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磁軌炮（Rail Gun），也(ye)叫軌道炮，是利用電磁發射(she)技術制成的(de)(de)一種先(xian)進的(de)(de)動(dong)能殺傷武器．與傳統的(de)(de)大(da)炮將火藥燃氣壓力作用于(yu)彈(dan)丸不同(tong)，軌道炮是利用電磁系統中電磁場的(de)(de)作用力，其作用的(de)(de)時間要長得多，可大(da)大(da)提高彈(dan)丸的(de)(de)速度和射(she)程。

軌(gui)道(dao)炮因其強大的威(wei)力而引起了世界(jie)各國(guo)軍事(shi)家(jia)們的關(guan)注．自80年代(dai)初期以(yi)來(lai)，電磁軌(gui)道(dao)炮在未來(lai)武器的發展計劃(hua)中，已成為(wei)越來(lai)越重要的部(bu)分。

主要定義

軌(gui)(gui)道炮(pao)(pao)(pao)（Rail Gun）：或譯做磁(ci)軌(gui)(gui)炮(pao)(pao)(pao)、導(dao)(dao)軌(gui)(gui)炮(pao)(pao)(pao)，是電(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)。電(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)是利(li)用(yong)(yong)電(dian)磁(ci)力產生動(dong)能推(tui)進彈(dan)(dan)丸的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)先進的(de)(de)(de)(de)動(dong)能殺(sha)傷(shang)武(wu)器，與(yu)傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)大(da)炮(pao)(pao)(pao)將火藥(yao)燃氣壓(ya)力作用(yong)(yong)于彈(dan)(dan)丸不(bu)同，電(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)是利(li)用(yong)(yong)電(dian)磁(ci)系統中(zhong)電(dian)磁(ci)場的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)力，其作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)時間要長得多，可大(da)大(da)提高(gao)彈(dan)(dan)丸的(de)(de)(de)(de)速(su)度和(he)射程．因(yin)而引起了世界(jie)各國軍事家(jia)們的(de)(de)(de)(de)關注。自80年(nian)代初期(qi)以來，電(dian)磁(ci)炮(pao)(pao)(pao)在(zai)未來武(wu)器的(de)(de)(de)(de)發展計劃中(zhong)，已成(cheng)為越來越重要的(de)(de)(de)(de)部分(fen)。軌(gui)(gui)道炮(pao)(pao)(pao)由兩條(tiao)平行的(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)軌(gui)(gui)組(zu)成(cheng)，彈(dan)(dan)丸夾在(zai)兩條(tiao)導(dao)(dao)軌(gui)(gui)之間。兩軌(gui)(gui)接入電(dian)源，電(dian)流經一(yi)(yi)導(dao)(dao)軌(gui)(gui)流向彈(dan)(dan)丸再流向另一(yi)(yi)導(dao)(dao)軌(gui)(gui)產生強磁(ci)場，磁(ci)場與(yu)電(dian)流相互作用(yong)(yong)，產生強大(da)的(de)(de)(de)(de)安培力推(tui)動(dong)彈(dan)(dan)丸，達到很高(gao)的(de)(de)(de)(de)速(su)度（理論上(shang)可以到達亞光速(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(shi)洛倫茲力，I是(shi)通電導體棒（炮(pao)彈）的電流(liu)(liu)，L是(shi)導體棒長度沿著電流(liu)(liu)方(fang)向的向量，B是(shi)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(kong)磁導率，I是(shi)電流，S是(shi)兩導軌間距。上式(shi)認為導軌寬度不(bu)大，磁場沿著(zhu)導體(ti)棒方向處處相等(deng)。回代F公式(shi)可得l是(shi)電(dian)(dian)流方向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)單位(wei)向(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)，z是(shi)垂直導軌平(ping)面往上的(de)單位(wei)向(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)，兩(liang)者相叉乘得到沿著導軌向(xiang)(xiang)(xiang)前的(de)力(li)。可(ke)以看(kan)出力(li)只與(yu)電(dian)(dian)流大(da)小的(de)平(ping)方成正比(bi)，而且1000安培的(de)電(dian)(dian)流只能產生0.1N的(de)力(li)。

如果僅(jin)僅(jin)圍繞以上設(she)(she)定設(she)(she)計(ji)電(dian)(dian)磁炮裝置(zhi)，采用鋁制長(chang)方(fang)體(ti)作(zuo)為(wei)(wei)彈丸，彈重1g，如通10A電(dian)(dian)流，受力10-5N。如軌道長(chang)1m，終點動(dong)能為(wei)(wei)10-5J，終點速度為(wei)(wei)0.14m/s，基本(ben)看不(bu)出彈丸在運動(dong)。

導體棒切割磁感線(xian)還會(hui)在棒上形成反電動勢E=BLV，進一步降低終(zhong)點效率，彈(dan)丸速度越快這一效應越明顯。

為(wei)了(le)提高(gao)出口初速(su)度，可以考慮以下(xia)做法：

用(yong)電(dian)容等(deng)快(kuai)速放電(dian)裝置提供瞬時大(da)電(dian)流。更大(da)的(de)電(dian)流對供能，放電(dian)，安(an)全等(deng)裝置都提出了更高的(de)要求，這也是(shi)現代軍用(yong)電(dian)磁炮的(de)技術瓶(ping)頸之一(yi)。

