電磁裝甲的發(fā)展

電磁坦克擦出的火花兩者之間會有怎樣的交織？中國99A式主戰(zhàn)坦克美國M1艾布拉姆斯主戰(zhàn)坦克斯凡特·奧古斯特·阿倫尼烏斯格奧爾格·西蒙·歐姆漢斯·克海斯提安·奧斯特發(fā)展?jié)摿薮蟮男屡d防護裝甲技術(shù)——電磁裝甲發(fā)展時間：1973年至今發(fā)展分類：

主動式電磁裝甲被動式電磁裝甲坦克裝甲傾斜裝甲間隙裝甲復(fù)合裝甲反應(yīng)裝甲電磁裝甲

坦克裝甲的發(fā)展經(jīng)歷了近100年，從最初的純鋁裝甲、鋼制裝甲到現(xiàn)在的陶瓷復(fù)合裝甲、貧鈾復(fù)合裝甲以及新興的電磁裝甲都離不開電磁。裝甲發(fā)展史主要是透過電磁力增加裝甲的防護力削減敵方炮彈造成的殺傷。有使主裝甲厚度大為減少，從而使坦克總重量減輕和防御更強力炮彈的種種潛力。電磁裝甲是21世紀(jì)后出現(xiàn)的主力戰(zhàn)車領(lǐng)域防御概念，目前處于研發(fā)階段，是新興國防科技的熱點。原理發(fā)展1973年，韋爾開提出了原始的電磁裝甲的概念。20世紀(jì)70年代末，前蘇聯(lián)的拉弗列恩季耶夫流體力學(xué)研究所開始研究電磁裝甲。20世紀(jì)80年代，美國加利福尼亞的麥克斯韋實驗室也開始了研究電磁裝甲。1992年，美國國防部在給國會上報的21項《國防部關(guān)鍵技術(shù)計劃》中，已把電磁裝甲列入脈沖功率技術(shù)中。后來德、法、英等國也開始了電磁和電熱裝甲的研究。狀現(xiàn)電磁裝甲主動式電磁裝甲基本原理

主動式概念為車上載有某種感應(yīng)器，當(dāng)感應(yīng)到炮彈接近時，電腦自動啟動將外層鋼板(或某種攔截物)通電透過電磁力彈射出去，打飛或打偏來襲炮彈，一切都在很短距離和很短時間發(fā)生。另一種主動式概念為不透過電磁力彈射鋼板而使用通電引爆夾層間的易爆化學(xué)品達成，制造工程上比較接近現(xiàn)行的反應(yīng)裝甲科技，耗電量也較小，但是反應(yīng)速度和耗材成本上有較大難關(guān)要克服。主動式磁浮彈射型主動式炸藥彈射型被動式電磁裝甲基本原理

被動式概念為兩片間隔距離的裝甲板各自通電，成為兩極，當(dāng)穿甲彈熱金屬流沖入時等于接通電路，大電流脈沖通過金屬射流，引起射流的磁流體力學(xué)的不穩(wěn)定噴散造成其殺傷力減弱，對尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈也有一些干擾削弱效果。依供電點位置又分成集中式和分散式兩種。

由于此種被動電磁裝甲的電源是集中在一處，無論是破甲彈射流還是穿甲彈桿芯接通兩鋼板時，都引起已充電電容器放電，形成不對稱的放電回路，即形成一個簡單導(dǎo)軌炮放電回路，此時通過彈的電流與板回路間的磁場相互作用，產(chǎn)生洛侖茲力(或安培力)作用于破甲彈射流或穿甲彈桿芯，使它們彎曲或斷裂，失去或減弱侵徹和穿甲功能。被動式電流型電磁裝甲作用機理研究

2004年,德國人Wickert首次利用作用時間窗方法分析了金屬射流與電流作用時間問題。2008年,陳少輝在作用時間窗模型基礎(chǔ)上,建立了通用的作用時間數(shù)學(xué)模型,并以電流對金屬射流微元的最長作用時間為目標(biāo),即可求出最優(yōu)裝甲板間距,該結(jié)果也通過電磁裝甲實彈試驗得到證實。電磁裝甲運動學(xué)理論模型電磁裝甲電路理論模型

2010年軍械工程學(xué)院設(shè)計了峰值電流上升沿為65μs電磁裝甲試驗系統(tǒng),開展了實彈靜破甲試驗并獲得了期望的脈沖電流波形。電磁裝甲電流作用時間窗模型金屬射流穿過電磁裝甲仿真圖電磁裝甲作用機理研究基于電爆炸機理的歐姆熱效應(yīng)電磁裝甲最早提出時的設(shè)想就是利用電能的加熱效應(yīng)來干擾和破壞破甲彈的金屬射流,在隨后的研究中,雖然實彈試驗驗證了脈沖電流可以有效減小破甲彈的穿深,但根據(jù)當(dāng)時對電能歐姆熱效應(yīng)的研究水平,認(rèn)為注入的能量不足以影響射流的穿甲行為。隨著對脈沖電流歐姆熱效應(yīng)的深入研究,特別是電爆炸理論的不斷完善,電磁裝甲作用過程中的歐姆熱效應(yīng)電爆炸機理又一次成為研究熱點?；诖帕黧w動力學(xué)不穩(wěn)定性機理

Littlefield等假設(shè)金屬射流為無限長,沿著軸向均勻拉伸,具有極好的塑性,又研究了考慮熱效應(yīng)、更接近實際的有限電導(dǎo)率情況,并且提到了電熱軟化作用在磁流體不穩(wěn)定性中的重要性,給出了金屬射流產(chǎn)生磁流體不穩(wěn)定性的材料屬性的邊界條件。電磁裝甲數(shù)值仿真研究2002年,美國桑迪亞實驗室進行了三維ALEG-RA-MHD仿真,模擬了直徑3mm的銅線,等邊彎曲60°注入峰值400kA脈沖電流后的磁流體動力學(xué)現(xiàn)象,同時進行了模擬驗證。2004年,英國國防科學(xué)與技術(shù)實驗室利用2種通用商業(yè)化數(shù)值模擬工具(AUTODYN和ELEK-TRA)對電磁裝甲中的破甲彈射流進行了仿真。2008年,美國陸軍研究實驗室加大了對ALEG-RA的投入力度,以實現(xiàn)對電磁裝甲中的復(fù)雜物理現(xiàn)象建立接近基本原理的仿真能力。電磁裝甲試驗技術(shù)研究各國研究20世紀(jì)70年代末，前蘇聯(lián)拉夫季耶夫流體力學(xué)研究所最早開始電磁裝甲的研究工作。20世紀(jì)80年代，美國加利福尼亞的麥克斯韋實驗室開始了電磁裝甲的理論研究。1999年，兵器工業(yè)某研究所在國內(nèi)首次進行了電磁裝甲原理試驗美軍陸軍研究實驗室和陸軍坦克動力研究發(fā)展與工程中心從2000年開始了緊湊型高功率脈沖電源設(shè)計和電磁裝甲試驗工作，設(shè)計和研制了電磁裝甲試驗平臺及電磁裝甲試驗?zāi)K。2000年起，軍械工程學(xué)院開展了電磁裝甲理論、仿真與試驗研究，不斷完善和改進了試驗系統(tǒng)，優(yōu)化了裝甲板間距，掌握了電磁裝甲電參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計準(zhǔn)則和優(yōu)化方法。2006年，夫瑯和費研究所進行了44mm口徑破甲彈的電磁裝甲試驗。2007年，荷蘭的應(yīng)用科學(xué)研究院彈道研究