城的奋斗故事又是怎样的?

一平方英里的繁华与风姿

伦敦金融城为何被称作英国经济的“心脏”?通过一组数据,我们或许可以感受到这种说法有多么贴切:这里是世界上最大的国际银行贷款来源之一,跨国贷款占全球总额的19%,居世界之首;这里同时也是世界上最大的外汇市场,日均外汇交易约2.5万亿美元,占世界41%份额;这里也拥有世界顶尖的国际保险市场、最古老的证券交易所与黄金市场。

小小的“一平方英里”为何能释放如此巨大的能量?这一点,其实应该从伦敦金融城的“辉煌历史”说起。伦敦金融城政府是英国最古老的地方政府,其根源可追溯至中世纪时代。即便是英国议会也是基于金融城的政务议事厅发展而来的,因此金融城政务议事厅又被称作“议会之母”。早在1066年诺曼底人征服英格兰之前,伦敦金融城一带的市民就已经享有各种公民权。由于在贸易和财富方面的重要性,伦敦金融城成为英国第一个有自的地方政府。

虽然身处“大伦敦”圈子之内,但伦敦金融城与“大伦敦”却保持着一种既独立又合作的关系。举例来说,伦敦金融城拥有自己的一套市政、警察和司法机构。伦敦金融城也拥有自己的市长,这个荣誉职务每年均是通过选举产生。市长的职责是代表英国政府向世界宣传英国的金融服务,并接待来访的各国政要,在出访海外时,其级别相当于英国内阁部长。目前伦敦金融城的市长叶雅伦是在2014年11月7日正式上任的,他已经是伦敦金融城历史上第687任市长。

今天,每一个到英伦的人,都会到伦敦金融城一游,见识一下“一平方英里”弹丸之地的繁华与风姿。在金融领域,伦敦金融城在人才、商业环境、市场准入、基础设施和总体竞争力5个方面,均高于纽约。但是很少有人问过:大英帝国早已衰落,而伦敦金融城为何至今仍把持着“十大全球金融中心之首”的地位,每天数千亿美元计的资金和外汇在这里虎虎生风地流动?

英国的衰落和伦敦金融城的兴盛之间,诠释着体制的秘密及神奇能量。按照英国王室的规定,即使英国女王想进城,也必须事先征得伦敦金融城市长的同意。伦敦金融城可谓名副其实的“城中城”。

独特体制创造商业奇迹

伦敦金融城强大的世界凝聚力,在于其独特的体制安排:远离政治,靠近企业;超脱于政党纷争,专注于经济规律。就连其自治政府的名称,都带有公司色彩,直译成中文就是“伦敦金融城公司”(也有人译作“伦敦市法团”,意思是法人团体)。把经济规律作为管理宝典的伦敦金融城,能够满足各行各业、各种肤色人的需求,因而吸引着全球各地的专业人才和投资资本,实现了高度的国际化。

金融危机爆发后,纽约的华尔街在和共和党之间摇摆,至今在打政治牌。而伦敦金融城则专注于如何走出危机,现在已成为拉动英国经济恢复的力量。

金融城的管理者,包括市长和市政官员,既不是政治家,也不是公务员,而是商业精英和行会代表。只有经过商场的多年打拼,经过一系列公开推荐和选举后,方可走上伦敦金融城的“领导岗位”。

于是,金融城体制的独特性也便呈现出来,不很关心国家政治,也不介入政党活动,其主要目标是为各种国际商务活动服务,通过法律修订和政策调整创造最佳经商环境。可以说,金融城自治政府更像一个国际性金融公会,市长可以代表整个英国,在海内外宣扬金融城作为国际金融中心的重要性,并听取世界各地对金融城的改进要求。

伦敦金融城的体制框架数世纪以来没有多少改变,依然遵循着《约翰国王大》的规定,但其服务内容却在不断变化,持续地提升自身在创新、开放、灵活、高效方面的声誉。

在世界上,伦敦金融城是为数不多的保持市政部门和行业协会密切联系的地方。商业行业公会对市政的参与,提升了政府决策的时效性和针对性,确保市政官员是具有专业能力的“行家”,但同时,金融城市政委员会对商业行业公会负责人也有提名权,反过来保证了行业协会与政府间的合作关系。

金融城华人的生存之道

仅仅几年前,走在伦敦金融城街头,还很难发现一张中国面孔。可是今天,一些来自中国大陆的留学生和在英国长大的华裔开始频繁穿梭在这个“一平方英里”的世界金融大舞台上。

许多在英国的中国年轻人,把跨入伦敦金融城作为自己的职业最高目标。伦敦金融城的大批从业人员来自外国,且不限于欧盟,而是来自世界各地。来自中国的年轻人已经显示出了很强的竞争力,他们都受过良好的高等教育,思维敏捷,英语流利,他们来伦敦金融城进修、学习和工作,是为了探索中国未来的金融发展之道。