外接平行勻強(qiang)磁場(chang)。通過帶鐵(tie)芯的(de)(de)馬蹄形磁鐵(tie)等機構(gou)外加(jia)勻強(qiang)磁場(chang)可以在不依(yi)賴(lai)過度地(di)向導(dao)軌提供電流的(de)(de)情況下獲得更大的(de)(de)加(jia)速磁場(chang)。

增長磁軌。終(zhong)點(dian)動能與磁軌長度(du)的平方根成正(zheng)比(bi)。

采用輕質(zhi)的(de)彈丸。動(dong)能相同的(de)情(qing)況(kuang)下，終點(dian)速度與彈丸質(zhi)量的(de)平方根成反比。

發展歷史

發明

電(dian)磁軌(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)是法國人(ren)維勒魯伯于1920年(nian)(nian)(nian)發明。二(er)戰(zhan)中，德國漢斯勒博士開展(zhan)了(le)對電(dian)磁軌(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)的(de)全(quan)面(mian)研(yan)(yan)究(jiu)。到(dao)1944年(nian)(nian)(nian)，他研(yan)(yan)制出長2米、口徑20毫米的(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)，能把重10克的(de)圓(yuan)柱體(ti)鋁彈丸加(jia)速(su)到(dao)1.08千(qian)米/秒。1945年(nian)(nian)(nian)他又將2門(men)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)串聯起(qi)來(lai)，使炮(pao)彈初速(su)度達到(dao)了(le)1.21千(qian)米/秒。二(er)戰(zhan)期間(jian)，日本研(yan)(yan)究(jiu)感(gan)應加(jia)速(su)式電(dian)磁炮(pao)，并把2千(qian)克的(de)彈丸加(jia)速(su)到(dao)335米/秒。二(er)戰(zhan)之后相當長的(de)一(yi)段時內，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(gui)(gui)道(dao)(dao)炮(pao)研(yan)(yan)究(jiu)中斷(duan)了(le)很久。

發展

從70年代(dai)起(qi)，隨著一(yi)些(xie)技術(shu)(shu)難題相繼被解決，使得電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)的(de)研制得以(yi)(yi)東山再起(qi)。1970年德國(guo)(guo)的(de)哈布和齊(qi)默(mo)爾曼用單極線圈(quan)炮(pao)把(ba)1.3克的(de)金(jin)屬環加速(su)到490米/秒。1978年，澳(ao)大利亞國(guo)(guo)立(li)大學物(wu)理學家(jia)(jia)理查德·馬歇爾和約翰巴伯(bo)等人使用5米長的(de)導(dao)軌炮(pao)，以(yi)(yi)可供1.6兆安電(dian)(dian)流(liu)的(de)550兆焦耳(er)雙層單極發電(dian)(dian)機(ji)為(wei)電(dian)(dian)源，取得了將質量3.3克的(de)塑料彈丸以(yi)(yi)5900米/秒的(de)高速(su)發射成(cheng)功的(de)突破性(xing)進(jin)展(zhan)(zhan)。澳(ao)大利亞的(de)成(cheng)功進(jin)展(zhan)(zhan)，給各國(guo)(guo)電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)研制者以(yi)(yi)巨(ju)大的(de)鼓舞。1978年，美國(guo)(guo)國(guo)(guo)防(fang)部先(xian)后成(cheng)立(li)了電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)發展(zhan)(zhan)研究顧問委員(yuan)會(hui)和技術(shu)(shu)工(gong)(gong)作組(zu)，開(kai)始評估(gu)電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)技術(shu)(shu)現狀及應(ying)用潛力，并建議集(ji)中和協調(diao)國(guo)(guo)家(jia)(jia)的(de)資金(jin)來發展(zhan)(zhan)電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)。20世紀(ji)80年代(dai)美國(guo)(guo)國(guo)(guo)防(fang)委員(yuan)會(hui)得出“未來高性(xing)能(neng)武器必然以(yi)(yi)電(dian)(dian)能(neng)為(wei)基礎”的(de)結論。1991年，美國(guo)(guo)防(fang)部成(cheng)立(li)了“電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)聯(lian)合委員(yuan)會(hui)”，協調(diao)軍隊、能(neng)源部、國(guo)(guo)防(fang)原(yuan)子能(neng)局及戰略防(fang)御倡議機(ji)構分散進(jin)行的(de)電(dian)(dian)炮(pao)研究工(gong)(gong)作。1992年，美國(guo)(guo)已把(ba)一(yi)門口徑90毫(hao)米、炮(pao)口動能(neng)9兆焦的(de)電(dian)(dian)磁(ci)炮(pao)的(de)樣炮(pao)推(tui)到尤馬靶場進(jin)行試驗。

