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磁軌炮(pao)（Rail Gun），也叫軌道炮(pao)，是利用電(dian)磁發射技(ji)術(shu)制(zhi)成的(de)(de)(de)(de)一種先(xian)進的(de)(de)(de)(de)動能殺傷武(wu)器．與傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)大炮(pao)將火藥(yao)燃(ran)氣壓力作(zuo)(zuo)用于彈丸不同，軌道炮(pao)是利用電(dian)磁系統(tong)中電(dian)磁場的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用力，其作(zuo)(zuo)用的(de)(de)(de)(de)時間(jian)要長得多，可大大提高彈丸的(de)(de)(de)(de)速度和射程。

軌(gui)道(dao)(dao)炮因其強大(da)的威力而引(yin)起了(le)世(shi)界各國軍事家們(men)的關注．自80年代(dai)初期以來，電(dian)磁(ci)軌(gui)道(dao)(dao)炮在未來武器(qi)的發展計劃中(zhong)，已成為越(yue)來越(yue)重要的部分(fen)。

主要定義

軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)炮(pao)(pao)（Rail Gun）：或譯做磁(ci)(ci)(ci)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)炮(pao)(pao)、導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)炮(pao)(pao)，是電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)炮(pao)(pao)的(de)一種(zhong)。電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)炮(pao)(pao)是利用(yong)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)力產(chan)生動能推(tui)進彈(dan)丸(wan)(wan)的(de)一種(zhong)先進的(de)動能殺傷武器(qi)，與傳統的(de)大炮(pao)(pao)將(jiang)火藥燃(ran)氣壓力作(zuo)用(yong)于彈(dan)丸(wan)(wan)不(bu)同，電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)炮(pao)(pao)是利用(yong)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)系統中電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)場的(de)作(zuo)用(yong)力，其作(zuo)用(yong)的(de)時間要長得多(duo)，可(ke)大大提高彈(dan)丸(wan)(wan)的(de)速(su)(su)度和(he)射(she)程．因(yin)而引(yin)起了世界各國軍事家(jia)們的(de)關注。自80年代初期以來(lai)，電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)炮(pao)(pao)在未來(lai)武器(qi)的(de)發(fa)展計劃(hua)中，已成(cheng)為越來(lai)越重要的(de)部分。軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)炮(pao)(pao)由兩條平行(xing)的(de)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)組成(cheng)，彈(dan)丸(wan)(wan)夾(jia)在兩條導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)之間。兩軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)接入電(dian)(dian)源，電(dian)(dian)流(liu)(liu)經一導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)流(liu)(liu)向(xiang)彈(dan)丸(wan)(wan)再流(liu)(liu)向(xiang)另一導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)產(chan)生強磁(ci)(ci)(ci)場，磁(ci)(ci)(ci)場與電(dian)(dian)流(liu)(liu)相互作(zuo)用(yong)，產(chan)生強大的(de)安培力推(tui)動彈(dan)丸(wan)(wan)，達到很高的(de)速(su)(su)度（理論上(shang)可(ke)以到達亞(ya)光速(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是洛倫茲力，I是通(tong)電(dian)導(dao)體棒（炮彈）的電(dian)流(liu)，L是導(dao)體棒長度沿著電(dian)流(liu)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：式中μ0是(shi)真(zhen)空磁(ci)導(dao)率(lv)，I是(shi)電流，S是(shi)兩導(dao)軌(gui)間距。上式認為(wei)導(dao)軌(gui)寬度(du)不(bu)大，磁(ci)場(chang)沿著導(dao)體棒方向處處相等。回(hui)代F公式可得l是電流方向的(de)(de)單位向量，z是垂(chui)直導軌平面(mian)往上的(de)(de)單位向量，兩者相叉乘得到沿著(zhu)導軌向前的(de)(de)力(li)。可以看出力(li)只(zhi)與電流大小的(de)(de)平方成正比，而且1000安培的(de)(de)電流只(zhi)能(neng)產生(sheng)0.1N的(de)(de)力(li)。

如(ru)(ru)果(guo)僅僅圍繞以上設定設計電(dian)磁炮裝置，采用鋁制長方(fang)體(ti)作為(wei)彈(dan)丸(wan)，彈(dan)重1g，如(ru)(ru)通10A電(dian)流，受力10-5N。如(ru)(ru)軌(gui)道長1m，終(zhong)(zhong)點動能為(wei)10-5J，終(zhong)(zhong)點速度為(wei)0.14m/s，基本(ben)看不出彈(dan)丸(wan)在運動。

導體棒切割(ge)磁感線(xian)還會在棒上形成反(fan)電動勢E=BLV，進一步(bu)降低(di)終(zhong)點效率，彈丸速度越快這一效應(ying)越明顯。

為了提高出(chu)口初速度，可(ke)以考慮以下做法：

用電(dian)(dian)容(rong)等快速放(fang)電(dian)(dian)裝(zhuang)置(zhi)提供(gong)瞬時大(da)(da)電(dian)(dian)流(liu)。更大(da)(da)的(de)電(dian)(dian)流(liu)對(dui)供(gong)能，放(fang)電(dian)(dian)，安全等裝(zhuang)置(zhi)都提出了更高的(de)要求，這也是(shi)現代軍用電(dian)(dian)磁炮的(de)技(ji)術瓶頸(jing)之一。

外(wai)接平行勻強(qiang)磁場。通(tong)過帶鐵(tie)芯的(de)馬蹄形磁鐵(tie)等機構(gou)外(wai)加勻強(qiang)磁場可以(yi)在(zai)不依賴過度地(di)向導軌提供電(dian)流的(de)情(qing)況下獲(huo)得更大(da)的(de)加速磁場。

增長(chang)(chang)磁(ci)軌。終(zhong)點(dian)動(dong)能與磁(ci)軌長(chang)(chang)度的平(ping)方(fang)根成(cheng)正比。

采(cai)用輕質的彈(dan)(dan)丸。動能相同的情況下，終點(dian)速(su)度與彈(dan)(dan)丸質量的平方根成(cheng)反(fan)比。

發展歷史

發明

電(dian)磁軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)是法(fa)國(guo)人(ren)維勒魯伯于1920年發明。二(er)戰(zhan)中，德(de)國(guo)漢(han)斯勒博士開展(zhan)了對電(dian)磁軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)的(de)全面研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。到(dao)1944年，他研(yan)(yan)(yan)制出長(chang)2米(mi)(mi)(mi)(mi)、口徑20毫(hao)米(mi)(mi)(mi)(mi)的(de)軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)，能把(ba)重10克的(de)圓柱體鋁彈(dan)丸加速(su)(su)到(dao)1.08千米(mi)(mi)(mi)(mi)/秒(miao)。1945年他又(you)將2門軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)串聯(lian)起來，使炮(pao)彈(dan)初(chu)速(su)(su)度達(da)到(dao)了1.21千米(mi)(mi)(mi)(mi)/秒(miao)。二(er)戰(zhan)期間，日本(ben)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)感應加速(su)(su)式電(dian)磁炮(pao)，并把(ba)2千克的(de)彈(dan)丸加速(su)(su)到(dao)335米(mi)(mi)(mi)(mi)/秒(miao)。二(er)戰(zhan)之后相當長(chang)的(de)一段時內，因材料和(he)電(dian)力(li)等(deng)關(guan)鍵問(wen)題(ti)無法(fa)從根本(ben)上解(jie)決(jue)，致使電(dian)磁軌道(dao)(dao)(dao)炮(pao)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中斷了很久。