大多数中国人在伦敦金融城从事分析研究工作,比如设计交易模型和风险管理模型,可以说是为前方交易员提供武器。这源于许多中国留学生出自数学、物理等专业。

作为台面人物,投资银行家在这里当然最为体面,他们的主要任务是筹措资金或是帮助公司从事购并业务,不过很多交易却是在饭桌或是高尔夫场上完成的。受限于文化背景和语言要求,华人投资银行家在伦敦金融城的发展并不容易。当然,从事财务顾问、律师、会计师、人力资源顾问、信息管理顾问等职务的并不在少数。

弹丸之地范文2

关键词:防暴动能弹 普通弹丸 弹丸 原则

中图分类号:TJ4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0221-01

与常规动能弹相同,防爆动能弹依赖飞行弹丸所产生的一些动能对目标进行打击,致使被打击的目标丧失抵抗的能力。但是,防爆动能弹和常规动能弹之间也存在一定的差别,常规动能弹追求的是一种较好的贯穿性能与侵彻性能,最大限度的给对方予以沉重的打击;而防爆动能弹着重强调零贯穿和低侵彻,在不造成目标丧失生命的情况下,最大程度的使其丧失抵抗能力。

1 常规弹丸和防爆动能弹弹丸之间的不同

通过分析和研究,常规弹丸和防爆动能弹弹丸之间具有差异性,着重表现在以下几个方面。

1.1 材料

通常情况下,普通子弹弹丸的被甲用铜来做成,在普通步枪的弹头中运用了钢铅复合弹芯,而在手枪弹头内运用了铅弹芯。通常来讲,只有手枪弹头内没有铅套,在其他弹头内都有,这样做的目的就是为了对弹头和膛线之间所产生的一些硬性摩擦进行防范,同样也为弹头嵌进膛线提供了便利,在一定程度上提高了密闭性与弹头在飞行过程中的稳定性。

由于防爆动能弹存在非致命方面的一些要求,所以在其材料的选用上多采用尼龙、橡胶以及木材等一些密度较小且柔性较佳的材料。通常情况下,该种弹丸失速快,和人体之间的接触面较大,所表现出的侵彻性不高,在正常运用下对人体造成伤害的概率几乎没有。按照战术方面的一些要求,可在橡胶内增加一些密度比较大的物质来加大弹丸质量。

1.2 弹形

通常情况下,普通弹头设计的比较锐长,呈卵形与尖形的较多,其弹尾设计成船尾形;除此之外,该种弹形设计同样确保了弹丸的贯穿性与侵彻性。

防爆动能弹弹丸在飞行过程中的速度较低,这主要是由于空气阻力所限,在弹形的设计上着重对弹丸和目标间的接触面积进行充分的考虑。为了确保防爆动能弹弹丸的低侵彻性,通常情况下,将弹头做成圆头和平头。

1.3 初速

在通常情况下,普通弹丸的初速较高,如国产92式5.8mm弹丸的初速达到了460m/s左右;由于防爆动能弹的作用距离较短,其初速较低,通常在40m/s和300mm/s之间,如18.4mm防暴动能痛块弹的初速只有123m/s左右。

1.4 终点能量

单兵致命性弹药是近距离的对具有防护能力的目标进行杀伤。弹丸通过一定的动能和速度进到目标身体内,多种药物发生物理作用,最后致使目标失去活动能力或者丧失生命。现阶段,有很多国家,如德国与美国等,均将78J定为对有生目标杀伤的一个标准,我国将该标准定为98J,法国定为39J。军用致命弹头的最小比动能是26J/m2。

防暴动能榴弹投射体碰撞有生目标的能量标准规定:直径在1公分以上的圆柱形或者球形投射体时,其比动能小于等于12J/cm2,且其动能在120J以下;直径不大于1公分的球形投射体时,其比动能小于等于28J/cm2。它试验时所参考的标准为:在距炸点半米的地方,橡胶球不应穿透2.5公分的红松木板;在距炸点5m的地方,需穿透两层半毫米厚的牛皮纸。