突出優點

電磁軌道(dao)炮有(you)一(yi)(yi)(yi)些突出優點：一(yi)(yi)(yi)是(shi)(shi)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)丸速(su)度(du)快(kuai)，精(jing)度(du)高，射程遠，威(wei)力(li)大(da)。彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)丸約能(neng)在(zai)6分鐘內飛行(xing)200海(hai)里，初始速(su)度(du)達(da)到(dao)2500米/秒，比普通槍彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)速(su)度(du)快(kuai)2至3倍。帶有(you)巨大(da)動(dong)能(neng)的(de)(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)丸通過直接撞擊目標將其摧毀(hui)，威(wei)力(li)極(ji)大(da)。同(tong)時(shi)極(ji)高的(de)(de)(de)飛行(xing)速(su)度(du)可以減少(shao)炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)飛行(xing)時(shi)間，使炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)不(bu)易受到(dao)干擾，保(bao)證了炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)精(jing)度(du)。二(er)是(shi)(shi)炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)體(ti)積小，重量輕(qing)。電磁炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)幾(ji)乎不(bu)使用推(tui)進(jin)劑，減少(shao)了裝藥量，所以炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)體(ti)積只(zhi)是(shi)(shi)傳統120毫米火炮炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)八分之一(yi)(yi)(yi)，重量是(shi)(shi)其十分之一(yi)(yi)(yi)，這樣可顯(xian)著提高武(wu)器系統的(de)(de)(de)攜(xie)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)量，減少(shao)后(hou)勤負擔。艦船(chuan)一(yi)(yi)(yi)次一(yi)(yi)(yi)般只(zhi)能(neng)攜(xie)帶70枚(mei)制導(dao)導(dao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)，而電磁軌道(dao)炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)則(ze)能(neng)輕(qing)易地一(yi)(yi)(yi)次裝載幾(ji)百枚(mei)。三是(shi)(shi)生存能(neng)力(li)強。炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)幾(ji)乎不(bu)裝填(tian)炸(zha)藥，又可減少(shao)炮彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)在(zai)制造、運(yun)輸、儲存方面的(de)(de)(de)安全隱患(huan)。

結構原理

電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮(pao)(pao)聽起來很神(shen)秘，其實它的(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)和原理很簡單(dan)．電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮(pao)(pao)是利用電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)力代替火藥(yao)爆炸(zha)力來加速(su)彈丸(wan)的(de)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)發射系統，它主(zhu)要(yao)由(you)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)、高速(su)開關(guan)、加速(su)裝置和炮(pao)(pao)彈四(si)部分組(zu)成(cheng)．世界上所研制的(de)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮(pao)(pao)，根(gen)據(ju)結(jie)(jie)構(gou)(gou)和原理的(de)不同，可分為以下幾種(zhong)類型：

線圈炮型

線(xian)(xian)(xian)圈(quan)炮(pao)(pao)又稱交(jiao)(jiao)流同軸線(xian)(xian)(xian)圈(quan)炮(pao)(pao)．它(ta)是(shi)(shi)電磁(ci)炮(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)最(zui)早形式，由加(jia)速(su)(su)(su)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)和(he)彈(dan)(dan)(dan)丸線(xian)(xian)(xian)圈(quan)構成．根據通(tong)電線(xian)(xian)(xian)圈(quan)之間磁(ci)場的(de)(de)(de)(de)相互作用原理而工作的(de)(de)(de)(de)．加(jia)速(su)(su)(su)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)固(gu)定在炮(pao)(pao)管中，當它(ta)通(tong)入交(jiao)(jiao)變電流時，產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)變磁(ci)場就會在彈(dan)(dan)(dan)丸線(xian)(xian)(xian)圈(quan)中產(chan)(chan)生(sheng)感應電流．感應電流的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場與(yu)加(jia)速(su)(su)(su)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)電流的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場互相作用，產(chan)(chan)生(sheng)安培力，使彈(dan)(dan)(dan)丸加(jia)速(su)(su)(su)運動并發射出(chu)去．一般普通(tong)實驗室做出(chu)的(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)炮(pao)(pao)不產(chan)(chan)生(sheng)洛倫(lun)茲(zi)力,產(chan)(chan)生(sheng)洛倫(lun)茲(zi)力的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)單級同軸線(xian)(xian)(xian)圈(quan)炮(pao)(pao),一般的(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)炮(pao)(pao)是(shi)(shi)給線(xian)(xian)(xian)圈(quan)通(tong)電使之中心(xin)有磁(ci),將(jiang)目標導體(ti)吸(xi)引至中心(xin)再由慣(guan)性所致(zhi)而拋射出(chu)彈(dan)(dan)(dan)體(ti),由于電容瞬(shun)間斷電,因而不會產(chan)(chan)生(sheng)磁(ci)力將(jiang)炮(pao)(pao)彈(dan)(dan)(dan)吸(xi)引回去,一般的(de)(de)(de)(de)小型線(xian)(xian)(xian)圈(quan)炮(pao)(pao)模型都是(shi)(shi)這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de).

軌道炮型

軌(gui)(gui)道(dao)炮是利(li)用軌(gui)(gui)道(dao)電(dian)流(liu)間(jian)相(xiang)互作用的(de)安培力把彈(dan)(dan)丸發射出去．它由兩條平行(xing)的(de)長直導(dao)軌(gui)(gui)組成，導(dao)軌(gui)(gui)間(jian)放置一質(zhi)量(liang)(liang)較小(xiao)的(de)滑(hua)塊作為彈(dan)(dan)丸．當兩軌(gui)(gui)接入(ru)電(dian)源時，強(qiang)大(da)的(de)電(dian)流(liu)從一導(dao)軌(gui)(gui)流(liu)入(ru)，經滑(hua)塊從另一導(dao)軌(gui)(gui)流(liu)回時，在兩導(dao)軌(gui)(gui)平面間(jian)產生強(qiang)磁場，通電(dian)流(liu)的(de)滑(hua)塊在安培力的(de)作用下(xia)，彈(dan)(dan)丸會以很大(da)的(de)速度射出，這就是軌(gui)(gui)道(dao)炮的(de)發射原理．質(zhi)量(liang)(liang)越(yue)大(da)動能越(yue)大(da),威(wei)力越(yue)大(da),耗能量(liang)(liang)越(yue)大(da).