發展

從70年(nian)代起(qi)，隨(sui)著一(yi)些技(ji)術(shu)難題(ti)相繼(ji)被解決(jue)，使得(de)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)炮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)制(zhi)得(de)以(yi)(yi)(yi)東(dong)山再(zai)起(qi)。1970年(nian)德國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)哈布(bu)和齊默爾(er)曼(man)用(yong)單(dan)極線圈炮把(ba)1.3克的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬環加速到490米(mi)/秒。1978年(nian)，澳大(da)利亞(ya)(ya)國(guo)(guo)(guo)立(li)大(da)學物理(li)學家理(li)查(cha)德·馬歇(xie)爾(er)和約(yue)翰巴伯等人使用(yong)5米(mi)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)導軌炮，以(yi)(yi)(yi)可(ke)供1.6兆安電流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)550兆焦耳雙層單(dan)極發電機為電源(yuan)，取得(de)了將(jiang)質量3.3克的(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑料彈丸以(yi)(yi)(yi)5900米(mi)/秒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)速發射成功(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)突破性進(jin)展(zhan)(zhan)。澳大(da)利亞(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成功(gong)進(jin)展(zhan)(zhan)，給各國(guo)(guo)(guo)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)炮研(yan)(yan)制(zhi)者以(yi)(yi)(yi)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鼓舞。1978年(nian)，美國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)防(fang)(fang)部先(xian)后(hou)成立(li)了電磁(ci)(ci)(ci)(ci)炮發展(zhan)(zhan)研(yan)(yan)究(jiu)顧問委(wei)員會(hui)和技(ji)術(shu)工作組，開始評估電磁(ci)(ci)(ci)(ci)炮技(ji)術(shu)現狀及應用(yong)潛力，并建(jian)議(yi)集中和協(xie)調國(guo)(guo)(guo)家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)資金(jin)來發展(zhan)(zhan)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)炮。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“未來高(gao)性能(neng)武器(qi)必然(ran)以(yi)(yi)(yi)電能(neng)為基礎”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結論。1991年(nian)，美國(guo)(guo)(guo)防(fang)(fang)部成立(li)了“電磁(ci)(ci)(ci)(ci)炮聯合委(wei)員會(hui)”，協(xie)調軍隊、能(neng)源(yuan)部、國(guo)(guo)(guo)防(fang)(fang)原子能(neng)局及戰(zhan)略防(fang)(fang)御倡議(yi)機構分散進(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電炮研(yan)(yan)究(jiu)工作。1992年(nian)，美國(guo)(guo)(guo)已把(ba)一(yi)門口(kou)徑90毫米(mi)、炮口(kou)動(dong)能(neng)9兆焦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)炮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)樣炮推到尤馬靶場(chang)進(jin)行試驗(yan)。

突出優點

電磁軌道炮(pao)有(you)一(yi)(yi)(yi)(yi)些突(tu)出優點：一(yi)(yi)(yi)(yi)是(shi)彈(dan)(dan)丸速(su)度(du)(du)快(kuai)，精度(du)(du)高，射(she)程遠(yuan)，威力(li)大(da)。彈(dan)(dan)丸約(yue)能在(zai)6分鐘內飛行200海里，初始速(su)度(du)(du)達到2500米(mi)/秒，比普(pu)通(tong)槍彈(dan)(dan)的速(su)度(du)(du)快(kuai)2至(zhi)3倍。帶有(you)巨大(da)動能的彈(dan)(dan)丸通(tong)過直接撞擊目標將其(qi)摧毀(hui)，威力(li)極(ji)大(da)。同(tong)時(shi)極(ji)高的飛行速(su)度(du)(du)可以(yi)減(jian)(jian)(jian)少炮(pao)彈(dan)(dan)的飛行時(shi)間，使炮(pao)彈(dan)(dan)不易(yi)受到干擾，保證了炮(pao)彈(dan)(dan)的精度(du)(du)。二(er)是(shi)炮(pao)彈(dan)(dan)體積(ji)(ji)小，重量輕。電磁炮(pao)彈(dan)(dan)幾乎(hu)不使用(yong)推進(jin)劑，減(jian)(jian)(jian)少了裝(zhuang)藥(yao)(yao)量，所以(yi)炮(pao)彈(dan)(dan)的體積(ji)(ji)只是(shi)傳統120毫米(mi)火炮(pao)炮(pao)彈(dan)(dan)的八分之一(yi)(yi)(yi)(yi)，重量是(shi)其(qi)十(shi)分之一(yi)(yi)(yi)(yi)，這樣可顯著提高武(wu)器系統的攜彈(dan)(dan)量，減(jian)(jian)(jian)少后勤負擔。艦船一(yi)(yi)(yi)(yi)次(ci)一(yi)(yi)(yi)(yi)般只能攜帶70枚(mei)制導導彈(dan)(dan)，而(er)電磁軌道炮(pao)彈(dan)(dan)則能輕易(yi)地一(yi)(yi)(yi)(yi)次(ci)裝(zhuang)載幾百(bai)枚(mei)。三是(shi)生存(cun)能力(li)強。炮(pao)彈(dan)(dan)幾乎(hu)不裝(zhuang)填炸藥(yao)(yao)，又可減(jian)(jian)(jian)少炮(pao)彈(dan)(dan)在(zai)制造、運輸、儲存(cun)方面(mian)的安全隱患。

結構原理

電磁炮聽起來很神(shen)秘(mi)，其(qi)實它的(de)結(jie)(jie)構(gou)和原(yuan)理很簡單．電磁炮是利用電磁力代替火(huo)藥(yao)爆炸力來加(jia)速(su)彈丸(wan)的(de)電磁發射系統，它主(zhu)要由電源(yuan)、高(gao)速(su)開關、加(jia)速(su)裝(zhuang)置和炮彈四部(bu)分組成．世(shi)界(jie)上所(suo)研制的(de)電磁炮，根(gen)據結(jie)(jie)構(gou)和原(yuan)理的(de)不(bu)同，可分為以(yi)下幾種類(lei)型：