1.5 外弹道特性

就普通弹丸外弹道而言,经过长时间的研究和实验,其已经具有十分成熟的公式与经验,它的一些参数,如空气阻力函数以及弹形系数等,均有一个较为明确的界定。因为弹形上的一些相似性,在通常情况下,可按照常用的外弹道方程对常规弹丸进行相应的计算和分析。就防爆动能弹而言,因为研究工作的落后与弹形的多样化,弹丸在飞行中的许多参数均无一个较为明确的界定,所以,通常采用常用的外弹道方程对防爆动能弹弹道进行分析,这样一来就和实际状况之间存在较大的误差。

2 防暴动能弹弹丸设计的几项基本原则

通过总结,防爆动能弹弹丸在设计过程中可遵循以下几个方面的原则。

2.1 确定影响因素,对预期指标进行科学、合理的设计

弹丸对撞击目标的一种作用效果就是弹丸的制作材料、弹丸质量以及弹丸初速和口径等诸多影响因素共同作用的结果,并非是其中一个影响因素可以决定的,在防爆动能弹弹丸的设计中,应当全方位的对其进行分析,整体考虑,以不同的战术目标为依据,提出科学的技术指标。

2.2 对能量标准进行科学的理解与掌握

防爆动能弹致伤的判断依据是相当繁琐的。对一个根本没有装甲防护经验的人而言,一方面,要确保目标失去抵抗能力;另一方面,要确保目标不能丧失生命或者致残,该项动能值是难以掌握的。它会由于个体身体部位、体质以及衣着厚薄等的差异而有所不同。基于柔性弹丸对有生目标的低侵彻来实现非致命弹丸的抑制效果。但是,同样也不可将问题思考的太抽象、繁琐,致使无法对该问题进行合理的解决。通常来讲,在正常使用情况下,防爆动能弹不应造成中度,甚至中度以上伤害,但这种伤害应大于没有损伤的标准。

2.3 对外弹道设计进行优化和完善

在外弹道的设计过程中,牵涉到弹丸在飞行中的稳定性、设计目标的精确度以及弹道落差等诸多方面的内容。因为国内对防爆动能弹弹丸的研究滞后以及弹丸的多样性,在外弹道的设计过程中不可硬套常规弹丸的外弹道解法。设计人员应以现有的工作经验为基础,加强对国外一些较为成熟的研究成果的借鉴力度,通过实弹射击,总结出一套能优化防爆动能弹弹丸外弹道特性的方案来。

2.4 进行实弹演习和实验

防爆动能弹弹丸设计过程中的最关键的一个依据就是实弹实验。就不同的一些设计参数而言,应当进行周期性的试验,同时得出相应的科学数据,以数据为基础,经过详细的整理和分析,对设计参数进行不断的修正,力求达到一个最为理想的实战效果。可用厚为2.5公分的松木板作为试验标靶进行快速试验,如果弹丸穿透松木板,那么就证明该弹丸具有足够的杀伤力,与此同时,可以一些动物,如狗作为活体实验,就弹丸对人体的作用进行模拟试验。

3 结语

防爆动能弹弹丸和普通弹丸之间存在较大的差异性,由于国内技术的限制,在防爆动能弹弹丸的设计过程中,应积极借鉴国外的研究成果,总结出设计防爆动能弹弹丸的一套思想来。

参考文献

[1]赵陕东,马永忠.非致命武器与警用器材[M].北京:兵器工业出版社,2005.

弹丸之地范文3

摘要:

为了研究超高射频武器高频连发时膛口流场形成机理和对弹丸飞行的影响,基于ALE方程和嵌入网格技术,结合动网格方法进行数值仿真分析。数值结果清晰地揭示了高频连发时火药气体相互叠加形成的复杂流场的结构。在相同装药量下,高频连发时后续弹丸膛内加速度远小于首发弹丸;后续弹丸出膛口后,弹前火药燃气膨胀形成低压区,而弹后压力高于首发弹丸弹后压力,使其加速度大于首发弹丸。仿真结果为研究超高射频武器高频连发时弹丸受力分析提供一些理论依据。

关键词:

膛口流场;动网格;强耦合;后随弹丸

在未来空袭和反空袭战争中,超高射频系统的研制成为防御高马赫数来袭导弹的重中之重。超高射频武器代表之一的“金属风暴”武器系统采用的多管并联和单管串联发射原理,单管串联发射,前后两发弹丸的膛口流场冲击波相互叠加势必会产生不同于正常发射情况下的膛口流场冲击波,使得弹丸在整个发射过程中的运动参数发生很大变化。关于膛口流场冲击波的仿真分析,许多学者已经做了大量的理论和试验研究。文献[1]采用ALE方程的嵌套网格和动网格模拟了膛口流场的形成和机理;文献[2-3]基于三维非定常Euler方程,结合高精度Roe格式以及结构化动网格技术,对弹丸飞离开膛口制退器过程中膛口流场的发展过程进行了数值模拟;文献[4]分析研究了转管武器和多身管武器的膛口流场形成机理和对弹丸运动姿态的影响;文献[5]对集束性武器的不同射击方式下形成的膛口流场冲击波进行了数值仿真,分析了不对称膛口流场对射击精度的影响。目前,大部分数值模拟仅局限于单管发射或多管并联发射情况下的膛口流场分析,对于单管串联发射的膛口流场数值仿真甚少。