重接炮型

重(zhong)接炮是(shi)一(yi)種(zhong)多(duo)級加速(su)(su)的(de)(de)(de)無接觸(chu)電磁發射裝置，沒(mei)有炮管，但(dan)要求彈丸在進(jin)入重(zhong)接炮之(zhi)前應有一(yi)定的(de)(de)(de)初速(su)(su)度．其結構和工作(zuo)原(yuan)理是(shi)利用(yong)兩(liang)個矩(ju)形(xing)線圈上(shang)下分(fen)置，之(zhi)間有間隙(xi)．長方形(xing)的(de)(de)(de)“炮彈”在兩(liang)個矩(ju)形(xing)線圈產(chan)生的(de)(de)(de)磁場(chang)中(zhong)受(shou)到強磁場(chang)力(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，穿(chuan)過間隙(xi)在其中(zhong)加速(su)(su)前進(jin)．重(zhong)接炮是(shi)電磁炮的(de)(de)(de)最新(xin)發展(zhan)形(xing)式(shi)．

特點用途

特點

電磁炮(pao)與常規火炮(pao)相比，有以(yi)下(xia)特點：

電磁(ci)炮利(li)用電磁(ci)力所(suo)作(zuo)(zuo)的功(gong)作(zuo)(zuo)為發射能(neng)量，不會產(chan)生強大的沖擊波和彌漫的煙(yan)霧，因而(er)具有(you)良好的隱蔽性(xing)．電磁(ci)炮可根據(ju)目標的性(xing)質和距離(li)，調(diao)(diao)節、選擇適當的能(neng)量來調(diao)(diao)整彈(dan)丸的射程．

電磁炮沒有(you)圓(yuan)形(xing)炮管，彈(dan)丸體(ti)積小(xiao)，重量輕(qing)，使其在飛行時的空氣阻(zu)力很小(xiao)，因而電磁炮的發射(she)穩定性好，初速度高(gao)，射(she)程遠．由于電磁炮的發射(she)過(guo)程全部由計算(suan)機控制(zhi)，彈(dan)頭又裝有(you)激光制(zhi)導(dao)或其他制(zhi)導(dao)裝置(zhi)，所(suo)以(yi)具有(you)很高(gao)的射(she)擊精度．

從發(fa)(fa)射能(neng)量(liang)的成(cheng)本來(lai)看，常規火炮的發(fa)(fa)射藥(yao)產生每(mei)兆(zhao)焦(jiao)耳能(neng)量(liang)需10美元，而電磁炮只需0.1美元．而且電磁炮還可以省去火炮的藥(yao)筒和(he)發(fa)(fa)射裝置，故而重量(liang)輕、體積(ji)小(xiao)、結構(gou)簡(jian)單、運輸以及后勤保障(zhang)等方(fang)面(mian)更為(wei)安全可靠(kao)和(he)方(fang)便(bian)．

用途

電(dian)磁炮作為發(fa)展(zhan)中的高(gao)技術兵器，其軍事用(yong)途十(shi)分廣泛．

（一）用于天基(ji)反導(dao)系統：電磁(ci)(ci)炮(pao)由于初(chu)速(su)度極高(gao)，可(ke)用于摧(cui)毀空間的(de)(de)(de)低軌(gui)道衛(wei)星(xing)和(he)導(dao)彈(dan)，還(huan)可(ke)以攔(lan)截由艦只和(he)裝甲車發(fa)射(she)的(de)(de)(de)導(dao)彈(dan)．因此(ci)，在美國(guo)的(de)(de)(de)“星(xing)球大戰”計劃中，電磁(ci)(ci)軌(gui)道炮(pao)成(cheng)為(wei)一項(xiang)主要研究(jiu)的(de)(de)(de)任(ren)務．

（二）用于(yu)防(fang)空(kong)(kong)系統：美軍認為可用電磁(ci)炮(pao)代替高射(she)(she)(she)武器和(he)防(fang)空(kong)(kong)導彈遂行防(fang)空(kong)(kong)任務(wu)．美國正(zheng)在研(yan)制(zhi)長7.5米、發(fa)射(she)(she)(she)速度為500發(fa)/分、射(she)(she)(she)程達幾十千米的(de)電磁(ci)炮(pao)，準(zhun)備(bei)替代艦(jian)上的(de)“火神——方陣防(fang)空(kong)(kong)系統”．用它不僅能(neng)打(da)擊臨空(kong)(kong)的(de)各(ge)種飛(fei)機(ji)，還能(neng)在遠距離攔截空(kong)(kong)對艦(jian)導彈．英國也正(zheng)在積極研(yan)制(zhi)用于(yu)裝甲車的(de)防(fang)空(kong)(kong)電磁(ci)炮(pao)．

（三）用(yong)于反裝甲武(wu)器(qi)：美國的(de)(de)打靶試(shi)驗證明，電磁炮(pao)(pao)(pao)是對付(fu)坦克(ke)(ke)(ke)裝甲的(de)(de)有(you)效(xiao)手段．發(fa)射質量為50克(ke)(ke)(ke)、速度(du)為3km/s的(de)(de)炮(pao)(pao)(pao)彈(dan)，可(ke)(ke)穿透(tou)25.4mm厚(hou)的(de)(de)裝甲．有(you)關資料還報道，用(yong)一(yi)種電磁炮(pao)(pao)(pao)做試(shi)驗，完全可(ke)(ke)以穿透(tou)模(mo)擬的(de)(de)T－72、T－80坦克(ke)(ke)(ke)的(de)(de)裝甲厚(hou)度(du)．由此可(ke)(ke)見(jian)，電磁炮(pao)(pao)(pao)具有(you)很強的(de)(de)穿透(tou)能(neng)力，是非常優良的(de)(de)反裝甲武(wu)器(qi)．

