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磁軌(gui)炮（Rail Gun），也(ye)叫軌(gui)道炮，是利用(yong)(yong)電(dian)磁發射(she)技術制(zhi)成(cheng)的(de)(de)一種(zhong)先進(jin)的(de)(de)動能殺(sha)傷(shang)武器(qi)．與(yu)傳統的(de)(de)大(da)炮將(jiang)火藥燃氣(qi)壓力作(zuo)用(yong)(yong)于彈丸不同，軌(gui)道炮是利用(yong)(yong)電(dian)磁系統中電(dian)磁場的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)力，其作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)時(shi)間要長得多，可大(da)大(da)提高彈丸的(de)(de)速度和(he)射(she)程。

軌道(dao)炮(pao)(pao)因其強大的(de)威力而引起了(le)世界各(ge)國軍事家們的(de)關注．自(zi)80年代(dai)初期以來，電磁(ci)軌道(dao)炮(pao)(pao)在(zai)未來武(wu)器的(de)發(fa)展計劃(hua)中(zhong)，已成為越來越重要(yao)的(de)部分。

主要定義

軌(gui)(gui)道(dao)炮(pao)（Rail Gun）：或譯做磁(ci)(ci)軌(gui)(gui)炮(pao)、導(dao)軌(gui)(gui)炮(pao)，是(shi)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮(pao)的(de)(de)一(yi)種(zhong)。電(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮(pao)是(shi)利(li)用電(dian)(dian)磁(ci)(ci)力(li)(li)產(chan)生(sheng)(sheng)動能推進彈(dan)丸(wan)的(de)(de)一(yi)種(zhong)先進的(de)(de)動能殺傷武器(qi)，與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)大(da)炮(pao)將火藥燃氣壓力(li)(li)作用于彈(dan)丸(wan)不同，電(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮(pao)是(shi)利(li)用電(dian)(dian)磁(ci)(ci)系統(tong)中電(dian)(dian)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)作用力(li)(li)，其作用的(de)(de)時間要長得多(duo)，可(ke)大(da)大(da)提高彈(dan)丸(wan)的(de)(de)速(su)(su)度(du)和射程．因而引起了世界各國軍事家們(men)的(de)(de)關注。自80年(nian)代(dai)初期以(yi)來(lai)，電(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮(pao)在未來(lai)武器(qi)的(de)(de)發展計劃(hua)中，已成(cheng)為越來(lai)越重要的(de)(de)部分。軌(gui)(gui)道(dao)炮(pao)由兩條平行的(de)(de)導(dao)軌(gui)(gui)組成(cheng)，彈(dan)丸(wan)夾在兩條導(dao)軌(gui)(gui)之間。兩軌(gui)(gui)接入電(dian)(dian)源，電(dian)(dian)流經一(yi)導(dao)軌(gui)(gui)流向(xiang)彈(dan)丸(wan)再流向(xiang)另一(yi)導(dao)軌(gui)(gui)產(chan)生(sheng)(sheng)強磁(ci)(ci)場(chang)(chang)，磁(ci)(ci)場(chang)(chang)與(yu)電(dian)(dian)流相互(hu)作用，產(chan)生(sheng)(sheng)強大(da)的(de)(de)安培力(li)(li)推動彈(dan)丸(wan)，達到很高的(de)(de)速(su)(su)度(du)（理論上可(ke)以(yi)到達亞光(guang)速(su)(su)）

理論計算

軌道炮推動彈丸的力主要是洛倫茲力，基本計算過程與高中的“通電鐵棒在磁場中運動”一樣：式中F是洛倫茲(zi)力，I是通電導(dao)體棒（炮(pao)彈）的電流，L是導(dao)體棒長(chang)度沿著電流方(fang)向的向量，B是磁場方(fang)向。

對于個人實驗的小型電磁炮項目，磁場B可以完全由通電導軌提供。這時的磁場可以認為是兩根電流相反的半無窮長度平行直導線磁場的疊加。其值為：式(shi)中μ0是(shi)真空磁(ci)導(dao)率(lv)，I是(shi)電流，S是(shi)兩導(dao)軌(gui)間距(ju)。上式(shi)認為(wei)導(dao)軌(gui)寬度(du)不大(da)，磁(ci)場沿著導(dao)體棒方向處(chu)處(chu)相等。回(hui)代F公(gong)式(shi)可得(de)l是(shi)電流方向的(de)(de)單(dan)(dan)位向量(liang)，z是(shi)垂直導(dao)(dao)軌(gui)平面往上的(de)(de)單(dan)(dan)位向量(liang)，兩者(zhe)相叉乘得到(dao)沿著導(dao)(dao)軌(gui)向前的(de)(de)力(li)(li)。可以看出力(li)(li)只與電流大小的(de)(de)平方成正比，而(er)且(qie)1000安培的(de)(de)電流只能產生0.1N的(de)(de)力(li)(li)。

如果僅僅圍繞以上設定設計電(dian)磁炮(pao)裝置，采用(yong)鋁(lv)制長(chang)方體作為(wei)彈(dan)丸，彈(dan)重(zhong)1g，如通10A電(dian)流(liu)，受(shou)力10-5N。如軌道長(chang)1m，終點(dian)(dian)動能為(wei)10-5J，終點(dian)(dian)速(su)度為(wei)0.14m/s，基(ji)本看不(bu)出彈(dan)丸在(zai)運(yun)動。

導體棒切割磁感線還(huan)會在棒上形成反電動勢(shi)E=BLV，進(jin)一(yi)步降低終點(dian)效率，彈丸速(su)度越快這一(yi)效應越明顯。

為了提高(gao)出(chu)口初速度，可以考慮(lv)以下做(zuo)法：

用電(dian)(dian)容等快(kuai)速放(fang)電(dian)(dian)裝置提供(gong)瞬時大(da)電(dian)(dian)流。更(geng)大(da)的(de)電(dian)(dian)流對供(gong)能，放(fang)電(dian)(dian)，安全等裝置都提出了更(geng)高的(de)要求，這也是現代軍用電(dian)(dian)磁炮的(de)技術瓶頸(jing)之一(yi)。

外接平行勻強磁場(chang)。通過帶鐵(tie)芯的(de)馬蹄形磁鐵(tie)等機構外加勻強磁場(chang)可以(yi)在不依賴過度地向導軌提供電(dian)流的(de)情(qing)況下獲得更(geng)大的(de)加速磁場(chang)。

增長磁軌(gui)。終點動能與磁軌(gui)長度(du)的平方根成正(zheng)比。

采用輕質(zhi)的(de)彈丸(wan)。動能相(xiang)同的(de)情(qing)況(kuang)下，終點速度(du)與彈丸(wan)質(zhi)量(liang)的(de)平方根(gen)成反比。