1数学模型和参数设置

1.1基本假设

对于高频连发的状态假设首发弹丸刚出膛口,后续弹丸瞬时击发,首发弹丸的高温高压火药燃气作用在后续弹丸弹头部,在相同装药量的情况下,不仅增大了后续弹丸的挤进压力,而且降低了后续弹丸的膛内加速度。由于影响膛口流场的因素很多,在考虑主要因素的前提下假设如下:1)忽略火药燃气的化学反应影响和多组分条件,在服从气体状态方程的前提下将其视为理想气体介质。2)仿真时间从弹丸进入膛线开始到后续弹丸飞出流场瓶颈区。

1.2控制方程

采用二维非定常可压流的Euler方程[6]:Ut+Fx+Gy=0U=[ρ,ρu,ρv,ρE]TF=[ρu,(ρu2+p),ρuv,(ρE+p)u]TG=[ρv,ρuv,(ρv2+p),(ρE+p)v]T(1)式中:ρ为气体密度;u、v分别为x、y方向的速度分量;E为单位质量气体的总能量,其表达式为E=prρ(r-1)+12ρ(u2+v2)(2)式中,r为理想气体绝热指数。理想气体的状态方程为p=ρRT(3)式中:R是通用气体常数;T为温度。式(1)~(3)组成一个封闭的方程组。对上述方程进行离散,笔者模拟采用了有限体积法,时间推进采用二阶精度的龙格-库塔法,而对流项则选用能获得高精度并被广泛采用的二阶精度Roe格式。Roe格式的离散方法为Un+1j=Unj-ΔtΔx(Fnj+12-Fnj-12)(4)Fnj+12=12(Fnj+Fnj+1)-12ARoe,j+12(Unj+1-Unj)(5)式中:ARoe,j+12为Roe矩阵;Fnj+12为Roe通量。

1.3内弹道方程

在内弹道过程中,火药燃烧产生的高温高压燃气,推动弹丸向前运动,与此同时,火药燃气和未燃烧的火药一同随弹丸向前运动,形成了多相流。弹后空间多相流的出现,必然存在压力分布,该压力分布可以作近似处理:Px=Pd1+ω2φ1m1-x2L[()]2(6)式中:Pd为膛底压力;ω为装药量;φ1为次要功系数;m为弹丸质量;x为弹底到膛底距离;L为身管长。弹后空间的火药燃气在弹底部速度最大,即等于弹丸速度;而膛底的速度最低,可以认为是0。弹底速度最大,相应的压力应最小;而膛底速度低,压力应最大。则可根据拉格朗日假设推出燃气速度线性分布为vw=xLv(7)式中,v为弹丸速度。首发弹丸弹后膛内压力分布曲线如图1所示。

2动网格理论和计算模型

2.1动网格更新方法

Fluent提供了3种动网格运动的方法来更新变形后的网格,分别是弹簧光顺法、动态层法和局部网格重构法。弹簧光顺法是将节点间的网格理想化为弹簧系统,边界节点的运动会在节点间产生弹簧力,该力沿节点向下游依次传播出去最终产生一个新的弹簧系统的方法。动态层法是根据与运动的物面临近的网格层的高度来决定增加或减少网格的层数;在Fluent中当临近边界的网格单元层增大或减少到一定程度时,网格自动进行分裂或者合并。局部网格重构法是指边界的运动可能导致局部网格的质量发生严重的下降,甚至出现负体积,使得下一步的求解困难,于是对畸变的网格采取插值重构的方法[6]。

2.2建立模型

针对某超高射频武器系统单管模型进行建模,如图2所示。用GAMBIT软件进行网格划分,整个计算域采用结构性网格进行划分,并在膛内和弹丸运动区域加密网格,在整个计算区域上采用Wall(固壁)、Pressureinlet(压力入口)和Pressureoutlet(压力出口)边界条件。压力入口边界的压力值是随时间变化的,因此要使用Profile链接到Fluent,使Fluent读取随时间变化的压力值、温度及密度这些与流动有关的参数的初始值,由内弹道程序解算得出。首发弹丸的火药气体压力和速度根据式(6)和(7)编写场函数(CustomFieldFunction),进行首发弹丸膛内面域赋值。压力远场边界条件的相关系数设置与大气环境相同,同时利用动网格技术对弹丸运动产生的网格分裂变形及重构进行控制。