（四）用于改裝(zhuang)常(chang)規火炮(pao)：隨著電(dian)磁發射技術的(de)發展，在普通火炮(pao)的(de)炮(pao)口加裝(zhuang)電(dian)磁加速系統，可(ke)大(da)(da)大(da)(da)提高火炮(pao)的(de)射程(cheng)．美國(guo)利用這一技術，已將火炮(pao)射程(cheng)加大(da)(da)到(dao)150km．

(五(wu)) 變(bian)殺人工(gong)(gong)具(ju)為交通工(gong)(gong)具(ju)，對于(yu)月球開發(fa)，采用軌道炮技術發(fa)射月基貨運飛船返回地球，將大大減少(shao)燃料消耗，飛船僅攜帶少(shao)量的調姿和變(bian)軌用的燃料。從而(er)為月地貨運運輸提供一個廉價(jia)、可重復利用的發(fa)射平臺(tai)。

研發進展

一(yi)艘(sou)大型(xing)驅(qu)逐艦(jian)獲得了300公里外敵(di)軍指揮(hui)部(bu)的位置坐標(biao)，不過它并沒有(you)(you)發射價值一(yi)百萬美元的戰斧巡航(hang)導(dao)彈來(lai)摧毀目(mu)標(biao)，而(er)是從炮管(guan)的超(chao)(chao)導(dao)電磁軌道中發射出一(yi)枚(mei)長約(yue)1米，重約(yue)20千克的炮彈，這種炮彈的動(dong)力來(lai)源既非火藥，也不是燃料(liao)，而(er)是來(lai)自(zi)軍艦(jian)發動(dong)機為(wei)大炮注入(ru)的電能，炮彈以超(chao)(chao)過7倍(bei)音(yin)速(su)的速(su)度(du)脫膛(tang)而(er)出，它那令人難以置信的速(su)度(du)使它擁有(you)(you)足夠的動(dong)能讓目(mu)標(biao)在瞬(shun)間灰飛煙滅。

電磁軌(gui)道炮的(de)(de)炮管由兩條長約6米的(de)(de)平行導軌(gui)組成(cheng)，之(zhi)間(jian)通過(guo)一個光滑(hua)的(de)(de)轉子(zi)相連(lian)，電流(liu)從一條軌(gui)道流(liu)出，經過(guo)轉子(zi)后(hou)再(zai)由另一條軌(gui)道流(liu)回(hui)，這條回(hui)路產生磁場(chang)推(tui)動轉子(zi)，進而(er)再(zai)推(tui)動位于轉子(zi)前方(fang)的(de)(de)炮彈飛出軌(gui)道。

普通艦炮(pao)(pao)的(de)射程只(zhi)有20千(qian)米(mi)，而(er)且(qie)準確度很差，巡航導(dao)彈(dan)的(de)有效射程雖然超過了300千(qian)米(mi)，但它(ta)們(men)造(zao)價昂(ang)貴，而(er)且(qie)一艘(sou)艦艇最多(duo)(duo)只(zhi)能(neng)攜帶70枚，由于無法(fa)在海上裝(zhuang)卸(xie)，補充時還必須返(fan)回港口。電磁軌(gui)道炮(pao)(pao)則以射程遠、成本低、運輸以及(ji)補充便(bian)利等多(duo)(duo)項優勢而(er)被(bei)美國國防部寄予厚(hou)望(wang)。電磁軌(gui)道炮(pao)(pao)甚至還被(bei)美國陸(lu)軍(jun)(jun)看成是2020年后陸(lu)軍(jun)(jun)戰車(che)主要武器的(de)候選技術方案。

不(bu)過電磁發射在(zai)技術上的(de)(de)研究工(gong)作可能(neng)(neng)還(huan)(huan)要(yao)持續(xu)20多年，因為還(huan)(huan)沒有哪艘軍艦(jian)(jian)能(neng)(neng)產生(sheng)并且儲存開炮(pao)(pao)(pao)所(suo)需的(de)(de)電能(neng)(neng)。在(zai)過去，驅(qu)逐艦(jian)(jian)上90%的(de)(de)能(neng)(neng)量都用于供給推進系統。除此之(zhi)外(wai)，面臨的(de)(de)挑(tiao)戰還(huan)(huan)包括(kuo)：確(que)保準確(que)命中目標的(de)(de)高精度(du)(du)(du)控制技術，炮(pao)(pao)(pao)彈對(dui)巨(ju)大(da)加(jia)速(su)(su)度(du)(du)(du)的(de)(de)承受能(neng)(neng)力(li)(li)等。由(you)于距離(li)目標超(chao)過了300千(qian)米，所(suo)以(yi)這種炮(pao)(pao)(pao)不(bu)能(neng)(neng)像(xiang)普(pu)通槍管(guan)一樣(yang)去瞄準，而(er)需要(yao)空氣動(dong)力(li)(li)學的(de)(de)校正，炮(pao)(pao)(pao)彈到(dao)了空中也必須由(you)來自衛星(xing)的(de)(de)指令對(dui)其運(yun)行方(fang)向進行修正。同時，炮(pao)(pao)(pao)彈在(zai)出膛時的(de)(de)加(jia)速(su)(su)度(du)(du)(du)會達(da)到(dao)地球重(zhong)力(li)(li)加(jia)速(su)(su)度(du)(du)(du)的(de)(de)45000倍，炮(pao)(pao)(pao)彈上攜帶的(de)(de)電子(zi)器件必須經受得(de)住這種加(jia)速(su)(su)度(du)(du)(du)。此外(wai)，要(yao)使轉子(zi)在(zai)炮(pao)(pao)(pao)管(guan)中高速(su)(su)運(yun)動(dong)也很困(kun)難(nan)。