發展歷史

發明

電(dian)磁軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)是法國人(ren)維勒魯伯于(yu)1920年(nian)發明。二(er)戰中，德國漢(han)斯勒博士(shi)開(kai)展了對(dui)電(dian)磁軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)的(de)全面研究(jiu)。到(dao)1944年(nian)，他(ta)研制出長(chang)2米(mi)(mi)、口徑20毫(hao)米(mi)(mi)的(de)軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)，能把重(zhong)10克(ke)的(de)圓柱體(ti)鋁彈丸(wan)加(jia)速到(dao)1.08千(qian)米(mi)(mi)/秒。1945年(nian)他(ta)又將2門軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)串(chuan)聯起(qi)來(lai)，使炮(pao)彈初速度達到(dao)了1.21千(qian)米(mi)(mi)/秒。二(er)戰期間，日(ri)本研究(jiu)感應加(jia)速式電(dian)磁炮(pao)，并把2千(qian)克(ke)的(de)彈丸(wan)加(jia)速到(dao)335米(mi)(mi)/秒。二(er)戰之后(hou)相當(dang)長(chang)的(de)一段時(shi)內(nei)，因材料和電(dian)力等關鍵問題無法從根本上解決，致使電(dian)磁軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)研究(jiu)中斷了很久。

發展

從70年(nian)代起(qi)(qi)，隨(sui)著一些技術(shu)難(nan)題相繼被(bei)解(jie)決(jue)，使得(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)的(de)(de)研(yan)制得(de)以東山(shan)再起(qi)(qi)。1970年(nian)德國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)哈布(bu)和齊默(mo)爾曼用(yong)單極(ji)線圈炮(pao)(pao)(pao)把1.3克的(de)(de)金(jin)屬(shu)環加速到(dao)490米(mi)(mi)/秒。1978年(nian)，澳大(da)利(li)亞國(guo)(guo)(guo)立大(da)學物(wu)理(li)學家理(li)查(cha)德·馬歇(xie)爾和約翰巴伯等人使用(yong)5米(mi)(mi)長(chang)的(de)(de)導(dao)軌炮(pao)(pao)(pao)，以可供1.6兆(zhao)(zhao)安(an)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)550兆(zhao)(zhao)焦耳雙層單極(ji)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機為電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源，取得(de)了將質(zhi)量3.3克的(de)(de)塑料彈丸以5900米(mi)(mi)/秒的(de)(de)高速發(fa)射成(cheng)(cheng)功的(de)(de)突破性(xing)進展(zhan)。澳大(da)利(li)亞的(de)(de)成(cheng)(cheng)功進展(zhan)，給(gei)各國(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)研(yan)制者以巨大(da)的(de)(de)鼓舞。1978年(nian)，美國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)防(fang)(fang)部(bu)(bu)(bu)先后成(cheng)(cheng)立了電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)發(fa)展(zhan)研(yan)究(jiu)顧問委(wei)員會(hui)和技術(shu)工作(zuo)組(zu)，開始評(ping)估電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)技術(shu)現狀及應用(yong)潛力，并建(jian)議(yi)(yi)集中和協調國(guo)(guo)(guo)家的(de)(de)資金(jin)來(lai)發(fa)展(zhan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)。20世紀80年(nian)代美國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)防(fang)(fang)委(wei)員會(hui)得(de)出“未來(lai)高性(xing)能(neng)武器必然(ran)以電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)為基礎”的(de)(de)結論(lun)。1991年(nian)，美國(guo)(guo)(guo)防(fang)(fang)部(bu)(bu)(bu)成(cheng)(cheng)立了“電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)聯合委(wei)員會(hui)”，協調軍隊、能(neng)源部(bu)(bu)(bu)、國(guo)(guo)(guo)防(fang)(fang)原(yuan)子能(neng)局及戰略防(fang)(fang)御倡議(yi)(yi)機構分散進行(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)炮(pao)(pao)(pao)研(yan)究(jiu)工作(zuo)。1992年(nian)，美國(guo)(guo)(guo)已把一門口徑90毫米(mi)(mi)、炮(pao)(pao)(pao)口動能(neng)9兆(zhao)(zhao)焦的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)的(de)(de)樣炮(pao)(pao)(pao)推到(dao)尤馬靶場進行(xing)試(shi)驗。

突出優點

電(dian)磁軌道炮(pao)(pao)(pao)有一(yi)些突出優點：一(yi)是彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)丸速度(du)(du)快，精(jing)度(du)(du)高，射程遠(yuan)，威力大(da)。彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)丸約(yue)能在6分(fen)鐘(zhong)內飛行200海里，初始速度(du)(du)達到2500米/秒(miao)，比普通槍彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)速度(du)(du)快2至3倍。帶有巨大(da)動能的(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)丸通過直接撞擊目標將(jiang)其摧(cui)毀，威力極大(da)。同時極高的(de)(de)飛行速度(du)(du)可(ke)以減少(shao)炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)飛行時間，使炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)不(bu)易受到干擾，保證了(le)炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)精(jing)度(du)(du)。二是炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)體(ti)積小，重(zhong)量輕。電(dian)磁炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)幾(ji)乎不(bu)使用推進劑(ji)，減少(shao)了(le)裝藥量，所以炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)體(ti)積只是傳統120毫米火炮(pao)(pao)(pao)炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)八分(fen)之(zhi)一(yi)，重(zhong)量是其十分(fen)之(zhi)一(yi)，這(zhe)樣可(ke)顯著提高武器系統的(de)(de)攜(xie)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)量，減少(shao)后勤負擔。艦船一(yi)次一(yi)般只能攜(xie)帶70枚制導導彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)，而電(dian)磁軌道炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)則能輕易地一(yi)次裝載幾(ji)百枚。三是生存能力強(qiang)。炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)幾(ji)乎不(bu)裝填炸藥，又可(ke)減少(shao)炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)在制造、運輸、儲存方面(mian)的(de)(de)安全隱患(huan)。

結構原理

電(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮聽起來很神秘，其實它的(de)(de)結構(gou)和原理很簡單．電(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮是利用電(dian)(dian)磁(ci)(ci)力(li)代替火藥爆炸力(li)來加速(su)(su)彈丸的(de)(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)發射系(xi)統，它主要由電(dian)(dian)源、高(gao)速(su)(su)開(kai)關、加速(su)(su)裝(zhuang)置和炮彈四部分組成．世(shi)界上所研(yan)制的(de)(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮，根(gen)據結構(gou)和原理的(de)(de)不同，可(ke)分為以下幾種類(lei)型(xing)：

線圈炮型

線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)又稱(cheng)交流(liu)同軸線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)．它(ta)是電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)的(de)(de)(de)最早形式，由加(jia)速線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)和彈(dan)丸(wan)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)構成．根據通電(dian)(dian)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)之(zhi)間(jian)磁(ci)場的(de)(de)(de)相互(hu)作用(yong)原理(li)而(er)工作的(de)(de)(de)．加(jia)速線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)固(gu)定在(zai)炮(pao)(pao)管中，當它(ta)通入(ru)交變(bian)電(dian)(dian)流(liu)時，產生(sheng)的(de)(de)(de)交變(bian)磁(ci)場就(jiu)會在(zai)彈(dan)丸(wan)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中產生(sheng)感應電(dian)(dian)流(liu)．感應電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)磁(ci)場與加(jia)速線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)磁(ci)場互(hu)相作用(yong)，產生(sheng)安(an)培力，使彈(dan)丸(wan)加(jia)速運動(dong)并(bing)發射(she)出(chu)去．一般(ban)普通實(shi)驗室做(zuo)出(chu)的(de)(de)(de)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)不產生(sheng)洛(luo)(luo)倫茲力,產生(sheng)洛(luo)(luo)倫茲力的(de)(de)(de)是單(dan)級(ji)同軸線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao),一般(ban)的(de)(de)(de)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)是給線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)通電(dian)(dian)使之(zhi)中心(xin)(xin)有(you)磁(ci),將(jiang)(jiang)目(mu)標導體(ti)吸(xi)引至(zhi)中心(xin)(xin)再由慣性所(suo)致(zhi)而(er)拋射(she)出(chu)彈(dan)體(ti),由于電(dian)(dian)容瞬間(jian)斷電(dian)(dian),因而(er)不會產生(sheng)磁(ci)力將(jiang)(jiang)炮(pao)(pao)彈(dan)吸(xi)引回去,一般(ban)的(de)(de)(de)小(xiao)型(xing)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)模型(xing)都是這樣的(de)(de)(de).