3仿真结果与分析

图3为强耦合发射时膛口火药燃气压力等值线图。首发弹丸在膛内运动时,推动弹前空气在膛口形成弹前激波,如图3(a)所示;随着弹丸飞离膛口,火药燃气从膛内喷出,加速膨胀,推动周围的空气形成冲击波,此时弹丸处于加速阶段,如图3(b)所示;随着弹丸的继续运动,后续弹丸飞出膛口,弹后火药燃气也迅速喷出,在首发弹后的膛口冲击波内膨胀,后续弹丸与首发弹丸形成的完整波系相互叠加形成了更加复杂的流场冲击波,首发弹丸开始冲破马赫盘,弹前激波和马赫盘逐渐分离开,如图3(c)所示,该阶段后续弹丸仍在加速;随着火药气体的膨胀衰减,冲击波结构更加清晰可见,后续弹丸也冲出瓶颈区,如图3(d)所示。可以看出,首发弹丸发射时,弹前压力为大气压,弹丸在火药气体的作用下加速运动,弹丸加速度与膛压的变化规律相同,然而后续弹丸运动时,不仅仅受到弹底的火药气体推动,弹前的火药气体不能瞬间释放,弹前阻力很大,这样造成弹丸的加速度小于首弹丸的加速度。当后续弹丸的弹头部刚出膛口,弹前的火药气体完全排空,压力迅速下降,出现低压区,弹后压力相比正常发射时偏高,这样造成了弹丸出膛口时的加速度有一个波动增大的过程,这种波动势必影响弹丸出膛口的飞行姿态,同时后续弹丸的初速度小于首发的初速度。不同的射速后续弹丸受到的阻力不同,导致初速度不同,射速越高,弹丸的初速度越小。图5为高频连发2发弹丸出膛口后加速度与正常发射对比图。可以看出正常发射和强耦合发射时,首发弹丸的加速度基本相同,但强耦合发射的后续弹丸出膛口后加速度有所不同,由于首发弹丸的火药燃气在膛口前形成一个低压区,后续弹丸出膛口后,弹前压力远远小于首发弹丸;由于弹前火药气体阻碍后续弹丸运动,导致启动压力较高,整体造成了后续弹丸加速时间比正常发射时较长。

4结论

基于ALE方程的二阶精度Roe方法及嵌入网格技术,结合动网格、动边界的有限体积方法,对单身管2发弹丸强耦合发射下膛口流场进行数值仿真分析,通过仿真结果可以清晰看出强耦合发射时,2发弹丸的膛口流场冲击波相互叠加形成更加复杂的冲击波,在相同装药量的前提下,得到了正常发射与强耦合发射的弹丸膛外加速度变化规律,强耦合发射时后续弹丸出膛口速度小,而在膛外有较长的加速阶段。该仿真结果与参考文献[7]的内弹道计算的结论相同:后续弹丸的弹前压力很大,前一发弹丸对后续弹丸的影响很大,充分证明了仿真结果的可信性。通过对串联发射膛口流场数值分析,为进一步研究速射武器的不同发射条件下弹丸的受力提供了一些理论分析,从而可以提高速射性武器的射击精度。

参考文献:

[2]张焕好,陈志华,姜孝海,等.膛口装置三维流场的数值模拟及制退效率计算[J].兵工学报,2011,32(5):513-519.

[3]张焕好,陈志华,姜孝海,等.高速弹丸穿越不同制退器时的膛口流场波系结构研究[J].兵工学报,2012,33(5):623-629.

[4]陈伟,王茂森,戴劲松,等.某新型多身管火炮的膛口流场形成分析[J].机械制造与自动化,2014,43(6):100-104.

[5],李强,王志明.集束武器迟发火对弹丸姿态影响的数值分析[J].弹箭与制导学报,2013,33(5):83-85.

[6]唐家鹏.FLUENT14.0超级学习手册[M].北京:人民邮电大学出版社,2013.