線圈炮型

線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)又(you)稱交(jiao)流(liu)同軸(zhou)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)．它(ta)(ta)是電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)的(de)最早形(xing)式，由(you)(you)加速線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)和彈(dan)(dan)丸線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)構成．根據(ju)通(tong)電(dian)(dian)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)之(zhi)間磁(ci)場的(de)相互作用(yong)原理而工作的(de)．加速線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)固定在炮(pao)(pao)管中(zhong)，當它(ta)(ta)通(tong)入交(jiao)變電(dian)(dian)流(liu)時，產生的(de)交(jiao)變磁(ci)場就會在彈(dan)(dan)丸線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中(zhong)產生感應電(dian)(dian)流(liu)．感應電(dian)(dian)流(liu)的(de)磁(ci)場與加速線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)電(dian)(dian)流(liu)的(de)磁(ci)場互相作用(yong)，產生安培力，使(shi)(shi)彈(dan)(dan)丸加速運動(dong)并發(fa)射出(chu)去．一般普通(tong)實驗室做出(chu)的(de)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)不產生洛(luo)倫(lun)茲力,產生洛(luo)倫(lun)茲力的(de)是單級同軸(zhou)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao),一般的(de)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)是給線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)通(tong)電(dian)(dian)使(shi)(shi)之(zhi)中(zhong)心(xin)有(you)磁(ci),將(jiang)目標(biao)導體吸引(yin)至(zhi)中(zhong)心(xin)再由(you)(you)慣性(xing)所致而拋射出(chu)彈(dan)(dan)體,由(you)(you)于(yu)電(dian)(dian)容瞬間斷電(dian)(dian),因而不會產生磁(ci)力將(jiang)炮(pao)(pao)彈(dan)(dan)吸引(yin)回(hui)去,一般的(de)小型(xing)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)炮(pao)(pao)模型(xing)都是這(zhe)樣的(de).

軌道炮型

軌(gui)(gui)道炮(pao)是利用(yong)軌(gui)(gui)道電(dian)流間(jian)相互(hu)作用(yong)的安(an)(an)培(pei)力把彈(dan)丸發(fa)射出去(qu)．它由兩(liang)條平(ping)(ping)行的長直(zhi)導(dao)軌(gui)(gui)組成，導(dao)軌(gui)(gui)間(jian)放置一(yi)質量(liang)較小的滑塊(kuai)作為彈(dan)丸．當兩(liang)軌(gui)(gui)接入(ru)(ru)電(dian)源(yuan)時，強大(da)的電(dian)流從一(yi)導(dao)軌(gui)(gui)流入(ru)(ru)，經(jing)滑塊(kuai)從另一(yi)導(dao)軌(gui)(gui)流回時，在(zai)兩(liang)導(dao)軌(gui)(gui)平(ping)(ping)面間(jian)產生強磁(ci)場，通電(dian)流的滑塊(kuai)在(zai)安(an)(an)培(pei)力的作用(yong)下(xia)，彈(dan)丸會以(yi)很(hen)大(da)的速(su)度射出，這(zhe)就是軌(gui)(gui)道炮(pao)的發(fa)射原理．質量(liang)越(yue)大(da)動能(neng)越(yue)大(da),威力越(yue)大(da),耗能(neng)量(liang)越(yue)大(da).

重接炮型

重接(jie)炮是一種多級加速(su)的(de)無接(jie)觸(chu)電(dian)(dian)磁發射(she)裝置，沒有(you)炮管，但要求彈丸在進(jin)入(ru)重接(jie)炮之(zhi)(zhi)前應有(you)一定的(de)初(chu)速(su)度．其結構和工(gong)作原(yuan)理是利用兩(liang)個矩形(xing)線圈(quan)上下分置，之(zhi)(zhi)間有(you)間隙(xi)．長方形(xing)的(de)“炮彈”在兩(liang)個矩形(xing)線圈(quan)產(chan)生的(de)磁場(chang)中受到強(qiang)磁場(chang)力的(de)作用，穿過間隙(xi)在其中加速(su)前進(jin)．重接(jie)炮是電(dian)(dian)磁炮的(de)最新(xin)發展(zhan)形(xing)式．

特點用途

特點

電(dian)磁炮與常(chang)規火(huo)炮相(xiang)比，有以下特點：

電(dian)磁(ci)炮利用電(dian)磁(ci)力所作的(de)功作為發射能量，不會產(chan)生(sheng)強(qiang)大的(de)沖擊波和(he)彌漫的(de)煙(yan)霧，因(yin)而具(ju)有良好的(de)隱蔽性(xing)．電(dian)磁(ci)炮可(ke)根據(ju)目標(biao)的(de)性(xing)質和(he)距(ju)離，調節、選擇(ze)適當的(de)能量來調整彈(dan)丸(wan)的(de)射程．

電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)沒有(you)圓形炮(pao)(pao)(pao)管，彈(dan)丸體積小(xiao)(xiao)，重量輕，使其在飛行(xing)時的(de)空氣(qi)阻力很小(xiao)(xiao)，因而電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)的(de)發(fa)射穩定(ding)性好，初速度高，射程遠．由于電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)的(de)發(fa)射過程全部由計算機控制，彈(dan)頭(tou)又裝(zhuang)(zhuang)有(you)激(ji)光(guang)制導或(huo)其他制導裝(zhuang)(zhuang)置，所以具(ju)有(you)很高的(de)射擊(ji)精度．

從發(fa)(fa)射(she)能(neng)量的成本來看，常規火(huo)炮(pao)的發(fa)(fa)射(she)藥產生(sheng)每兆焦耳能(neng)量需10美元(yuan)，而電磁(ci)炮(pao)只需0.1美元(yuan)．而且(qie)電磁(ci)炮(pao)還可以省去火(huo)炮(pao)的藥筒和發(fa)(fa)射(she)裝置(zhi)，故而重量輕、體積小、結構(gou)簡單、運輸以及后勤保(bao)障等方面更為安(an)全可靠和方便(bian)．

用途

電(dian)磁炮作(zuo)為發展中的高技術兵器(qi)，其軍(jun)事用途十分廣泛．

（一）用(yong)于(yu)(yu)天基反導系統：電磁炮由(you)于(yu)(yu)初速度極(ji)高，可(ke)用(yong)于(yu)(yu)摧毀(hui)空間的(de)(de)低軌(gui)道(dao)衛(wei)星(xing)和(he)導彈，還可(ke)以攔截由(you)艦只(zhi)和(he)裝甲車(che)發射的(de)(de)導彈．因此，在美國的(de)(de)“星(xing)球大戰”計劃中，電磁軌(gui)道(dao)炮成為一項主(zhu)要研究的(de)(de)任務．

（二）用(yong)于(yu)防(fang)(fang)(fang)空(kong)系統：美軍認為可用(yong)電(dian)磁(ci)炮(pao)代替高射武器和(he)防(fang)(fang)(fang)空(kong)導(dao)彈遂行防(fang)(fang)(fang)空(kong)任(ren)務．美國正在研(yan)制長7.5米、發射速度為500發/分、射程達(da)幾(ji)十千(qian)米的電(dian)磁(ci)炮(pao)，準備替代艦(jian)上的“火(huo)神——方陣防(fang)(fang)(fang)空(kong)系統”．用(yong)它不僅能打(da)擊臨(lin)空(kong)的各(ge)種飛機，還能在遠距離攔截空(kong)對艦(jian)導(dao)彈．英國也正在積極研(yan)制用(yong)于(yu)裝(zhuang)甲車的防(fang)(fang)(fang)空(kong)電(dian)磁(ci)炮(pao)．