軌道炮型

軌道(dao)炮是利用軌道(dao)電(dian)(dian)流間(jian)相互作用的(de)安培(pei)力把彈丸發射(she)(she)出去．它由(you)兩條平行的(de)長直導(dao)(dao)軌組成，導(dao)(dao)軌間(jian)放置一(yi)質量(liang)較小的(de)滑(hua)塊(kuai)作為(wei)彈丸．當兩軌接入(ru)電(dian)(dian)源時，強(qiang)大的(de)電(dian)(dian)流從(cong)一(yi)導(dao)(dao)軌流入(ru)，經滑(hua)塊(kuai)從(cong)另(ling)一(yi)導(dao)(dao)軌流回時，在(zai)兩導(dao)(dao)軌平面間(jian)產生強(qiang)磁(ci)場(chang)，通電(dian)(dian)流的(de)滑(hua)塊(kuai)在(zai)安培(pei)力的(de)作用下，彈丸會以(yi)很大的(de)速度射(she)(she)出，這就是軌道(dao)炮的(de)發射(she)(she)原理．質量(liang)越(yue)大動能(neng)(neng)越(yue)大,威力越(yue)大,耗(hao)能(neng)(neng)量(liang)越(yue)大.

重接炮型

重接(jie)(jie)炮(pao)是(shi)一(yi)種多級加(jia)速(su)(su)的(de)(de)(de)無接(jie)(jie)觸電磁(ci)發射裝(zhuang)置，沒有炮(pao)管，但(dan)要求彈(dan)丸在(zai)進(jin)入(ru)重接(jie)(jie)炮(pao)之(zhi)前應有一(yi)定的(de)(de)(de)初速(su)(su)度．其(qi)結(jie)構和工作原理是(shi)利(li)用(yong)兩(liang)(liang)個矩形(xing)線(xian)圈上(shang)下分置，之(zhi)間(jian)有間(jian)隙．長方形(xing)的(de)(de)(de)“炮(pao)彈(dan)”在(zai)兩(liang)(liang)個矩形(xing)線(xian)圈產(chan)生的(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)中受(shou)到(dao)強磁(ci)場(chang)力的(de)(de)(de)作用(yong)，穿過間(jian)隙在(zai)其(qi)中加(jia)速(su)(su)前進(jin)．重接(jie)(jie)炮(pao)是(shi)電磁(ci)炮(pao)的(de)(de)(de)最新發展形(xing)式(shi)．

特點用途

特點

電(dian)磁炮與常規火炮相(xiang)比(bi)，有以下特點：

電磁(ci)(ci)炮(pao)利(li)用(yong)電磁(ci)(ci)力(li)所作(zuo)的(de)(de)功(gong)作(zuo)為(wei)發射(she)能量，不會產(chan)生強(qiang)大的(de)(de)沖擊(ji)波和彌漫的(de)(de)煙(yan)霧(wu)，因而具有良好的(de)(de)隱蔽性．電磁(ci)(ci)炮(pao)可根據目標的(de)(de)性質和距離，調節、選擇適當的(de)(de)能量來調整彈丸的(de)(de)射(she)程．

電(dian)磁(ci)炮沒有圓形炮管，彈丸體積小，重量輕(qing)，使其(qi)在(zai)飛行時的空氣阻力很(hen)小，因而(er)電(dian)磁(ci)炮的發(fa)射穩(wen)定性(xing)好，初速(su)度高，射程遠．由(you)于電(dian)磁(ci)炮的發(fa)射過程全部(bu)由(you)計算機控制，彈頭又裝有激光制導或其(qi)他制導裝置，所以(yi)具有很(hen)高的射擊精度．

從(cong)發(fa)射能(neng)量(liang)的成(cheng)本來看(kan)，常規火炮(pao)(pao)的發(fa)射藥(yao)產(chan)生每兆焦耳能(neng)量(liang)需10美元(yuan)(yuan)，而(er)電磁炮(pao)(pao)只需0.1美元(yuan)(yuan)．而(er)且電磁炮(pao)(pao)還可(ke)(ke)以(yi)省(sheng)去火炮(pao)(pao)的藥(yao)筒(tong)和發(fa)射裝置，故(gu)而(er)重量(liang)輕、體積小(xiao)、結構簡單(dan)、運(yun)輸(shu)以(yi)及后勤保(bao)障(zhang)等方(fang)面(mian)更為安全可(ke)(ke)靠和方(fang)便(bian)．

用途

電磁炮作為發展(zhan)中的高(gao)技術兵(bing)器，其軍事用(yong)途十分廣泛．

（一）用于(yu)天基反導(dao)系統：電磁炮(pao)由于(yu)初速度極高，可用于(yu)摧毀(hui)空間的(de)(de)低軌道(dao)衛星和導(dao)彈(dan)，還(huan)可以攔截由艦只和裝甲車發(fa)射(she)的(de)(de)導(dao)彈(dan)．因此，在美國的(de)(de)“星球大(da)戰”計劃中，電磁軌道(dao)炮(pao)成為一項主要研究的(de)(de)任(ren)務．

（二(er)）用(yong)于(yu)防(fang)(fang)空(kong)系(xi)統：美軍認為可(ke)用(yong)電磁(ci)炮(pao)(pao)代替高射(she)武器和防(fang)(fang)空(kong)導彈遂行防(fang)(fang)空(kong)任務．美國(guo)正在研(yan)制長7.5米(mi)、發射(she)速度(du)為500發/分、射(she)程達幾十千(qian)米(mi)的(de)電磁(ci)炮(pao)(pao)，準備替代艦(jian)(jian)上的(de)“火神——方陣(zhen)防(fang)(fang)空(kong)系(xi)統”．用(yong)它不僅能打擊(ji)臨空(kong)的(de)各種飛機，還能在遠距(ju)離攔截空(kong)對艦(jian)(jian)導彈．英國(guo)也正在積極研(yan)制用(yong)于(yu)裝甲車的(de)防(fang)(fang)空(kong)電磁(ci)炮(pao)(pao)．

（三）用(yong)于反裝(zhuang)甲(jia)(jia)武器(qi)：美(mei)國的(de)(de)(de)打(da)靶(ba)試驗證明，電(dian)(dian)磁炮(pao)是對(dui)付坦克裝(zhuang)甲(jia)(jia)的(de)(de)(de)有效手段．發射質量為50克、速度為3km/s的(de)(de)(de)炮(pao)彈，可(ke)穿(chuan)透(tou)25.4mm厚(hou)的(de)(de)(de)裝(zhuang)甲(jia)(jia)．有關資(zi)料還報(bao)道(dao)，用(yong)一種(zhong)電(dian)(dian)磁炮(pao)做(zuo)試驗，完全可(ke)以穿(chuan)透(tou)模擬的(de)(de)(de)T－72、T－80坦克的(de)(de)(de)裝(zhuang)甲(jia)(jia)厚(hou)度．由(you)此可(ke)見，電(dian)(dian)磁炮(pao)具有很強的(de)(de)(de)穿(chuan)透(tou)能力，是非常優良的(de)(de)(de)反裝(zhuang)甲(jia)(jia)武器(qi)．