弹丸之地范文4

陀螺是有一定重量的。当把它竖在平地上时,因为重力和支点的作用力组成了一个力偶,所以只要稍有倾斜就会翻倒。但若使它高速旋转起来,虽然也受到了力偶的作用,但它不仅不会翻倒,还会围绕垂直轴做圆锥运动。

这是什么道理呢?芽原来,陀螺在旋转的时候,不但围绕本身的轴线转动,而且还围绕一个垂直轴做锥形运动。也就是说,陀螺一面围绕本身的轴线做“自转”,一面围绕垂直轴做“公转”。陀螺围绕自身轴线做“自转”运动速度的快慢,决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢,摆动角越大,稳定性越差;转得越快,摆动角越小,因而稳定性也就越好。这和人们骑自行车的道理差不多。其中不同的是,一个是做直线运动,一个是做圆锥形的曲线运动。陀螺高速自转时,在重力偶作用下,不沿力偶方向翻倒,而绕道支点的垂直轴做圆锥运动的现象,就是陀螺原理。

那么,陀螺原理与螺旋膛线有什么关系呢?

大家都有这样的体会,投掷手榴弹时,如果用力不当,手榴弹出手后就会摇摇晃晃甚至翻跟斗。不仅影响命中精度,而且会大大缩短投掷距离。用枪炮发射的弹丸也是这样。早期的枪炮都是没有膛线的,因而射击距离近、精度差。自从十七世纪有了膛线之后,射击的距离和精度才有了明显的提高。

弹丸之地范文5

电磁炮与传统火炮不同,它不是靠发射弹药,而是靠电磁力把弹丸加速到高速,利用弹头的高速运动所形成的巨大动能直接撞击目标来将目标摧毁,而不是通过弹头本身的爆炸来击毁目标,因此,电磁炮与传统的火炮截然不同,它是一种“功能武器”。

从19世纪法拉第发现电磁感应定律以来,人们就设想着发明一种不用火药而以电磁力发射弹丸的大炮,后来,人们发现电磁是以光速传播的,就更加坚定了这一信念,早在上世纪40年代,法、德等国就开始研究电磁炮,美国起步较晚,但后来居上,在研究电磁炮方面处于领先地位。

到20世纪80年代初,美国已成功地进行了多次电磁炮试验,使弹丸初速达到每秒3~5km以上,并进行了用电磁炮打坦克和拦截导弹的试验。

那么电磁炮又是怎样发射炮弹的呢?它的发射原理类似于普通的电动机,我们知道电动机由定子和转子两大部分组成,通电后,电流通过定子上的线圈而产生电磁力,而转子就在电磁力的推动下运转起来,如果我们把电磁炮看作是一台特殊的“电动机”,炮身就相当于电动机的“定子”,炮弹就相当于电动机的“转子”,电磁炮的炮身是两条长长的平行铜导轨,炮弹就放在这两条导轨中间的一端,导轨通电后产生一个强大的电流,此电流沿其中一条导轨输入,流经炮弹,然后再由另外一条导轨返回,这样,就在这两条导轨之间形成一个强大的磁场,该磁场与炮弹中的电流相互作用,产生一个强大的电磁力,此电磁力推动着炮弹沿导轨高速前进,炮弹就这样被发射出去,所以,也有人将电磁炮称为“轨道炮”。

2008年1月31日上午,美国海军在达尔格伦水面作战研究中心试验了一种号称“世界上威力最大的电磁轨道炮”,这种电磁炮酷似一个后部接满黑色粗线缆的矩形烤箱,实验中,炮弹出膛速度达到7倍音速,发射能量高达创纪录的1.068x107J,按照美国海军将领的期望,电磁炮将成为美国海军未来战舰的主力武器,但由于驱动电磁炮需要强大的电力支持,目前还没有哪艘军舰能产生并且储存开炮所需的足够电能。

由于电磁炮发射的弹丸飞行时间比火箭推进的导弹的飞行时间短得多,有更多的时间来击落对方的导弹、卫星,因此,人们将其引入“天基武器”(天基武器,就是以太空为基地的武器)进行研究,在美国,它已作为一个重要研究项目被列入其“星球大战”计划中。

电磁炮之所以受到各国军方的高度关注,是因为它具有普通火炮无法比拟的优势。

第一,隐蔽性好,电磁炮利用电磁力所做的功作为发射能量,不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾,因而具有良好的隐蔽性。

第二,威力巨大,电磁炮炮弹的速度可达普通炮弹的3倍以上,这就意味着其动能是同等质量普通炮弹的9倍以上,因此,即使不用炸药,仅仅通过弹丸的直接撞击也可将目标彻底摧毁。

美国的电磁炮打靶实验表明,发射一颗质量为50g(相当于一枚普通鸡蛋)的电磁炮弹,当其速度为3000m/s时,就可有效穿透25.4mm厚的装甲,坦克将很难防御,同时,极高的飞行速度又可以减少炮弹的飞行时间,使炮弹不易受到空中气流的扰动,保证了射击精度。