（三）用(yong)于反裝(zhuang)(zhuang)甲(jia)(jia)武器(qi)：美(mei)國的(de)(de)(de)(de)(de)打靶試驗證明，電(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)是對付坦克裝(zhuang)(zhuang)甲(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)有效手(shou)段．發(fa)射(she)質量為50克、速度為3km/s的(de)(de)(de)(de)(de)炮(pao)(pao)彈(dan)，可(ke)穿透25.4mm厚(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)甲(jia)(jia)．有關資料(liao)還報道，用(yong)一種電(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)做試驗，完全(quan)可(ke)以(yi)穿透模擬的(de)(de)(de)(de)(de)T－72、T－80坦克的(de)(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)甲(jia)(jia)厚(hou)度．由此可(ke)見，電(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)具有很強的(de)(de)(de)(de)(de)穿透能(neng)力，是非常優良的(de)(de)(de)(de)(de)反裝(zhuang)(zhuang)甲(jia)(jia)武器(qi)．

（四）用于改(gai)裝(zhuang)常規火炮：隨著(zhu)電(dian)磁(ci)發射技術(shu)(shu)的發展，在普通(tong)火炮的炮口加裝(zhuang)電(dian)磁(ci)加速(su)系統，可大大提高火炮的射程．美國利用這一技術(shu)(shu)，已(yi)將火炮射程加大到(dao)150km．

(五) 變殺人工具(ju)為交通工具(ju)，對于(yu)月球開發，采用(yong)軌道炮技(ji)術發射(she)月基貨(huo)運飛(fei)船(chuan)返回地(di)(di)球，將大(da)大(da)減少(shao)燃(ran)料(liao)消耗，飛(fei)船(chuan)僅攜帶(dai)少(shao)量的(de)調姿(zi)和變軌用(yong)的(de)燃(ran)料(liao)。從而為月地(di)(di)貨(huo)運運輸提供一(yi)個廉價、可(ke)重(zhong)復利用(yong)的(de)發射(she)平臺。

研發進展

一(yi)艘大型驅逐艦獲得了300公里外敵軍指揮部的(de)(de)位(wei)置坐(zuo)標，不(bu)過它并(bing)沒(mei)有發(fa)(fa)射價值(zhi)一(yi)百萬(wan)美元(yuan)的(de)(de)戰斧(fu)巡航導(dao)彈(dan)(dan)來摧(cui)毀目標，而(er)是(shi)(shi)從(cong)炮管的(de)(de)超(chao)導(dao)電磁軌道中發(fa)(fa)射出一(yi)枚長約1米，重約20千克(ke)的(de)(de)炮彈(dan)(dan)，這種炮彈(dan)(dan)的(de)(de)動力來源既非火藥，也不(bu)是(shi)(shi)燃料，而(er)是(shi)(shi)來自(zi)軍艦發(fa)(fa)動機(ji)為(wei)大炮注入的(de)(de)電能(neng)，炮彈(dan)(dan)以超(chao)過7倍音(yin)速的(de)(de)速度脫膛而(er)出，它那令人難以置信的(de)(de)速度使它擁(yong)有足夠的(de)(de)動能(neng)讓(rang)目標在瞬間灰飛煙(yan)滅。

電磁軌(gui)道(dao)炮的(de)炮管由(you)兩條長約6米的(de)平行導軌(gui)組成，之間通過一個光滑的(de)轉子相連，電流從一條軌(gui)道(dao)流出(chu)，經(jing)過轉子后(hou)再(zai)由(you)另一條軌(gui)道(dao)流回，這條回路(lu)產生磁場(chang)推動轉子，進而(er)再(zai)推動位于轉子前方的(de)炮彈飛(fei)出(chu)軌(gui)道(dao)。

普通艦(jian)炮的(de)(de)射程(cheng)只有(you)20千(qian)米(mi)，而且準(zhun)確度很差，巡航導彈的(de)(de)有(you)效射程(cheng)雖然超過了300千(qian)米(mi)，但它(ta)們造價昂貴(gui)，而且一艘艦(jian)艇最多(duo)(duo)只能(neng)攜帶70枚(mei)，由于無(wu)法在海上裝(zhuang)卸，補充時還必須返回港口。電磁軌道(dao)炮則以射程(cheng)遠、成(cheng)本低、運(yun)輸(shu)以及(ji)補充便(bian)利等多(duo)(duo)項優勢而被(bei)美國國防部寄予厚望(wang)。電磁軌道(dao)炮甚(shen)至還被(bei)美國陸軍看成(cheng)是2020年后(hou)陸軍戰車主要武器(qi)的(de)(de)候選技術方案。

不過電(dian)(dian)磁發射(she)在技術上(shang)的研究工作(zuo)可能(neng)還(huan)(huan)要持續20多年，因(yin)為還(huan)(huan)沒有哪艘軍(jun)艦能(neng)產生(sheng)并且儲存(cun)開炮(pao)(pao)(pao)所(suo)需(xu)的電(dian)(dian)能(neng)。在過去(qu)，驅逐(zhu)艦上(shang)90%的能(neng)量都用(yong)于(yu)供(gong)給推進系統。除此(ci)之外(wai)，面臨的挑戰還(huan)(huan)包(bao)括(kuo)：確保準確命中(zhong)目標(biao)的高精度(du)控(kong)制技術，炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)對巨大加(jia)速度(du)的承受(shou)能(neng)力等。由(you)于(yu)距離目標(biao)超過了300千米，所(suo)以(yi)這種炮(pao)(pao)(pao)不能(neng)像普通槍管一樣去(qu)瞄(miao)準，而需(xu)要空氣動力學的校正，炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)到了空中(zhong)也必須由(you)來自衛星的指令對其運行方向進行修(xiu)正。同時，炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)在出膛(tang)時的加(jia)速度(du)會達到地球重力加(jia)速度(du)的45000倍，炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)(dan)上(shang)攜帶(dai)的電(dian)(dian)子(zi)器件必須經受(shou)得住這種加(jia)速度(du)。此(ci)外(wai)，要使轉子(zi)在炮(pao)(pao)(pao)管中(zhong)高速運動也很困難。

美(mei)(mei)國(guo)(guo)海軍正與英國(guo)(guo)國(guo)(guo)防部(bu)一(yi)(yi)道(dao)研制這(zhe)種(zhong)電(dian)磁軌道(dao)炮(pao)，他們準(zhun)備把(ba)驅(qu)逐艦變成一(yi)(yi)個超長的(de)機關槍，在(zai)(zai)一(yi)(yi)分鐘內(nei)就可以發射(she)12發這(zhe)種(zhong)廉價的(de)炮(pao)彈。位于(yu)英國(guo)(guo)柯爾(er)庫布里的(de)一(yi)(yi)家工(gong)廠已經(jing)在(zai)(zai)2003年(nian)按1∶8的(de)比例生產(chan)出(chu)了(le)這(zhe)種(zhong)電(dian)磁軌道(dao)炮(pao)的(de)樣品，并在(zai)(zai)試(shi)驗中(zhong)射(she)出(chu)了(le)以6倍音速穩定(ding)飛行(xing)的(de)炮(pao)彈。不過據美(mei)(mei)國(guo)(guo)海軍海洋(yang)系統司令部(bu)的(de)羅杰·麥金尼斯(si)上校估(gu)計(ji)，美(mei)(mei)國(guo)(guo)的(de)電(dian)磁軌道(dao)炮(pao)最早也要到2015年(nian)才能(neng)交付(fu)使用。