美國(guo)(guo)海(hai)軍(jun)正與英(ying)國(guo)(guo)國(guo)(guo)防部一道研制(zhi)這(zhe)(zhe)種(zhong)電(dian)磁(ci)軌(gui)道炮(pao)，他們準(zhun)備把(ba)驅逐艦變成一個超長的(de)(de)機(ji)關槍，在(zai)一分鐘內(nei)就(jiu)可以(yi)(yi)發射12發這(zhe)(zhe)種(zhong)廉(lian)價的(de)(de)炮(pao)彈。位(wei)于英(ying)國(guo)(guo)柯(ke)爾庫布里的(de)(de)一家工廠已經(jing)在(zai)2003年(nian)按1∶8的(de)(de)比例(li)生產出了(le)(le)這(zhe)(zhe)種(zhong)電(dian)磁(ci)軌(gui)道炮(pao)的(de)(de)樣品(pin)，并在(zai)試驗(yan)中射出了(le)(le)以(yi)(yi)6倍(bei)音速(su)穩定(ding)飛行(xing)的(de)(de)炮(pao)彈。不(bu)過據美國(guo)(guo)海(hai)軍(jun)海(hai)洋系統司(si)令部的(de)(de)羅(luo)杰·麥金(jin)尼(ni)斯上校估計(ji)，美國(guo)(guo)的(de)(de)電(dian)磁(ci)軌(gui)道炮(pao)最(zui)早也要到(dao)2015年(nian)才能交(jiao)付使用。

經過(guo)多年(nian)的努力，用于電磁軌(gui)道炮的科(ke)學技術取得了(le)相當(dang)大的進展(zhan)，已(yi)經可以在軍(jun)事(shi)應用中進行實踐(jian)探索，并為研究電磁軌(gui)道炮作(zuo)戰系統奠定(ding)了(le)堅實的基礎。

一是(shi)美(mei)(mei)國(guo)防部決定(ding)研究DDG-1000綜合(he)(he)電(dian)力(li)系統艦，為(wei)(wei)新一代電(dian)能武器系統包(bao)括軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)的(de)(de)(de)研究打開(kai)方便之門(men)。因為(wei)(wei)軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)所需(xu)(xu)要的(de)(de)(de)電(dian)力(li)取(qu)決于(yu)發(fa)(fa)(fa)射(she)彈(dan)丸(wan)(wan)的(de)(de)(de)速(su)(su)率。綜合(he)(he)電(dian)力(li)系統艦的(de)(de)(de)額定(ding)電(dian)功率為(wei)(wei)80兆瓦(wa)，具有足夠的(de)(de)(de)電(dian)力(li)維持15-30兆瓦(wa)的(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)6-12發(fa)(fa)(fa)/分鐘的(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)發(fa)(fa)(fa)射(she)彈(dan)丸(wan)(wan)。同時軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)不需(xu)(xu)要火藥和其它含能爆炸物，從而提高(gao)了(le)(le)艦只的(de)(de)(de)安(an)全(quan)，并(bing)減少后勤保障(zhang)的(de)(de)(de)費(fei)用。二(er)是(shi)精確制(zhi)(zhi)導技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)推動電(dian)磁軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)，美(mei)(mei)軍(jun)在制(zhi)(zhi)導、導航和控(kong)制(zhi)(zhi)系統技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)應用的(de)(de)(de)增(zeng)加為(wei)(wei)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)體積(ji)更(geng)(geng)小、殺傷力(li)更(geng)(geng)高(gao)且費(fei)用更(geng)(geng)小的(de)(de)(de)彈(dan)丸(wan)(wan)提供了(le)(le)機會。這(zhe)種趨(qu)勢僅從費(fei)用少、速(su)(su)度(du)高(gao)的(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)炮(pao)(pao)的(de)(de)(de)彈(dan)丸(wan)(wan)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)中受益。三是(shi)炮(pao)(pao)管(guan)壽命(ming)的(de)(de)(de)延長(chang)。德克(ke)薩(sa)斯(si)大(da)(da)學(xue)(xue)先進(jin)(jin)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)學(xue)(xue)院(yuan)為(wei)(wei)美(mei)(mei)陸軍(jun)研究的(de)(de)(de)炮(pao)(pao)管(guan)壽命(ming)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)取(qu)得重大(da)(da)進(jin)(jin)展(zhan)。電(dian)樞(shu)與導軌接(jie)(jie)觸面受兩種磨損現象的(de)(de)(de)影響，限制(zhi)(zhi)了(le)(le)炮(pao)(pao)管(guan)的(de)(de)(de)壽命(ming)：一種是(shi)刨削(xue)現象，另一種是(shi)平移現象。美(mei)(mei)國(guo)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)人員完全(quan)了(le)(le)解了(le)(le)導致高(gao)速(su)(su)刨削(xue)的(de)(de)(de)物理(li)原因，找(zhao)到解決該(gai)問題的(de)(de)(de)材料。在炮(pao)(pao)口，當電(dian)樞(shu)從金屬與金屬的(de)(de)(de)接(jie)(jie)觸轉(zhuan)變到電(dian)弧接(jie)(jie)觸時，相應的(de)(de)(de)等離子會損壞軌道(dao)(dao)。德克(ke)薩(sa)斯(si)大(da)(da)學(xue)(xue)高(gao)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)學(xue)(xue)院(yuan)已(yi)經展(zhan)示了(le)(le)成功處理(li)平移問題的(de)(de)(de)方法。