第三,用费低廉,尽管1台电磁炮的价格比一台传统火炮要贵得多,但从发射能量的成本来看,电磁炮的能源是电能,相比传统火炮用火药作能源而言,要明显便宜;常规火炮的发射要产生1×106J能量需10美元,而电磁炮只需0.1美元,电磁炮还可以省去传统火炮的发射药筒,在弹药的运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便,

弹丸之地范文6

从重量制到口径制

早期的枪炮是弹丸前装型,弹丸是球形的。它与炮膛的工艺水平不高、操作要求也不高的状况相适应,弹丸只要能装进炮膛,就可以发射。那时枪炮的铸造和弹丸的制造都比较随意,枪炮的形制是以弹丸为基本标准,球形弹丸的直径只要略小于膛径就行。

到18世纪前后,球形弹丸的成型技术使得枪炮与管膛的结合更加紧密,发射药的效力发挥得更充分,直接导致射程更远、更准。枪炮与弹丸的紧密结合也符合大工业生产的要求,形成了枪炮的弹丸重量制的形制。枪炮和弹丸的制造不再随意,而是以弹丸的重量为标准。

在火枪的制造中,英国人以一磅纯铅(454克)制作出偶数个相等的球形弹丸,枪膛的口径以此为准,并以球形弹丸的个数命名枪的形制。如12号枪是以一磅纯铅制作出12个小球,对应的枪膛口径为18.4毫米;16号的是制作16个小球,口径约为14毫米;而20号的口径约为10毫米。

火炮及其弹丸的制造则要复杂得多。当时英国的科学家和工程师以弹丸的装药、弹皮、引信等综合考虑,以英制的磅为基准单位,规定了圆球形的炮弹系列,如1磅炮弹、2磅炮弹、3磅炮弹等。适合装填这些炮弹的火炮则相应地称为1磅炮、2磅炮、3磅炮等。这就是使用重量来衡量火炮形制的由来。由于那时英国的科技和工业相对比较发达,英制的磅就成为了火炮形制的基本单位,简称磅位制。磅位制的出现在一段时期内促进了火炮的发展。

从18世纪末到19世纪,随着后装火炮的出现,球形弹丸的弊端越来越明显,卵形弹丸登上历史舞台。卵形弹丸使得炮弹飞得更高、更远、更准确,威力更大,且穿透能力更强。但卵形弹丸由于形状可以有比较大的变化,其重量无法与口径相匹配。科学家和设计师对用炮弹重量作为火炮设计的主要依据越来越不满意,以口径作为火炮的设计依据便应运而生,这就开始了弹丸重量制向身管口径制的转变。

在重量制向口径制转变的前期,设计部门仍然尽力保持设计的连贯性和继承性,将重量制形成的基本口径保留下来,然后再根据口径设计各种炮弹。由于那时英国仍然处于工业和科技的领先地位,在火炮的重量制向口径制的转变中,其单位名称表现出的是英制的磅位制向英寸制的转变。比如,2磅炮的口径是1.45英寸(约36.83毫米),3磅炮是1.85英寸(约46.99毫米),12磅炮是3英寸(约76.2毫米),100磅炮是6英寸(约152.4毫米),180磅炮是8英寸(约203.2毫米),250磅炮是9英寸(约228.6毫米),而800磅炮是12英寸(约304.8毫米)。

由英制到公制

19世纪,以德国和法国为代表的欧洲新兴工业国家高速发展,它们的兴起对英国构成了巨大的竞争威胁。法国和德国,以及美国都不满意象征英国统治影响的英制,公制便在欧洲乃至全球流行开来。在度量衡中占主导地位的英制逐渐被公制所取代,英寸、英尺、英里、磅等让位于毫米、米、千米、千克等。法国于1897年发明的世界上第一门具有现代反后坐装置的火炮,其口径是75毫米。它采用了液压气动式驻退复进装置的炮架,可大大减轻后坐力,提高了发射速度和精度,减轻了火炮的重量,堪称火炮发展中的重大进步。1906年,德国的爱哈尔特公司(今莱茵公司),设计制造了世界上第一门高射炮,它的口径为50毫米。新型火炮在口径的选择上开始抛弃英寸。

在第一次世界大战之后,西方国家在设计全新的火炮和其它武器时,不再以英寸作为火炮形制的标志,而是普遍采用逢五逢十的公制口径,如25毫米、75毫米、90毫米、100毫米、105毫米、155毫米等。世界上最大口径的“多拉”火炮,其口径为800毫米。即便不是逢五逢十的尺寸,也肯定不是原来英寸制的继续,如德国的88毫米高射炮。原来用英寸标识的火炮口径也改用毫米称呼,如3英寸炮改称76.2毫米炮,6英寸炮改称152毫米炮,8英寸炮改称203毫米炮,等等。