經過(guo)多年的(de)努力，用于電(dian)磁(ci)(ci)軌道(dao)炮的(de)科(ke)學技術取(qu)得了相當大的(de)進(jin)展(zhan)，已(yi)經可以在軍事應用中進(jin)行實踐探索，并(bing)為研究電(dian)磁(ci)(ci)軌道(dao)炮作(zuo)戰系(xi)統(tong)奠定了堅實的(de)基礎。

一是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)美國防部決定研(yan)究DDG-1000綜合(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系統(tong)艦，為(wei)新一代電(dian)(dian)(dian)(dian)能武器系統(tong)包括(kuo)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究打開(kai)方(fang)便之門。因為(wei)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)所需要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)取決于發(fa)(fa)(fa)射(she)彈(dan)(dan)丸(wan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)率(lv)。綜合(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系統(tong)艦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)額(e)定電(dian)(dian)(dian)(dian)功(gong)率(lv)為(wei)80兆(zhao)瓦，具有足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)維持15-30兆(zhao)瓦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)6-12發(fa)(fa)(fa)/分鐘的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度發(fa)(fa)(fa)射(she)彈(dan)(dan)丸(wan)。同時(shi)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)不需要火藥和其它含能爆炸物，從而提(ti)高了(le)(le)艦只的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)安全，并減少后勤(qin)保(bao)障的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)費用。二是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)精確制導(dao)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展推動電(dian)(dian)(dian)(dian)磁軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展，美軍在(zai)制導(dao)、導(dao)航和控(kong)制系統(tong)技術(shu)應用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加為(wei)發(fa)(fa)(fa)展體積更(geng)小、殺傷力(li)更(geng)高且費用更(geng)小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)(dan)丸(wan)提(ti)供了(le)(le)機會(hui)。這種(zhong)趨(qu)勢僅從費用少、速(su)度高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)(dan)丸(wan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展中受益。三是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)炮(pao)(pao)(pao)(pao)管(guan)壽(shou)(shou)命的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延長。德克(ke)薩斯大學(xue)先(xian)進技術(shu)學(xue)院為(wei)美陸軍研(yan)究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)炮(pao)(pao)(pao)(pao)管(guan)壽(shou)(shou)命技術(shu)取得(de)重大進展。電(dian)(dian)(dian)(dian)樞(shu)與導(dao)軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)接(jie)觸(chu)(chu)面(mian)受兩種(zhong)磨損現(xian)象(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，限制了(le)(le)炮(pao)(pao)(pao)(pao)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)(shou)命：一種(zhong)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)刨削現(xian)象(xiang)(xiang)，另(ling)一種(zhong)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)平(ping)移現(xian)象(xiang)(xiang)。美國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)人員完全了(le)(le)解(jie)了(le)(le)導(dao)致(zhi)高速(su)刨削的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)原(yuan)因，找到解(jie)決該(gai)問題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料。在(zai)炮(pao)(pao)(pao)(pao)口，當電(dian)(dian)(dian)(dian)樞(shu)從金屬(shu)與金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)觸(chu)(chu)轉變(bian)到電(dian)(dian)(dian)(dian)弧接(jie)觸(chu)(chu)時(shi)，相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)等離子會(hui)損壞軌(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)。德克(ke)薩斯大學(xue)高技術(shu)學(xue)院已經展示了(le)(le)成功(gong)處(chu)理(li)平(ping)移問題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法。

2001年11月，美海(hai)軍高技術研(yan)究所通過參數研(yan)究和建(jian)模活動取得了新型(xing)電磁(ci)軌(gui)道炮(pao)系(xi)統的(de)(de)主(zhu)要性能(neng)(neng)參數：軌(gui)道炮(pao)是可以(yi)安裝在水面艦(jian)只(zhi)上，其重(zhong)量(liang)相當于為155毫米高級火炮(pao)系(xi)統，能(neng)(neng)夠(gou)(gou)以(yi)63兆焦(jiao)耳初(chu)始動能(neng)(neng)和2500米/秒（7.5馬赫(he)）的(de)(de)初(chu)速(su)(su)度發射20公斤的(de)(de)彈(dan)丸。高速(su)(su)彈(dan)丸只(zhi)需(xu)要6分鐘就達到200海(hai)里以(yi)外的(de)(de)目(mu)標，并(bing)能(neng)(neng)以(yi)5馬赫(he)的(de)(de)速(su)(su)度對目(mu)標實行(xing)動能(neng)(neng)碰撞。研(yan)究還估計(ji)了脈沖形成網(wang)絡（PFN）能(neng)(neng)夠(gou)(gou)產生(sheng)彈(dan)丸所需(xu)要的(de)(de)初(chu)始動能(neng)(neng)和速(su)(su)度。

隨著美(mei)海軍(jun)啟動DDG-1000的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)深入，美(mei)海軍(jun)計劃把電(dian)磁炮(pao)安裝到(dao)該平臺上去，并(bing)于(yu)2003年授予BAE系(xi)統公司武器(qi)系(xi)統分(fen)部(bu)一份(fen)合同，進行為(wei)期6個月(yue)的(de)(de)將軌道(dao)炮(pao)合成(cheng)到(dao)新型驅逐艦上的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。經過(guo)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)，BAE系(xi)統公司認為(wei)，擁有81兆瓦電(dian)能(neng)的(de)(de)DDG-1000綜合電(dian)力系(xi)統艦可(ke)以為(wei)兩門(men)軌道(dao)炮(pao)提(ti)供足(zu)夠的(de)(de)電(dian)力。在艦只(zhi)以10-18節的(de)(de)速度航行時(shi)，軌道(dao)炮(pao)可(ke)以每(mei)分(fen)鐘發射10-12發炮(pao)彈。軌道(dao)炮(pao)的(de)(de)重量和體積都適(shi)合于(yu)安裝在水面(mian)艦只(zhi)上，合成(cheng)工(gong)(gong)作面(mian)臨的(de)(de)主要工(gong)(gong)程(cheng)問題只(zhi)是軌道(dao)炮(pao)產生的(de)(de)熱(re)能(neng)管理。