（四）用于改裝常(chang)規火(huo)炮(pao)(pao)(pao)：隨著電磁(ci)發(fa)射(she)技(ji)術的(de)發(fa)展，在普通(tong)火(huo)炮(pao)(pao)(pao)的(de)炮(pao)(pao)(pao)口(kou)加裝電磁(ci)加速系統，可大(da)大(da)提高火(huo)炮(pao)(pao)(pao)的(de)射(she)程．美國(guo)利用這一(yi)技(ji)術，已將(jiang)火(huo)炮(pao)(pao)(pao)射(she)程加大(da)到150km．

(五) 變(bian)殺人(ren)工(gong)具為交通工(gong)具，對(dui)于月(yue)球(qiu)開發，采用軌(gui)道炮技術發射月(yue)基貨(huo)運(yun)飛(fei)船(chuan)返回地球(qiu)，將(jiang)大大減少燃料消耗，飛(fei)船(chuan)僅(jin)攜(xie)帶少量的(de)調姿和(he)變(bian)軌(gui)用的(de)燃料。從而為月(yue)地貨(huo)運(yun)運(yun)輸提(ti)供(gong)一個(ge)廉價、可重復利用的(de)發射平臺。

研發進展

一(yi)艘大(da)(da)型(xing)驅(qu)逐艦獲(huo)得了300公里外敵軍(jun)(jun)指揮(hui)部的(de)位置坐標，不過它(ta)并(bing)沒有發射價(jia)值(zhi)一(yi)百萬美元的(de)戰斧巡航導(dao)彈(dan)來摧毀目標，而是從(cong)炮管的(de)超導(dao)電磁軌道(dao)中發射出(chu)一(yi)枚(mei)長約1米，重(zhong)約20千克的(de)炮彈(dan)，這(zhe)種炮彈(dan)的(de)動(dong)(dong)力來源既非火藥(yao)，也不是燃料，而是來自軍(jun)(jun)艦發動(dong)(dong)機為大(da)(da)炮注入的(de)電能，炮彈(dan)以超過7倍音速(su)(su)的(de)速(su)(su)度脫膛(tang)而出(chu)，它(ta)那令人(ren)難(nan)以置信(xin)的(de)速(su)(su)度使它(ta)擁有足夠的(de)動(dong)(dong)能讓目標在(zai)瞬間(jian)灰飛煙滅。

電磁軌道炮(pao)(pao)的(de)(de)炮(pao)(pao)管(guan)由兩條(tiao)長(chang)約6米的(de)(de)平行導軌組成(cheng)，之間通過一個(ge)光滑的(de)(de)轉(zhuan)子(zi)相(xiang)連，電流(liu)從一條(tiao)軌道流(liu)出(chu)，經過轉(zhuan)子(zi)后再由另一條(tiao)軌道流(liu)回(hui)，這條(tiao)回(hui)路產生磁場(chang)推動(dong)轉(zhuan)子(zi)，進(jin)而再推動(dong)位于轉(zhuan)子(zi)前方的(de)(de)炮(pao)(pao)彈飛出(chu)軌道。

普通艦炮(pao)的射程只(zhi)有20千(qian)米，而(er)且(qie)(qie)準確(que)度很差，巡(xun)航導彈的有效射程雖(sui)然超過了300千(qian)米，但它們造價昂貴，而(er)且(qie)(qie)一艘艦艇最(zui)多只(zhi)能攜帶(dai)70枚(mei)，由于無法在海上裝卸，補充時還必須(xu)返回(hui)港(gang)口。電磁軌道炮(pao)則以射程遠(yuan)、成本低、運輸以及補充便(bian)利等多項優勢而(er)被(bei)美國(guo)國(guo)防部寄予(yu)厚望。電磁軌道炮(pao)甚至還被(bei)美國(guo)陸軍看(kan)成是2020年(nian)后陸軍戰車主要武器(qi)的候選技術方案。

不過電磁發射在(zai)(zai)技術上的(de)(de)(de)(de)研究工作可能(neng)(neng)還要(yao)持續20多年，因為還沒有哪艘軍艦能(neng)(neng)產生(sheng)并且儲存開炮(pao)(pao)(pao)所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)電能(neng)(neng)。在(zai)(zai)過去，驅(qu)逐艦上90%的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量都(dou)用于(yu)供給推進系統(tong)。除此之外(wai)，面臨的(de)(de)(de)(de)挑戰還包括：確保準確命中(zhong)目標(biao)的(de)(de)(de)(de)高精度控制技術，炮(pao)(pao)(pao)彈對巨大加(jia)(jia)速(su)度的(de)(de)(de)(de)承受能(neng)(neng)力等。由于(yu)距離目標(biao)超過了(le)300千(qian)米，所(suo)(suo)以這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)炮(pao)(pao)(pao)不能(neng)(neng)像普通槍(qiang)管一(yi)樣去瞄準，而(er)需(xu)要(yao)空氣動力學的(de)(de)(de)(de)校(xiao)正(zheng)，炮(pao)(pao)(pao)彈到(dao)了(le)空中(zhong)也必(bi)須(xu)由來自衛(wei)星的(de)(de)(de)(de)指(zhi)令對其運行(xing)方向進行(xing)修(xiu)正(zheng)。同(tong)時(shi)，炮(pao)(pao)(pao)彈在(zai)(zai)出膛時(shi)的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)速(su)度會達(da)到(dao)地球重力加(jia)(jia)速(su)度的(de)(de)(de)(de)45000倍(bei)，炮(pao)(pao)(pao)彈上攜帶的(de)(de)(de)(de)電子器件必(bi)須(xu)經(jing)受得住(zhu)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)加(jia)(jia)速(su)度。此外(wai)，要(yao)使(shi)轉子在(zai)(zai)炮(pao)(pao)(pao)管中(zhong)高速(su)運動也很困難。

美(mei)國(guo)(guo)海軍正(zheng)與英(ying)國(guo)(guo)國(guo)(guo)防部一(yi)道(dao)研制這(zhe)種電磁軌道(dao)炮(pao)(pao)，他(ta)們準備把(ba)驅逐艦變成一(yi)個超長的(de)(de)機關槍，在(zai)一(yi)分鐘(zhong)內就(jiu)可以發(fa)射(she)12發(fa)這(zhe)種廉(lian)價的(de)(de)炮(pao)(pao)彈。位于英(ying)國(guo)(guo)柯爾(er)庫布里(li)的(de)(de)一(yi)家(jia)工廠已經在(zai)2003年(nian)按1∶8的(de)(de)比例生產出了(le)這(zhe)種電磁軌道(dao)炮(pao)(pao)的(de)(de)樣品，并在(zai)試驗中射(she)出了(le)以6倍音速穩定(ding)飛行(xing)的(de)(de)炮(pao)(pao)彈。不過據美(mei)國(guo)(guo)海軍海洋系統司令部的(de)(de)羅杰·麥金(jin)尼斯上校估計，美(mei)國(guo)(guo)的(de)(de)電磁軌道(dao)炮(pao)(pao)最早也要到2015年(nian)才能交付使用(yong)。