但习惯是不容易改变的。在一些欧洲政府极力推行公制的时候,部分民众依然怀念旧的事物,在火炮领域也是如此。总有人将几磅炮、几十磅炮挂在嘴边。这些人当中不乏设计师和工程师,更多的是在陆军和海军服役过的炮手和水手。他们对沉重的炮弹印象深刻,总是以炮弹回忆从前的战争。他们对英寸的口径制还没完全适应,现在又要面对毫米制的口径。于是,在一些普及性的读物中充满了过去的术语,混乱出现了。

在现在的一些西方历史读物中,3磅炮,2英寸炮,40毫米炮一起出现的现象比比皆是,让人不知到底说的是哪种炮。其实,由于弹形系数的不同,同一重量的弹丸可能对应不同的口径。例如,有的6磅炮的口径为84毫米,有的则为57毫米。有的12磅炮的口径为120毫米,有的只有76毫米。其中的原因多种多样,有的是装填方式不同,有的是弹形不同,等等。在同一口径下,弹丸细长的弹重就可能大,所以用磅位衡量火炮容易出现较大的偏差。

虽然现在的英国和美国还有少数人称AK47为0.3英寸步枪,但几乎全世界的人都称它为7.62毫米步枪。美国在上世纪90年代的密苏里战列舰恢复列装时,还有人说它的主炮是16英寸,但更多媒体称呼其为406毫米火炮。左下表给出了部分在两次世界大战及其前后出现的枪炮口径的英寸与毫米的换算(1英寸约等于25.4毫米)。

苏联口径系列的出现

在1917年11月7日,俄罗斯发生了革命,建立了世界上第一个社会主义国家,引起了西方国家的巨大恐惧。之后的苏维埃政权经历了14国的侵略和干涉,西方国家支持的白俄复辟势力的围攻,但都以失败告终。西方国家无法扼杀新生的苏维埃政权,便在经济、科技、军事等领域封锁和制裁。然而,苏联顶住了西方压力,在上世纪30年代完成了工业化的过程。

当时的苏联,承受着外部巨大的压力,利用沙俄时期留下的工业和科技基础自主发展火炮技术。那时的口径已不是技术和方法创新的障碍。苏联红军和工厂在保留原有生产线和库存的前提下,火炮和弹药续用。科学家和工程师在原有的口径上,通过改善工艺和设计,不断提高火炮的性能。这个时期,苏联与西方国家的科技合作,尤其是军事装备科技的合作很少。过去沙俄时期从英、法、德等国家引进火炮和技术的情况没有延续下去。到二战前,德、法、美、日等国研制的新炮,特别是主要炮种,尽量抛弃英制的影子,这种在火炮口径取向上的变化没有影响到苏联。

二战结束后,以美国为首的西方国家,在火炮口径上有过一次大的洗牌,先是形成了20、25、30、35、40、50、90、100、105、125、155、175毫米等口径序列,后来主要保留了35、105和155毫米等口径。而苏联则继续在原有口径上发展新的装备。苏联的设计师不拘泥于口径这个已经不太重要的参数,形成了37、57、122、152毫米等口径序列。虽然这些口径的历史溯源是在沙俄时期从英国来的,但在现代火炮上融入的技术早已大相径庭。

冷战时期的两大军事集团并不追求武器之间的通用,口径上的差异也就成为区分不同集团武器系列的一个标志。其实,即便苏联和西方的一些火炮采取了相同的口径,但由于其膛线、药室、炮闩等的不同,也使得火炮部件和弹药完全不能通用。

建立中国特色口径体系

在新中国建国初期,我军武器装备发展受苏联影响。所以在上世纪80年代以前,我军火炮口径是苏式的。在它们当中既有从英寸制转过来的37、57、76、122、152毫米等口径,也有苏联以公制自行研制的85、100、120、1 30和160毫米等口径。1985年后,我国从西方国家引进了35毫米高炮和155毫米榴弹炮技术,出现了与前苏联不同的口径。

现在的火炮及其弹药技术已经发展到相当高的水平,火炮的射程、精度、威力、重量等与口径的些许差别关系不大,这与19世纪和20世纪初的情况大不一样。但在一个国家的军队中,口径的多少决定了维持火炮的保障资源的多少。在一般情况下,口径越少,相关的生产线和保障线越少,占用的维护力量就少,这对于优化武器装备体系,提高“聚焦保障”能力等都有好处。

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