軌道炮(pao)研究史上一(yi)個重大(da)里程碑(bei)是美(mei)海(hai)軍(jun)(jun)(jun)2003年4月在蘇格蘭柯爾庫(ku)布(bu)里郡成功完成90毫米口徑電磁炮(pao)如何發(fa)射高(gao)超音速(su)彈藥的(de)(de)(de)海(hai)上演示驗(yan)(yan)證(zheng)(zheng)試(shi)驗(yan)(yan)。此次(ci)試(shi)驗(yan)(yan)是美(mei)海(hai)軍(jun)(jun)(jun)海(hai)上系統司令部與(yu)英(ying)國奎奈蒂克公司電磁炮(pao)工廠共同完成，試(shi)驗(yan)(yan)使用的(de)(de)(de)系統是一(yi)臺(tai)只有未來原型機(ji)1/8大(da)小的(de)(de)(de)樣機(ji)，但(dan)是以2500米/秒以上初(chu)速(su)度(du)（確切(qie)的(de)(de)(de)速(su)度(du)仍是機(ji)密的(de)(de)(de)）發(fa)射了彈丸。包括美(mei)海(hai)軍(jun)(jun)(jun)艦(jian)隊司令羅伯(bo)特·耐特上將及海(hai)軍(jun)(jun)(jun)研究局局長杰伊·科恩(en)少將在內的(de)(de)(de)諸(zhu)多美(mei)國海(hai)軍(jun)(jun)(jun)高(gao)級(ji)官員(yuan)到場觀看了此項擁有廣闊前(qian)景的(de)(de)(de)技術驗(yan)(yan)證(zheng)(zheng)試(shi)驗(yan)(yan)。此次(ci)試(shi)驗(yan)(yan)是為海(hai)軍(jun)(jun)(jun)火力改革和(he)轉變新一(yi)代艦(jian)炮(pao)海(hai)軍(jun)(jun)(jun)水面作(zuo)戰艦(jian)艇的(de)(de)(de)角色而發(fa)展的(de)(de)(de)電能武器(qi)所邁(mai)出的(de)(de)(de)關鍵一(yi)步(bu)。

美海軍海上(shang)(shang)系統司(si)令部將在庫爾克布里的試驗(yan)結果提交到(dao)美海軍海上(shang)(shang)研究顧問委員(yuan)會電磁(ci)炮(pao)技術(shu)研究小組(zu)(zu)。該小組(zu)(zu)在2004年2月公布了(le)一份評估報告。該報告認為電磁(ci)炮(pao)是一種具(ju)有(you)潛力的轉型武(wu)器(qi)，并建議海軍啟動一項(xiang)風險(xian)減(jian)少研究計劃確(que)保該種武(wu)器(qi)適用于(yu)未來驅逐艦計劃。該小組(zu)(zu)還認為電磁(ci)炮(pao)是一種對(dui)200海里以外目標(biao)實施致命(ming)打(da)擊(ji)的革命(ming)性電磁(ci)炮(pao)作(zuo)戰系統，并且同(tong)時具(ju)有(you)增大彈(dan)藥儲量、提高發全、減(jian)少費用和(he)后勤保障需求(qiu)等優勢。放棄這項(xiang)研究是一大錯誤。

2007年1月(yue)16日，美(mei)國海(hai)軍研究(jiu)辦公室(shi)（ONR）在(zai)弗吉尼亞州(zhou)海(hai)軍水面(mian)作戰中心(xin)達爾格倫分部舉行(xing)新型(xing)電磁裝置交付儀(yi)式。美(mei)海(hai)軍沒有采(cai)用剪(jian)刀(dao)剪(jian)彩(cai)這一傳統的(de)(de)做法，而是打破(po)慣例，用一門90毫(hao)米(mi)口徑的(de)(de)試驗(yan)型(xing)電磁炮(pao)(pao)發射1發高(gao)速(su)炮(pao)(pao)彈穿(chuan)透了儀(yi)式彩(cai)帶(dai)。這發炮(pao)(pao)彈在(zai)炮(pao)(pao)口的(de)(de)初(chu)始(shi)動(dong)(dong)能達到7.4兆(zhao)焦耳，初(chu)速(su)度達2146米(mi)/秒。但意義更為重(zhong)大的(de)(de)是，這部新型(xing)電磁炮(pao)(pao)的(de)(de)交付再一次證實(shi)美(mei)海(hai)軍對(dui)高(gao)能電磁軌道炮(pao)(pao)充(chong)滿信心(xin)。美(mei)海(hai)軍將把(ba)這種電磁軌道炮(pao)(pao)作為轉型(xing)武器(qi)方案，通過發射投放高(gao)速(su)彈丸(wan)對(dui)遠(yuan)距離目標實(shi)施精確(que)打擊來變革美(mei)海(hai)軍的(de)(de)海(hai)上攻擊行(xing)動(dong)(dong)。

達爾格倫分部的(de)(de)(de)發射試驗裝置的(de)(de)(de)交付僅是一(yi)個開(kai)端，美海(hai)軍的(de)(de)(de)目(mu)(mu)標(biao)是研制(zhi)能夠從(cong)離海(hai)岸300多海(hai)里的(de)(de)(de)戰(zhan)(zhan)艦上持(chi)續發射精確(que)彈(dan)藥的(de)(de)(de)戰(zhan)(zhan)術(shu)系統。盡(jin)管(guan)這種彈(dan)藥只含(han)有(you)(you)少量或是幾乎不(bu)含(han)有(you)(you)高(gao)(gao)爆材料(liao)，但通過彈(dan)丸的(de)(de)(de)高(gao)(gao)速(su)度(du)碰撞能夠對(dui)(dui)目(mu)(mu)標(biao)造成毀壞。電(dian)磁(ci)軌道炮克服了常規(gui)大炮在射程短、飛行時(shi)間短和對(dui)(dui)殺傷(shang)力(li)(li)有(you)(you)限(xian)等方面的(de)(de)(de)局限(xian)性。由于電(dian)磁(ci)炮彈(dan)沒有(you)(you)爆炸材料(liao)，從(cong)而消除了生產、運輸、處理和存(cun)儲炸藥的(de)(de)(de)需求。此外，超遠的(de)(de)(de)射程、極(ji)短的(de)(de)(de)飛行時(shi)間和高(gao)(gao)殺傷(shang)性都極(ji)大地提升美海(hai)軍未來遠程作戰(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)攻(gong)擊(ji)力(li)(li)。通過使(shi)用極(ji)高(gao)(gao)電(dian)流產生強大的(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)力(li)(li)，美海(hai)軍未來的(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)軌道炮能以超過7馬赫(he)(he)的(de)(de)(de)速(su)度(du)發射彈(dan)丸，彈(dan)丸首先迅速(su)進入外大氣(qi)層(ceng)空間，進行無阻力(li)(li)飛行，隨后再次進入大氣(qi)層(ceng)以5馬赫(he)(he)以上的(de)(de)(de)速(su)度(du)打(da)擊(ji)目(mu)(mu)標(biao)。

美海軍研究(jiu)辦公室努力推動電(dian)磁(ci)軌道(dao)炮的研究(jiu)達到軍事(shi)使用階段，并計劃在2020-25年間裝備部隊。

2005年(nian)8月(yue)，美海軍(jun)啟動一個名(ming)為(wei)“創(chuang)新(xin)海軍(jun)樣(yang)機”的(de)(de)項(xiang)目，并(bing)(bing)希望通(tong)過(guo)對這個過(guo)渡項(xiang)目的(de)(de)投資，獲(huo)得相對成熟的(de)(de)技術，以便在(zai)未來4至8年(nian)里(li)轉(zhuan)入(ru)軌道炮的(de)(de)全面研究和(he)發(fa)展。“創(chuang)新(xin)海軍(jun)樣(yang)機”項(xiang)目比(bi)傳(chuan)統武(wu)器(qi)裝備要“奇(qi)異(yi)”得多，并(bing)(bing)存(cun)在(zai)高度的(de)(de)風(feng)險，它還(huan)在(zai)根本(ben)上偏離了既定需求和(he)作戰概念。因此(ci)，這項(xiang)研究沒有美海軍(jun)的(de)(de)高級領導人的(de)(de)批準(zhun)是不可能發(fa)展的(de)(de)。