經(jing)過多年的(de)努(nu)力，用于電(dian)磁(ci)(ci)軌道炮的(de)科學技術取(qu)得了相當大的(de)進展，已經(jing)可以在軍事應用中進行實(shi)踐探索，并為(wei)研(yan)究電(dian)磁(ci)(ci)軌道炮作戰系統奠定了堅實(shi)的(de)基(ji)礎。

一是(shi)美(mei)國(guo)防(fang)部(bu)決(jue)定研(yan)究DDG-1000綜合(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)艦，為新一代電(dian)(dian)(dian)(dian)能武(wu)器(qi)系(xi)統(tong)包括軌(gui)道(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究打開方便之(zhi)門(men)。因為軌(gui)道(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)所需要的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)取決(jue)于發(fa)(fa)射彈(dan)丸的(de)(de)(de)(de)速(su)率。綜合(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)艦的(de)(de)(de)(de)額定電(dian)(dian)(dian)(dian)功率為80兆(zhao)瓦(wa)，具有足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)維(wei)持15-30兆(zhao)瓦(wa)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)6-12發(fa)(fa)/分鐘的(de)(de)(de)(de)速(su)度發(fa)(fa)射彈(dan)丸。同(tong)時軌(gui)道(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)不需要火藥和(he)其它(ta)含(han)能爆炸物，從(cong)而(er)提高(gao)了(le)(le)(le)艦只的(de)(de)(de)(de)安全，并減少后勤保障的(de)(de)(de)(de)費用。二是(shi)精確(que)制(zhi)導(dao)(dao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)推動電(dian)(dian)(dian)(dian)磁軌(gui)道(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)，美(mei)軍(jun)在制(zhi)導(dao)(dao)、導(dao)(dao)航和(he)控制(zhi)系(xi)統(tong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)應(ying)用的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加為發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)體積更(geng)小、殺傷力(li)更(geng)高(gao)且費用更(geng)小的(de)(de)(de)(de)彈(dan)丸提供了(le)(le)(le)機(ji)會。這(zhe)種趨勢僅從(cong)費用少、速(su)度高(gao)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)彈(dan)丸的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)中受益(yi)。三是(shi)炮(pao)(pao)(pao)(pao)管壽(shou)命的(de)(de)(de)(de)延長。德克薩斯大學先進技(ji)(ji)(ji)術(shu)學院為美(mei)陸軍(jun)研(yan)究的(de)(de)(de)(de)炮(pao)(pao)(pao)(pao)管壽(shou)命技(ji)(ji)(ji)術(shu)取得(de)重(zhong)大進展(zhan)(zhan)。電(dian)(dian)(dian)(dian)樞與導(dao)(dao)軌(gui)接觸(chu)面受兩種磨損(sun)現象的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，限制(zhi)了(le)(le)(le)炮(pao)(pao)(pao)(pao)管的(de)(de)(de)(de)壽(shou)命：一種是(shi)刨削現象，另一種是(shi)平移現象。美(mei)國(guo)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)人員完全了(le)(le)(le)解(jie)了(le)(le)(le)導(dao)(dao)致高(gao)速(su)刨削的(de)(de)(de)(de)物理原因，找到解(jie)決(jue)該問題的(de)(de)(de)(de)材料。在炮(pao)(pao)(pao)(pao)口，當電(dian)(dian)(dian)(dian)樞從(cong)金屬與金屬的(de)(de)(de)(de)接觸(chu)轉變(bian)到電(dian)(dian)(dian)(dian)弧接觸(chu)時，相應(ying)的(de)(de)(de)(de)等離子會損(sun)壞軌(gui)道(dao)。德克薩斯大學高(gao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)學院已經展(zhan)(zhan)示了(le)(le)(le)成功處理平移問題的(de)(de)(de)(de)方法(fa)。

2001年11月，美海軍(jun)高(gao)技術研究所通過(guo)參數研究和建模活動取得了(le)新型電磁軌(gui)道(dao)炮系統(tong)的(de)(de)(de)主(zhu)要性能(neng)(neng)參數：軌(gui)道(dao)炮是可以(yi)安裝在水面艦只(zhi)(zhi)上，其重(zhong)量(liang)相當于為155毫米高(gao)級火炮系統(tong)，能(neng)(neng)夠(gou)(gou)以(yi)63兆焦耳初(chu)始(shi)動能(neng)(neng)和2500米/秒(miao)（7.5馬赫(he)）的(de)(de)(de)初(chu)速(su)度(du)發射(she)20公斤的(de)(de)(de)彈(dan)丸。高(gao)速(su)彈(dan)丸只(zhi)(zhi)需要6分(fen)鐘就達到200海里以(yi)外(wai)的(de)(de)(de)目標，并能(neng)(neng)以(yi)5馬赫(he)的(de)(de)(de)速(su)度(du)對(dui)目標實行動能(neng)(neng)碰撞。研究還(huan)估計了(le)脈沖形成網絡（PFN）能(neng)(neng)夠(gou)(gou)產生彈(dan)丸所需要的(de)(de)(de)初(chu)始(shi)動能(neng)(neng)和速(su)度(du)。

隨著美海(hai)軍(jun)啟動DDG-1000的(de)(de)(de)研究(jiu)的(de)(de)(de)深入，美海(hai)軍(jun)計劃把電(dian)磁炮(pao)(pao)安(an)裝(zhuang)到(dao)該平臺上去，并于2003年授予(yu)BAE系(xi)統公司武(wu)器系(xi)統分(fen)部一(yi)份合(he)同，進行為(wei)期6個(ge)月(yue)的(de)(de)(de)將軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)合(he)成到(dao)新型驅逐(zhu)艦上的(de)(de)(de)研究(jiu)。經過研究(jiu)，BAE系(xi)統公司認為(wei)，擁有81兆瓦電(dian)能(neng)的(de)(de)(de)DDG-1000綜合(he)電(dian)力系(xi)統艦可(ke)以(yi)為(wei)兩門軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)提供足(zu)夠的(de)(de)(de)電(dian)力。在艦只以(yi)10-18節的(de)(de)(de)速度航行時，軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)可(ke)以(yi)每分(fen)鐘發射10-12發炮(pao)(pao)彈。軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)的(de)(de)(de)重量和體積都適合(he)于安(an)裝(zhuang)在水面(mian)艦只上，合(he)成工(gong)作面(mian)臨的(de)(de)(de)主要工(gong)程問題只是軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)產生的(de)(de)(de)熱能(neng)管理。