2001年11月，美(mei)海軍(jun)高技術研究所通過參數(shu)研究和(he)建模(mo)活動(dong)取得了新型電磁(ci)軌道炮(pao)系統的(de)(de)主要(yao)性能(neng)(neng)參數(shu)：軌道炮(pao)是可(ke)以安裝在水面(mian)艦(jian)只上，其重量相(xiang)當于為155毫米高級火(huo)炮(pao)系統，能(neng)(neng)夠(gou)以63兆焦耳(er)初始動(dong)能(neng)(neng)和(he)2500米/秒（7.5馬赫）的(de)(de)初速(su)(su)度(du)(du)發射20公斤的(de)(de)彈(dan)丸。高速(su)(su)彈(dan)丸只需要(yao)6分鐘就達(da)到200海里(li)以外(wai)的(de)(de)目標(biao)，并能(neng)(neng)以5馬赫的(de)(de)速(su)(su)度(du)(du)對(dui)目標(biao)實行動(dong)能(neng)(neng)碰撞。研究還估計了脈(mo)沖形成網(wang)絡(luo)（PFN）能(neng)(neng)夠(gou)產生彈(dan)丸所需要(yao)的(de)(de)初始動(dong)能(neng)(neng)和(he)速(su)(su)度(du)(du)。

隨著(zhu)美(mei)海軍啟動DDG-1000的(de)(de)(de)(de)研究的(de)(de)(de)(de)深入(ru)，美(mei)海軍計劃把(ba)電(dian)磁炮(pao)安裝到該平臺(tai)上(shang)去，并于(yu)(yu)2003年授予BAE系(xi)(xi)統公(gong)司武器系(xi)(xi)統分(fen)部一份合(he)同，進行為期6個月的(de)(de)(de)(de)將(jiang)軌(gui)(gui)道(dao)炮(pao)合(he)成到新型驅(qu)逐艦(jian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)研究。經過研究，BAE系(xi)(xi)統公(gong)司認為，擁有81兆瓦電(dian)能的(de)(de)(de)(de)DDG-1000綜合(he)電(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)統艦(jian)可以為兩門軌(gui)(gui)道(dao)炮(pao)提供足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)電(dian)力(li)(li)。在艦(jian)只(zhi)以10-18節的(de)(de)(de)(de)速度航(hang)行時，軌(gui)(gui)道(dao)炮(pao)可以每(mei)分(fen)鐘發射10-12發炮(pao)彈。軌(gui)(gui)道(dao)炮(pao)的(de)(de)(de)(de)重量和(he)體積(ji)都適合(he)于(yu)(yu)安裝在水面(mian)艦(jian)只(zhi)上(shang)，合(he)成工作面(mian)臨的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要工程問題(ti)只(zhi)是軌(gui)(gui)道(dao)炮(pao)產生的(de)(de)(de)(de)熱能管理(li)。

軌道炮研(yan)究史上一個重大里(li)程(cheng)碑是(shi)美(mei)海(hai)(hai)軍2003年4月在蘇格蘭(lan)柯爾庫(ku)布里(li)郡(jun)成功完(wan)(wan)成90毫米口徑(jing)電(dian)磁(ci)炮如何(he)發(fa)射高(gao)超音速(su)彈藥(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)上演示驗(yan)證(zheng)試(shi)驗(yan)。此次試(shi)驗(yan)是(shi)美(mei)海(hai)(hai)軍海(hai)(hai)上系(xi)統司(si)令部與(yu)英國奎奈蒂克公司(si)電(dian)磁(ci)炮工廠(chang)共同完(wan)(wan)成，試(shi)驗(yan)使用的(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)統是(shi)一臺只有(you)未來(lai)原型機(ji)1/8大小的(de)(de)(de)(de)(de)樣機(ji)，但是(shi)以2500米/秒以上初速(su)度（確(que)切的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度仍是(shi)機(ji)密的(de)(de)(de)(de)(de)）發(fa)射了(le)彈丸。包(bao)括美(mei)海(hai)(hai)軍艦(jian)隊司(si)令羅伯特·耐特上將及海(hai)(hai)軍研(yan)究局局長杰(jie)伊(yi)·科(ke)恩少(shao)將在內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)諸(zhu)多美(mei)國海(hai)(hai)軍高(gao)級官員到場觀看了(le)此項擁有(you)廣闊前景(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)技術驗(yan)證(zheng)試(shi)驗(yan)。此次試(shi)驗(yan)是(shi)為海(hai)(hai)軍火(huo)力改革和轉(zhuan)變新一代艦(jian)炮海(hai)(hai)軍水面(mian)作戰艦(jian)艇的(de)(de)(de)(de)(de)角色(se)而發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)能(neng)武器所邁(mai)出的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵一步(bu)。