美(mei)海(hai)(hai)軍(jun)(jun)計(ji)劃(hua)對“創新(xin)海(hai)(hai)軍(jun)(jun)樣機”項(xiang)目(mu)投入2.7億(yi)美(mei)元的(de)(de)資金(jin)，主(zhu)要(yao)解(jie)決在四個方面的(de)(de)技術(shu)(shu)(shu)難題(ti)(ti)：發射裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、彈(dan)(dan)丸(wan)、脈沖形(xing)成(cheng)網絡(luo)和艦只合(he)(he)成(cheng)。美(mei)海(hai)(hai)軍(jun)(jun)研(yan)究(jiu)辦公(gong)室在項(xiang)目(mu)第(di)一階(jie)段的(de)(de)主(zhu)要(yao)研(yan)究(jiu)工作集中在發射裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)和彈(dan)(dan)丸(wan)。研(yan)究(jiu)的(de)(de)重點是先進密(mi)封發射裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)技術(shu)(shu)(shu)，以(yi)及電磁軌(gui)道炮(pao)(pao)(pao)系(xi)統(tong)的(de)(de)適合(he)(he)體(ti)積、重量，以(yi)便合(he)(he)成(cheng)到艦只，同時經受發射時產生的(de)(de)巨(ju)大(da)電磁沖力。第(di)二階(jie)段的(de)(de)研(yan)究(jiu)工作是將(jiang)發射裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)和彈(dan)(dan)丸(wan)合(he)(he)成(cheng)，形(xing)成(cheng)一整(zheng)套的(de)(de)系(xi)統(tong)。在第(di)一階(jie)段，美(mei)海(hai)(hai)軍(jun)(jun)將(jiang)研(yan)究(jiu)一種(zhong)能(neng)(neng)夠進行多次(ci)發射的(de)(de)炮(pao)(pao)(pao)管(guan)。這(zhe)種(zhong)炮(pao)(pao)(pao)管(guan)能(neng)(neng)夠保持軌(gui)道的(de)(de)斥力。美(mei)海(hai)(hai)軍(jun)(jun)還將(jiang)解(jie)決熱能(neng)(neng)管(guan)理問題(ti)(ti)，將(jiang)炮(pao)(pao)(pao)口初始動能(neng)(neng)從8兆(zhao)焦(jiao)耳(er)提(ti)升到32兆(zhao)焦(jiao)耳(er)，最(zui)后(hou)達到64兆(zhao)焦(jiao)耳(er)。在彈(dan)(dan)丸(wan)方面，美(mei)海(hai)(hai)軍(jun)(jun)需要(yao)研(yan)究(jiu)提(ti)高軌(gui)道炮(pao)(pao)(pao)發射生存力（因為彈(dan)(dan)丸(wan)可能(neng)(neng)經受45000g的(de)(de)重力加速(su)度，并且遇到潛在的(de)(de)電磁干(gan)涉效應），解(jie)決高速(su)制導飛(fei)行和殺傷力機制等問題(ti)(ti)。其它的(de)(de)重要(yao)研(yan)究(jiu)項(xiang)目(mu)還包(bao)括炮(pao)(pao)(pao)管(guan)幾何學、先進材料(liao)（包(bao)括合(he)(he)成(cheng)材料(liao)）、密(mi)封技術(shu)(shu)(shu)和制造技術(shu)(shu)(shu)。

美海軍(jun)水面作戰(zhan)中心達爾格倫分部的(de)(de)電磁發射裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)是支持(chi)“創新海軍(jun)樣機”項目的(de)(de)關(guan)鍵技術裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。該裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)安裝(zhuang)(zhuang)了100兆焦耳(er)的(de)(de)電容器（由(you)通用原子公司研(yan)(yan)究）和(he)經過(guo)整修的(de)(de)、由(you)麥克斯威(wei)爾技術公司根據國防威(wei)脅減少局的(de)(de)指(zhi)令從1986至1999年間研(yan)(yan)制的(de)(de)“綠色農場電子炮(pao)(pao)研(yan)(yan)究和(he)發展裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)”上的(de)(de)90毫米(mi)發射炮(pao)(pao)管。電磁發射裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)在2006年10月(yue)開始(shi)試驗并試運行，并在2007年1月(yue)正式啟用。

為了支(zhi)持(chi)“創(chuang)新海(hai)軍(jun)樣(yang)機”項目，美海(hai)軍(jun)水(shui)面(mian)作戰中(zhong)心(xin)達爾格倫分部在(zai)2008財年底(di)前將(jiang)加(jia)大存儲的(de)電能、改良發(fa)射(she)裝置(zhi)和終端(duan)區以(yi)裝配一(yi)門32兆(zhao)焦(jiao)耳的(de)初始動能的(de)軌道炮。BAE系統(tong)公司武器系統(tong)分部已經(jing)根據一(yi)份540萬(wan)美元(yuan)的(de)合同設(she)計和整修32兆(zhao)焦(jiao)耳的(de)實驗(yan)(yan)發(fa)射(she)裝置(zhi)。該(gai)發(fa)射(she)裝置(zhi)預計在(zai)2007年6月(yue)底(di)在(zai)美海(hai)軍(jun)水(shui)面(mian)作戰中(zhong)心(xin)達爾格倫分部安裝完畢并(bing)進行試運行。據BAE系統(tong)公司稱，這個固定的(de)實驗(yan)(yan)發(fa)射(she)裝置(zhi)的(de)炮管采用層壓鋼板密封，用于炮管壽命的(de)研(yan)究的(de)。來自(zi)美國政府實驗(yan)(yan)室、工業部門和學術界的(de)代表組成的(de)一(yi)個委員(yuan)會為研(yan)究活動提供支(zhi)持(chi)。

美海軍研究(jiu)辦公室計劃到(dao)2008財(cai)年(nian)第三季度(du)末(mo)對32兆焦耳的(de)軌道(dao)炮(pao)進行(xing)(xing)試(shi)驗。如果研究(jiu)成(cheng)果通過鑒定，研究(jiu)將于2009年(nian)8月轉(zhuan)入第二階段，并計劃在2010財(cai)年(nian)底進行(xing)(xing)32兆焦耳發射裝置炮(pao)管(guan)的(de)100發射擊展(zhan)示(shi)和(he)32兆焦耳先進炮(pao)管(guan)密封狀況展(zhan)示(shi)。