軌道炮研究史上(shang)一(yi)個重大(da)(da)里(li)程碑是(shi)(shi)(shi)(shi)美海軍2003年4月在(zai)蘇(su)格蘭柯爾庫布里(li)郡成功完成90毫米(mi)口徑電(dian)磁炮如(ru)何發射高(gao)超音速彈(dan)藥(yao)的(de)(de)海上(shang)演示驗(yan)(yan)證試驗(yan)(yan)。此次試驗(yan)(yan)是(shi)(shi)(shi)(shi)美海軍海上(shang)系(xi)統司(si)令部與英國奎(kui)奈蒂克公司(si)電(dian)磁炮工(gong)廠共同完成，試驗(yan)(yan)使用的(de)(de)系(xi)統是(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)臺只(zhi)有(you)未來(lai)原型機1/8大(da)(da)小(xiao)的(de)(de)樣機，但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)以(yi)(yi)2500米(mi)/秒以(yi)(yi)上(shang)初速度（確切的(de)(de)速度仍是(shi)(shi)(shi)(shi)機密(mi)的(de)(de)）發射了(le)彈(dan)丸。包括美海軍艦隊司(si)令羅伯特(te)·耐特(te)上(shang)將及海軍研究局局長杰(jie)伊(yi)·科恩(en)少(shao)將在(zai)內(nei)的(de)(de)諸多美國海軍高(gao)級官員到(dao)場觀看(kan)了(le)此項擁有(you)廣闊前景的(de)(de)技(ji)術驗(yan)(yan)證試驗(yan)(yan)。此次試驗(yan)(yan)是(shi)(shi)(shi)(shi)為(wei)海軍火力改革(ge)和(he)轉(zhuan)變新一(yi)代(dai)艦炮海軍水(shui)面作戰(zhan)艦艇的(de)(de)角色而發展的(de)(de)電(dian)能(neng)武器所邁出的(de)(de)關鍵一(yi)步。

美(mei)(mei)海(hai)(hai)(hai)軍(jun)海(hai)(hai)(hai)上系統司令(ling)部將在(zai)庫(ku)爾克布里的試驗結果(guo)提交到美(mei)(mei)海(hai)(hai)(hai)軍(jun)海(hai)(hai)(hai)上研究顧問委員會電(dian)(dian)磁炮(pao)(pao)技術研究小(xiao)組。該(gai)小(xiao)組在(zai)2004年(nian)2月公(gong)布了一份評估報告。該(gai)報告認為電(dian)(dian)磁炮(pao)(pao)是一種(zhong)具有潛力的轉(zhuan)型武(wu)器，并建議海(hai)(hai)(hai)軍(jun)啟動(dong)一項風險(xian)減少(shao)研究計(ji)劃(hua)確保(bao)該(gai)種(zhong)武(wu)器適用(yong)于未來驅逐艦計(ji)劃(hua)。該(gai)小(xiao)組還認為電(dian)(dian)磁炮(pao)(pao)是一種(zhong)對200海(hai)(hai)(hai)里以(yi)外目(mu)標(biao)實施致命(ming)打擊的革(ge)命(ming)性電(dian)(dian)磁炮(pao)(pao)作戰系統，并且同時具有增大彈藥(yao)儲(chu)量、提高發(fa)全、減少(shao)費用(yong)和后勤保(bao)障需(xu)求等優勢。放棄這項研究是一大錯(cuo)誤。

2007年1月16日，美國海(hai)(hai)軍研究辦(ban)公(gong)室(shi)（ONR）在(zai)弗吉尼亞州海(hai)(hai)軍水面作戰中(zhong)心達(da)爾(er)格倫(lun)分部舉行新型電(dian)(dian)磁(ci)裝置(zhi)交付儀式。美海(hai)(hai)軍沒有采用(yong)剪(jian)刀剪(jian)彩這(zhe)一傳統(tong)的(de)(de)(de)做法，而是(shi)打(da)破慣例(li)，用(yong)一門90毫米(mi)口徑(jing)的(de)(de)(de)試驗(yan)型電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)發(fa)(fa)射1發(fa)(fa)高(gao)速炮(pao)彈穿透(tou)了(le)儀式彩帶。這(zhe)發(fa)(fa)炮(pao)彈在(zai)炮(pao)口的(de)(de)(de)初始動(dong)能達(da)到(dao)7.4兆焦耳，初速度(du)達(da)2146米(mi)/秒(miao)。但意(yi)義(yi)更(geng)為重大的(de)(de)(de)是(shi)，這(zhe)部新型電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)的(de)(de)(de)交付再一次證實美海(hai)(hai)軍對高(gao)能電(dian)(dian)磁(ci)軌道(dao)炮(pao)充滿信心。美海(hai)(hai)軍將把這(zhe)種電(dian)(dian)磁(ci)軌道(dao)炮(pao)作為轉(zhuan)型武器方案(an)，通過發(fa)(fa)射投放高(gao)速彈丸(wan)對遠距離目標(biao)實施精(jing)確打(da)擊(ji)來變革美海(hai)(hai)軍的(de)(de)(de)海(hai)(hai)上(shang)攻擊(ji)行動(dong)。

達爾(er)格(ge)倫分部的(de)(de)(de)(de)(de)發射(she)試驗(yan)裝置的(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)付僅(jin)是(shi)一個開端，美(mei)(mei)海(hai)軍的(de)(de)(de)(de)(de)目標(biao)(biao)(biao)是(shi)研(yan)制能(neng)夠(gou)從(cong)(cong)離海(hai)岸300多海(hai)里的(de)(de)(de)(de)(de)戰艦上(shang)持續發射(she)精確(que)彈(dan)(dan)藥(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)戰術(shu)系統。盡管這種彈(dan)(dan)藥(yao)只(zhi)含有少量或是(shi)幾乎不(bu)含有高爆材(cai)(cai)料(liao)，但通過(guo)(guo)彈(dan)(dan)丸的(de)(de)(de)(de)(de)高速(su)度(du)(du)碰撞能(neng)夠(gou)對目標(biao)(biao)(biao)造成毀壞。電磁(ci)軌(gui)(gui)道炮克服了(le)常(chang)規大(da)(da)炮在射(she)程(cheng)短(duan)(duan)、飛行(xing)(xing)時間短(duan)(duan)和對殺傷(shang)力(li)有限等方面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)局限性(xing)。由于電磁(ci)炮彈(dan)(dan)沒有爆炸材(cai)(cai)料(liao)，從(cong)(cong)而消(xiao)除了(le)生(sheng)產、運輸(shu)、處理和存儲炸藥(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu)。此外(wai)，超遠(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)射(she)程(cheng)、極(ji)短(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)飛行(xing)(xing)時間和高殺傷(shang)性(xing)都極(ji)大(da)(da)地提升美(mei)(mei)海(hai)軍未來遠(yuan)程(cheng)作戰的(de)(de)(de)(de)(de)攻擊力(li)。通過(guo)(guo)使用(yong)極(ji)高電流產生(sheng)強大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)電磁(ci)力(li)，美(mei)(mei)海(hai)軍未來的(de)(de)(de)(de)(de)電磁(ci)軌(gui)(gui)道炮能(neng)以超過(guo)(guo)7馬赫(he)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)(du)發射(she)彈(dan)(dan)丸，彈(dan)(dan)丸首先迅速(su)進入(ru)外(wai)大(da)(da)氣(qi)層空間，進行(xing)(xing)無阻力(li)飛行(xing)(xing)，隨后(hou)再次進入(ru)大(da)(da)氣(qi)層以5馬赫(he)以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)(du)打(da)擊目標(biao)(biao)(biao)。

