“嘴炮”——直线加速器、电磁炮、电磁弹射

Good

它们三个怎么会放在一起呢，我找到了三个共同的关键词：
电磁，直线，加速！
医用直线加速器加速管中加速的是电子；驱逐舰上电磁炮加速的是金属弹丸；航空母舰上电磁弹射器加速的是飞机。

各位看官知道，放射治疗是肿瘤治疗的三个主要手段之一，特别是当前电脑调节控制、CT加持的高精度加速器，加上立体定向放射治疗圣光环绕，使恶性肿瘤的临床治疗效果提升到一个新的高度，直线加速器是肿瘤治疗的绝对依赖。

一、医用直线加速器
医用直线加速器是利用微波电磁场加速电子并且具有直线运动轨道的加速装置，有行波和驻波两种加速方式，见下图。以行波加速为例：行波电子直线加速器的核心是行波加速管，行波加速就是在行波电场不断向前传播的过程，行波电场不断给电子以加速力，这时波在前进，电子也在前进，电子速度和行波相速之间必须满足同步条件；电子被加速至足够速度，然后打靶，就产生了高能X射线，直线加速器上配置的CT引导X射线准确地照射癌细胞；有别于弹丸和飞机，加速的电子及产生的X射线我们是看不见的，放射治疗消灭肿瘤也是在无创、不疼、不热的情况下达到目的，即人可以在没有感觉的情况下治疗恶性肿瘤。

二、电磁炮
电磁炮被认为是颠覆未来海战的新式武器，采用是电磁发射技术，传统大炮靠的是燃气瞬间燃烧产生的压力，推动炮弹发射，见下图；而电磁炮呢，靠的是磁场力，电磁发射器中会形成超高强度的磁场，炮弹借助磁场力，获得超大加速度，瞬间达到发射速度。弹丸会以超音速射向目标，400公里的距离只需要几十秒。
电磁炮：打的远，打的准，速度快，毁伤力强；擅长打海上目标和天上目标（如飞机，卫星）。

电磁炮领域，当前站在最前沿的要数中美两国，美国在该领域的研究最早，也是第一个拿出试验样炮的国家，试验也非常成功，但是就在即将成功的那一刻，美海军却突然放弃了该项目，致使其研究进程中断。后来随着中国电磁炮进展的公开，美国可能受刺激了，又重新启动了该研究项目。
中国电磁炮的性能如何呢？就在2018年一月份，有一艘坦克登陆舰搭载着电磁炮在海上进行了测试，划出了长达200多公里的禁航区，消息人士称，此次测试的弹丸以1.6英里（2580米）每秒的速度，击中了124英里（220公里）外的目标。此次电磁炮亮相之后，就吸引了全球的目光，中国成为全球第一个也是唯一将电磁炮装舰测试的国家。

三、电磁弹射器
弹射器是什么神器？简单讲就像一个弹弓，儿时我们总喜欢拿着弹弓玩，比赛谁打的准，现代航母上的飞机也是弹出去的，在电磁弹射技术出来以前，用的是蒸汽弹射，类似于我们家里做饭蒸包子的锅烧的热气。电磁弹射呢，也简单一讲，就是用电磁将飞机弹出去；蒸汽弹射和电磁弹射有点类似于传统放疗和精确放疗的关系；就像20世纪80年代，有一个X线模拟机就到处吹牛。
前几天大统领派到中国南海转悠几天着急回去的两艘航母上就是蒸汽弹射器。
航母上的电磁弹射器，要说原理挺简单，有个旋转电刷，相当于一个开关，它依次接通A/B/C……上的电磁铁，然后这些电磁铁依次拉动这个弹射滑块往前走，滑块带动飞机作加速运动，达到起飞速度后飞机脱离飞行甲板起飞。电刷转得越快，弹射速度越高，电磁铁强度越大，弹射重量越大。

相比蒸汽弹射器，电磁弹射器有许多优点：
1）构成相对简单，体积小，重量轻，易于布置
电磁弹射器主要由储能系统、弹射直线电机、电力电子变换系统和控制系统四部分组成，与蒸汽弹射器相比，其构成要简单得多。
电磁弹射系统在布局上有更大的灵活性，将能量从舰上一个地方传送到另一处相对较为容易，如电磁炮，也好理解，电么，挪个用途也就扳个开关的事；蒸汽弹射器则不能轻易将其热能移作它用。
2）反应快，可靠，易维护，效率高
典型蒸汽弹射器一次弹射作业一般要消耗614公斤蒸汽，每次弹射结束都有大量蒸汽被排出，再烧614公斤的汽又要费好多”煤”，能量利用率通常仅在4%～6%之间；而电磁弹射器的效率可达到60%甚至更高，弹射作业时对能量的需求大为降低。所以电磁弹射省”煤”！
3）易于控制和调节，可弹射舰载机的范围广
电磁弹射器目前更明显的优势还在于，它能够通过调节电流等措施，对弹射力度进行大幅度调节，扩展了航母使用飞机的能力范围，使其既能够弹射双发重型舰载机，又能弹射像无人机这样的轻型舰载机。而蒸汽弹射器则调节范围有限，同一个蒸汽弹射器很难同时具备弹射较重和较轻舰载机的能力，在设计时只能考虑最大弹射能力，如果在使用的时候弹射小重量飞机，就会特别浪费煤，而且有可能将飞机弹散架了。 美国的“福特”超级航母在行业内首次采用电磁弹射，但似乎技术不成熟，总出状况，搞的大统领心烦，威胁要换回蒸汽弹射方式。
四、中国的电磁弹射现状
电磁弹射，美国和英国最先开始相关研究，中国对电磁弹射的研究起步较晚，但是起的晚咱跑了快呀！在多次曝光的弹射器装置中，可以看出，中国的电磁弹射有了突破性进展，舰用电磁弹射器已经研制成功，采用是直流电驱动方式（其中奥妙不能多讲），应该是世界领先；话不多说，见图。

总结：
在电磁弹射技术领域，用“中国电磁弹射之父”马明伟院士的说讲，要领先就领先美国！！不会太久，中国将拥有自己的第一艘电磁弹射航母；将拥有装备电磁炮的055级大驱。
加速器呢？加速器呢！加速器呢！


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来源：https://www.toutiao.com/article/6852859521522795012
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