在(zai)評估(gu)BAE系(xi)(xi)統(tong)公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)、通(tong)用(yong)原力公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)和(he)(he)諾(nuo)思(si)羅普(pu)格魯曼公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)在(zai)2005年(nian)10月(yue)至(zhi)2006年(nian)3月(yue)間進行的(de)(de)理論(lun)設(she)計(ji)研(yan)(yan)究后，美海軍研(yan)(yan)究辦公(gong)(gong)(gong)(gong)室2006年(nian)6月(yue)選擇了BAE系(xi)(xi)統(tong)公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)和(he)(he)通(tong)用(yong)原子公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)對32焦(jiao)耳(er)軌道(dao)炮(pao)進行30個月(yue)的(de)(de)技(ji)術發(fa)展(zhan)和(he)(he)初步設(she)計(ji)的(de)(de)研(yan)(yan)究，為實戰(zhan)部署(shu)64兆(zhao)焦(jiao)耳(er)動(dong)能的(de)(de)戰(zhan)術系(xi)(xi)統(tong)做準(zhun)備。BAE系(xi)(xi)統(tong)公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)已經獲(huo)得了930萬美元的(de)(de)合(he)同(tong)，負責電磁軌道(dao)炮(pao)的(de)(de)樣炮(pao)技(ji)術和(he)(he)初步設(she)計(ji)。通(tong)用(yong)原子公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)獲(huo)得了960萬美元的(de)(de)合(he)同(tong)，協同(tong)波(bo)音公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)、L-3通(tong)信公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)、SPARTA復合(he)材料(liao)公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)和(he)(he)杰克森工程(cheng)公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)，共(gong)同(tong)研(yan)(yan)究和(he)(he)發(fa)展(zhan)電磁軌道(dao)炮(pao)發(fa)射(she)裝置(zhi)所需技(ji)術。另外由(you)波(bo)音公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)和(he)(he)Draper公(gong)(gong)(gong)(gong)司(si)共(gong)同(tong)研(yan)(yan)究彈丸和(he)(he)綜合(he)發(fa)射(she)包的(de)(de)理論(lun)，包括綜合(he)發(fa)射(she)包炮(pao)管的(de)(de)動(dong)力學、飛行彈體和(he)(he)空(kong)氣熱力學特征、殺傷(shang)力和(he)(he)發(fa)射(she)生存力、制(zhi)導和(he)(he)導航和(he)(he)控制(zhi)。

至(zhi)于高級脈(mo)沖力量研(yan)究工(gong)(gong)作(zuo)由美陸軍負責進(jin)行，計(ji)劃(hua)在(zai)08財年進(jin)行展示。其它的研(yan)究工(gong)(gong)作(zuo)還(huan)包括(kuo)高能(neng)密度(du)電容(rong)器(qi)和多次發射活(huo)動的熱(re)能(neng)管理。

如果“創(chuang)新(xin)海(hai)軍(jun)(jun)樣機”項目通(tong)過09年(nian)(nian)(nian)的評估(gu)，那么第(di)(di)1階(jie)段的工(gong)作將(jiang)于2011年(nian)(nian)(nian)結束，第(di)(di)2階(jie)段的工(gong)作將(jiang)持續(xu)至2015財(cai)年(nian)(nian)(nian)。如果研(yan)究工(gong)作一(yi)切進展順利(li)，海(hai)軍(jun)(jun)海(hai)上(shang)(shang)系統司(si)令部可以在(zai)2015財(cai)年(nian)(nian)(nian)對電磁(ci)軌(gui)道炮進行全方位的研(yan)究和發展。64兆焦耳的電磁(ci)軌(gui)道炮的戰術系統的海(hai)上(shang)(shang)展示(shi)將(jiang)會在(zai)2016財(cai)年(nian)(nian)(nian)進行，并能(neng)在(zai)2020-26年(nian)(nian)(nian)裝備。

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軍工企(qi)業制造(zao)的(de)電磁(ci)軌(gui)道炮原型，將開發這種(zhong)具有超(chao)遠(yuan)射(she)程新型武器的(de)工作(zuo)推進了一步。根(gen)據(ju)海軍公布的(de)信息，炮彈(dan)初(chu)速可(ke)達每秒7000米(mi)至8000米(mi)，能(neng)夠打擊90公里至180公里外的(de)目標。

電(dian)磁炮(pao)(pao)項目經理羅杰·埃利(li)斯說(shuo)，這(zhe)次試射(she)的(de)主(zhu)要(yao)目的(de)是評估(gu)原型炮(pao)(pao)的(de)炮(pao)(pao)管壽命和整體結構。他(ta)說(shuo)，這(zhe)將(jiang)讓海(hai)(hai)軍距(ju)離未來的(de)戰(zhan)術武器系統更近(jin)一步。如果開發成熟，電(dian)磁炮(pao)(pao)將(jiang)能大大加強(qiang)海(hai)(hai)軍的(de)多任(ren)務能力。其(qi)遠(yuan)超普通艦載火炮(pao)(pao)的(de)初速與射(she)程意味著海(hai)(hai)軍可為陸上(shang)軍事行動(dong)實施精確遠(yuan)程火力支援，攔截來襲的(de)敵方巡航導彈或彈道(dao)導彈，以及攻擊敵方艦只等。

由英國BAE軍械(xie)研(yan)制(zhi)公(gong)司美國分部(bu)制(zhi)造(zao)的(de)(de)這(zhe)部(bu)動能(neng)為(wei)32兆焦(jiao)的(de)(de)電磁軌(gui)道炮(pao)“原型機”在一(yi)(yi)周內已經進行(xing)6次試射(she)，試射(she)拉(la)開了為(wei)期兩個月的(de)(de)評估(gu)過程。在這(zhe)一(yi)(yi)過程中(zhong)，海(hai)軍方面將(jiang)評估(gu)BAE制(zhi)造(zao)的(de)(de)這(zhe)部(bu)電磁炮(pao)原型與通用(yong)原子能(neng)系統(tong)公(gong)司制(zhi)造(zao)的(de)(de)另一(yi)(yi)部(bu)電磁炮(pao)原型。通用(yong)原子能(neng)系統(tong)公(gong)司的(de)(de)原型炮(pao)預計將(jiang)于(yu)4月完工。

應用事例

美(mei)海(hai)軍“21世(shi)紀海(hai)上(shang)力量”構想中的(de)海(hai)上(shang)打擊概念，曾將電(dian)磁軌道炮列(lie)為未(wei)來海(hai)軍裝備發展的(de)一項亮點。

2014年7月11日(ri)，美國海軍(jun)研究局（ONR）已經將兩(liang)套電磁(ci)軌道炮(pao)原型機安裝到“米利諾(nuo)基(ji)特(te)”號聯(lian)合高速船（JHSV）上，這艘船駐扎在圣迭(die)戈海軍(jun)基(ji)地內，電磁(ci)軌道炮(pao)原型機已經在實(shi)驗室條件下成功進行了多次測試和發射。

2015年3月2日(ri)，美國(guo)海軍一種以7倍聲(sheng)速(su)發射炮彈的新式武器首(shou)次公開展出。研究人員將(jiang)這種軌道炮描(miao)述為“星球大戰技術”。它(ta)能以7倍聲(sheng)速(su)發射炮彈，可穿透100英里(li)（約合160公里(li)）遠(yuan)的混凝土。

2016年7月13日(ri)， 據俄羅斯衛星網報道，俄羅斯工程(cheng)師研(yan)(yan)制的電磁軌道炮加(jia)速器在俄羅斯科學院高溫聯合研(yan)(yan)究所進行了首次測(ce)試，它能使物體達到第一(yi)宇宙速度。