美海軍研究辦公室努力推動電磁(ci)軌道炮的研究達到軍事使用階(jie)段(duan)，并計劃在2020-25年(nian)間(jian)裝備部隊。

2005年(nian)8月，美海軍(jun)啟動一(yi)個名(ming)為“創(chuang)新(xin)海軍(jun)樣機”的項目，并希望通過(guo)對這個過(guo)渡項目的投資，獲得相對成熟的技(ji)術(shu)，以便在(zai)(zai)(zai)未來4至8年(nian)里轉入(ru)軌道炮的全面(mian)研究和(he)發展(zhan)。“創(chuang)新(xin)海軍(jun)樣機”項目比傳統武器裝(zhuang)備要“奇異”得多，并存在(zai)(zai)(zai)高度的風險，它還(huan)在(zai)(zai)(zai)根本上偏離了既定需求和(he)作(zuo)戰概念。因(yin)此，這項研究沒(mei)有(you)美海軍(jun)的高級領導人的批準是不可能發展(zhan)的。

美海軍(jun)計劃對“創新海軍(jun)樣機”項(xiang)目(mu)(mu)投(tou)入2.7億(yi)美元的(de)(de)資金，主(zhu)要(yao)(yao)解決(jue)在(zai)(zai)四個方面(mian)的(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術難題：發(fa)射(she)裝(zhuang)置(zhi)、彈(dan)丸(wan)(wan)(wan)(wan)、脈沖形(xing)成(cheng)網絡和艦只(zhi)合(he)成(cheng)。美海軍(jun)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)辦公室在(zai)(zai)項(xiang)目(mu)(mu)第一階(jie)段(duan)的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作集中在(zai)(zai)發(fa)射(she)裝(zhuang)置(zhi)和彈(dan)丸(wan)(wan)(wan)(wan)。研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)重(zhong)點是(shi)先進(jin)密(mi)封發(fa)射(she)裝(zhuang)置(zhi)技(ji)(ji)(ji)術，以及電(dian)磁軌道炮系統的(de)(de)適合(he)體積、重(zhong)量，以便合(he)成(cheng)到(dao)艦只(zhi)，同時經(jing)受(shou)發(fa)射(she)時產生的(de)(de)巨大電(dian)磁沖力(li)(li)。第二(er)階(jie)段(duan)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作是(shi)將(jiang)(jiang)發(fa)射(she)裝(zhuang)置(zhi)和彈(dan)丸(wan)(wan)(wan)(wan)合(he)成(cheng)，形(xing)成(cheng)一整套(tao)的(de)(de)系統。在(zai)(zai)第一階(jie)段(duan)，美海軍(jun)將(jiang)(jiang)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)一種(zhong)能(neng)夠進(jin)行多次發(fa)射(she)的(de)(de)炮管(guan)。這(zhe)種(zhong)炮管(guan)能(neng)夠保持軌道的(de)(de)斥力(li)(li)。美海軍(jun)還(huan)將(jiang)(jiang)解決(jue)熱(re)能(neng)管(guan)理問題，將(jiang)(jiang)炮口初始動能(neng)從8兆(zhao)焦(jiao)耳(er)提(ti)升到(dao)32兆(zhao)焦(jiao)耳(er)，最后達到(dao)64兆(zhao)焦(jiao)耳(er)。在(zai)(zai)彈(dan)丸(wan)(wan)(wan)(wan)方面(mian)，美海軍(jun)需(xu)要(yao)(yao)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)提(ti)高(gao)(gao)軌道炮發(fa)射(she)生存力(li)(li)（因為彈(dan)丸(wan)(wan)(wan)(wan)可能(neng)經(jing)受(shou)45000g的(de)(de)重(zhong)力(li)(li)加速度，并且遇(yu)到(dao)潛在(zai)(zai)的(de)(de)電(dian)磁干涉效應），解決(jue)高(gao)(gao)速制(zhi)導飛行和殺傷力(li)(li)機制(zhi)等問題。其它的(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)項(xiang)目(mu)(mu)還(huan)包(bao)括(kuo)炮管(guan)幾何學、先進(jin)材料（包(bao)括(kuo)合(he)成(cheng)材料）、密(mi)封技(ji)(ji)(ji)術和制(zhi)造技(ji)(ji)(ji)術。

美海(hai)軍水面(mian)作戰(zhan)中心達爾格倫分部的(de)(de)電(dian)磁(ci)發(fa)射(she)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)是支持“創新海(hai)軍樣機(ji)”項(xiang)目的(de)(de)關鍵技術裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)安裝(zhuang)了100兆焦耳的(de)(de)電(dian)容器（由(you)通用原(yuan)子(zi)公(gong)司研究）和經過整修的(de)(de)、由(you)麥克(ke)斯威爾技術公(gong)司根據(ju)國防(fang)威脅(xie)減少局的(de)(de)指(zhi)令(ling)從(cong)1986至1999年(nian)間研制(zhi)的(de)(de)“綠色(se)農場電(dian)子(zi)炮研究和發(fa)展裝(zhuang)置(zhi)(zhi)”上(shang)的(de)(de)90毫米發(fa)射(she)炮管。電(dian)磁(ci)發(fa)射(she)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)在(zai)2006年(nian)10月開始試驗并試運行，并在(zai)2007年(nian)1月正式啟用。

為(wei)了(le)支持“創新海(hai)(hai)軍樣機”項目(mu)，美(mei)海(hai)(hai)軍水(shui)(shui)面作(zuo)戰中(zhong)心達(da)爾(er)(er)格倫分部在(zai)(zai)2008財年底前將加大存儲的電能、改(gai)良發射(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)和(he)終端區以(yi)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)一(yi)門32兆焦耳(er)的初始(shi)動能的軌(gui)道(dao)炮(pao)。BAE系(xi)統公司(si)武器系(xi)統分部已經根據一(yi)份(fen)540萬美(mei)元(yuan)的合同設(she)計和(he)整修32兆焦耳(er)的實(shi)(shi)驗發射(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。該發射(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)預計在(zai)(zai)2007年6月(yue)底在(zai)(zai)美(mei)海(hai)(hai)軍水(shui)(shui)面作(zuo)戰中(zhong)心達(da)爾(er)(er)格倫分部安裝(zhuang)(zhuang)完畢并進行試運行。據BAE系(xi)統公司(si)稱，這個固定的實(shi)(shi)驗發射(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的炮(pao)管采用層壓鋼板(ban)密封，用于(yu)炮(pao)管壽命的研究的。來自美(mei)國(guo)政府實(shi)(shi)驗室、工業部門和(he)學術(shu)界的代表組(zu)成(cheng)的一(yi)個委(wei)員(yuan)會(hui)為(wei)研究活(huo)動提(ti)供支持。

美(mei)海(hai)軍研(yan)究(jiu)辦(ban)公室計劃到(dao)2008財年(nian)第三季(ji)度末對32兆焦(jiao)耳的(de)軌道炮(pao)(pao)進行試(shi)驗。如果研(yan)究(jiu)成果通(tong)過鑒定(ding)，研(yan)究(jiu)將于2009年(nian)8月轉入第二階段，并計劃在2010財年(nian)底進行32兆焦(jiao)耳發射裝(zhuang)置(zhi)炮(pao)(pao)管的(de)100發射擊展示和32兆焦(jiao)耳先進炮(pao)(pao)管密封狀(zhuang)況(kuang)展示。

在評估BAE系統公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)、通(tong)(tong)用原力(li)公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)和(he)(he)諾思(si)羅普格魯曼公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)在2005年10月(yue)至(zhi)2006年3月(yue)間進行(xing)的(de)理論(lun)設(she)計研究(jiu)后(hou)，美海軍(jun)研究(jiu)辦公(gong)(gong)(gong)(gong)室(shi)2006年6月(yue)選擇了(le)BAE系統公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)和(he)(he)通(tong)(tong)用原子公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)對32焦耳軌道炮(pao)進行(xing)30個(ge)月(yue)的(de)技術發(fa)(fa)展(zhan)和(he)(he)初(chu)步(bu)設(she)計的(de)研究(jiu)，為實戰(zhan)部署(shu)64兆焦耳動能的(de)戰(zhan)術系統做準備。BAE系統公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)已經(jing)獲得(de)了(le)930萬(wan)美元的(de)合(he)(he)同(tong)，負責(ze)電磁軌道炮(pao)的(de)樣炮(pao)技術和(he)(he)初(chu)步(bu)設(she)計。通(tong)(tong)用原子公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)獲得(de)了(le)960萬(wan)美元的(de)合(he)(he)同(tong)，協同(tong)波音公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)、L-3通(tong)(tong)信公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)、SPARTA復合(he)(he)材料公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)和(he)(he)杰克(ke)森工程公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)，共(gong)(gong)同(tong)研究(jiu)和(he)(he)發(fa)(fa)展(zhan)電磁軌道炮(pao)發(fa)(fa)射(she)裝置所需技術。另外由波音公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)和(he)(he)Draper公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)共(gong)(gong)同(tong)研究(jiu)彈(dan)丸和(he)(he)綜(zong)合(he)(he)發(fa)(fa)射(she)包的(de)理論(lun)，包括綜(zong)合(he)(he)發(fa)(fa)射(she)包炮(pao)管(guan)的(de)動力(li)學(xue)、飛行(xing)彈(dan)體和(he)(he)空氣熱力(li)學(xue)特征(zheng)、殺傷力(li)和(he)(he)發(fa)(fa)射(she)生存力(li)、制(zhi)導和(he)(he)導航和(he)(he)控(kong)制(zhi)。

至于高級脈(mo)沖(chong)力量研(yan)究(jiu)工作由美陸軍負(fu)責(ze)進(jin)行，計劃在08財(cai)年進(jin)行展(zhan)示。其(qi)它的研(yan)究(jiu)工作還包括(kuo)高能(neng)密(mi)度電容器和(he)多次發(fa)射活動的熱能(neng)管理。

如(ru)果(guo)“創新海軍(jun)樣機”項目通過09年(nian)的(de)(de)評估，那么第(di)1階段(duan)的(de)(de)工作將(jiang)于2011年(nian)結束，第(di)2階段(duan)的(de)(de)工作將(jiang)持續至(zhi)2015財年(nian)。如(ru)果(guo)研究(jiu)工作一切進展順利，海軍(jun)海上(shang)系(xi)統司令(ling)部可以在(zai)(zai)2015財年(nian)對電磁(ci)軌(gui)道炮進行全方(fang)位的(de)(de)研究(jiu)和發展。64兆(zhao)焦耳的(de)(de)電磁(ci)軌(gui)道炮的(de)(de)戰術系(xi)統的(de)(de)海上(shang)展示將(jiang)會在(zai)(zai)2016財年(nian)進行，并(bing)能在(zai)(zai)2020-26年(nian)裝備(bei)。

2012年2月28日，美國軍方官員宣布，美海軍工程師在弗吉尼亞州的達爾格倫對地作戰中心成功試射第一部由(you)軍(jun)工(gong)企業(ye)制造的(de)電(dian)磁軌道炮原型(xing)，將開發這種(zhong)具有超遠射程(cheng)新型(xing)武器的(de)工(gong)作推(tui)進了(le)一步。根據海軍(jun)公(gong)布的(de)信息，炮彈初速可達每秒7000米至8000米，能夠打擊90公(gong)里至180公(gong)里外的(de)目標。

電磁炮項目(mu)(mu)經理羅杰·埃(ai)利斯說，這次試射的(de)(de)主要目(mu)(mu)的(de)(de)是評估原型炮的(de)(de)炮管(guan)壽命和(he)整體結(jie)構。他說，這將讓海(hai)(hai)軍距離未來的(de)(de)戰術武(wu)器系(xi)統更近一步(bu)。如果開發成(cheng)熟，電磁炮將能大大加強海(hai)(hai)軍的(de)(de)多任務能力(li)(li)。其遠超普通艦(jian)載(zai)火炮的(de)(de)初(chu)速與射程(cheng)意(yi)味(wei)著(zhu)海(hai)(hai)軍可(ke)為陸上軍事行動實施(shi)精確遠程(cheng)火力(li)(li)支援，攔截(jie)來襲的(de)(de)敵(di)方巡航(hang)導彈或(huo)彈道導彈，以(yi)及攻擊敵(di)方艦(jian)只等。

由英國(guo)BAE軍械研制公司美國(guo)分(fen)部制造(zao)的(de)這(zhe)(zhe)部動能(neng)為32兆焦(jiao)的(de)電(dian)磁(ci)軌道炮(pao)(pao)(pao)“原型機”在一周內已經進行(xing)6次試射，試射拉(la)開了(le)為期兩個月(yue)的(de)評(ping)估(gu)過程(cheng)。在這(zhe)(zhe)一過程(cheng)中，海軍方面將評(ping)估(gu)BAE制造(zao)的(de)這(zhe)(zhe)部電(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)原型與通用(yong)原子能(neng)系統(tong)公司制造(zao)的(de)另一部電(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)原型。通用(yong)原子能(neng)系統(tong)公司的(de)原型炮(pao)(pao)(pao)預(yu)計(ji)將于4月(yue)完工。

應用事例

美海軍“21世(shi)紀海上力量”構想中的海上打擊概念，曾將(jiang)電磁軌道炮列為未來海軍裝(zhuang)備發展的一項(xiang)亮點。

2014年7月11日，美國(guo)海(hai)軍(jun)研究局（ONR）已經將兩(liang)套電磁軌(gui)道炮原(yuan)型機安裝到“米利諾基(ji)特(te)”號聯合高速船（JHSV）上，這艘船駐扎在圣迭(die)戈海(hai)軍(jun)基(ji)地內，電磁軌(gui)道炮原(yuan)型機已經在實驗室條件下(xia)成(cheng)功進行了多次(ci)測試(shi)和(he)發射(she)。

2015年3月2日，美(mei)國海軍(jun)一種(zhong)以7倍聲(sheng)(sheng)速發射炮彈(dan)的新式武器首次(ci)公開展出。研究人員將這(zhe)種(zhong)軌道(dao)炮描述(shu)為“星球大戰技術”。它能以7倍聲(sheng)(sheng)速發射炮彈(dan)，可穿透100英(ying)里(li)（約合160公里(li)）遠的混(hun)凝土。

2016年7月13日， 據俄(e)羅斯(si)衛星網(wang)報道，俄(e)羅斯(si)工程師研制(zhi)的電磁軌道炮加速器在俄(e)羅斯(si)科(ke)學院高溫(wen)聯合研究所進行了(le)首(shou)次測(ce)試，它(ta)能使物體達到(dao)第一宇宙速度。