美(mei)海(hai)(hai)(hai)軍海(hai)(hai)(hai)上(shang)系(xi)統司(si)令部將在(zai)庫爾(er)克(ke)布(bu)(bu)里的(de)試(shi)驗結果(guo)提(ti)交到(dao)美(mei)海(hai)(hai)(hai)軍海(hai)(hai)(hai)上(shang)研究顧問委員會電(dian)(dian)磁炮技術(shu)研究小組(zu)。該小組(zu)在(zai)2004年(nian)2月公布(bu)(bu)了一(yi)份評(ping)估(gu)報告。該報告認(ren)為(wei)電(dian)(dian)磁炮是一(yi)種(zhong)具有(you)(you)潛力的(de)轉(zhuan)型武器，并建議海(hai)(hai)(hai)軍啟動一(yi)項風(feng)險減少(shao)研究計(ji)(ji)劃確保該種(zhong)武器適用于未來(lai)驅逐艦(jian)計(ji)(ji)劃。該小組(zu)還認(ren)為(wei)電(dian)(dian)磁炮是一(yi)種(zhong)對200海(hai)(hai)(hai)里以外(wai)目(mu)標實施(shi)致命打(da)擊(ji)的(de)革命性電(dian)(dian)磁炮作戰(zhan)系(xi)統，并且同時具有(you)(you)增(zeng)大(da)(da)彈(dan)藥(yao)儲量、提(ti)高發全、減少(shao)費用和后勤保障需求等優勢。放棄這(zhe)項研究是一(yi)大(da)(da)錯誤。

2007年1月(yue)16日，美(mei)國(guo)海軍(jun)(jun)研究(jiu)辦(ban)公室（ONR）在弗吉尼亞(ya)州(zhou)海軍(jun)(jun)水面作(zuo)戰中心達(da)爾(er)格倫分部(bu)舉行(xing)新型(xing)電(dian)磁裝置(zhi)交付儀式(shi)。美(mei)海軍(jun)(jun)沒有(you)采用剪刀剪彩(cai)這(zhe)一(yi)傳統的做法，而是打(da)破慣例，用一(yi)門90毫(hao)米口徑(jing)的試驗型(xing)電(dian)磁炮(pao)(pao)發(fa)(fa)射(she)1發(fa)(fa)高(gao)速(su)(su)炮(pao)(pao)彈(dan)(dan)穿透(tou)了儀式(shi)彩(cai)帶。這(zhe)發(fa)(fa)炮(pao)(pao)彈(dan)(dan)在炮(pao)(pao)口的初始(shi)動(dong)能(neng)(neng)達(da)到7.4兆焦耳，初速(su)(su)度達(da)2146米/秒。但意義更為(wei)重大(da)的是，這(zhe)部(bu)新型(xing)電(dian)磁炮(pao)(pao)的交付再(zai)一(yi)次證實美(mei)海軍(jun)(jun)對高(gao)能(neng)(neng)電(dian)磁軌(gui)道(dao)炮(pao)(pao)充滿信(xin)心。美(mei)海軍(jun)(jun)將把(ba)這(zhe)種電(dian)磁軌(gui)道(dao)炮(pao)(pao)作(zuo)為(wei)轉(zhuan)型(xing)武(wu)器方(fang)案，通過發(fa)(fa)射(she)投放高(gao)速(su)(su)彈(dan)(dan)丸(wan)對遠距(ju)離目標實施精確打(da)擊(ji)來變革美(mei)海軍(jun)(jun)的海上(shang)攻(gong)擊(ji)行(xing)動(dong)。

達爾(er)格倫分(fen)部的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)射(she)試(shi)驗裝置的(de)(de)(de)(de)(de)交付僅是(shi)一個開(kai)端(duan)，美(mei)海(hai)(hai)軍(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)標(biao)(biao)是(shi)研(yan)制能夠從離海(hai)(hai)岸300多(duo)海(hai)(hai)里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)戰艦(jian)上(shang)持續發(fa)射(she)精確彈藥(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)戰術系統。盡管這(zhe)種彈藥(yao)(yao)只含(han)有少(shao)量(liang)或是(shi)幾乎不含(han)有高(gao)爆材料(liao)，但通過彈丸的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)速(su)度(du)碰撞能夠對目(mu)標(biao)(biao)造(zao)成毀壞。電(dian)磁軌道炮克服(fu)了常規大(da)炮在射(she)程(cheng)短(duan)(duan)、飛(fei)行(xing)(xing)時間(jian)短(duan)(duan)和(he)對殺傷(shang)力有限(xian)(xian)等方面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)局限(xian)(xian)性(xing)。由于電(dian)磁炮彈沒有爆炸(zha)(zha)材料(liao)，從而(er)消除了生(sheng)產、運輸(shu)、處理和(he)存儲(chu)炸(zha)(zha)藥(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)需求。此外，超(chao)遠的(de)(de)(de)(de)(de)射(she)程(cheng)、極短(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)飛(fei)行(xing)(xing)時間(jian)和(he)高(gao)殺傷(shang)性(xing)都極大(da)地提升美(mei)海(hai)(hai)軍(jun)未來遠程(cheng)作戰的(de)(de)(de)(de)(de)攻擊力。通過使用極高(gao)電(dian)流(liu)產生(sheng)強(qiang)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)磁力，美(mei)海(hai)(hai)軍(jun)未來的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)磁軌道炮能以(yi)超(chao)過7馬(ma)赫的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)發(fa)射(she)彈丸，彈丸首先迅速(su)進(jin)(jin)入(ru)外大(da)氣層(ceng)空間(jian)，進(jin)(jin)行(xing)(xing)無阻(zu)力飛(fei)行(xing)(xing)，隨后(hou)再次進(jin)(jin)入(ru)大(da)氣層(ceng)以(yi)5馬(ma)赫以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)打擊目(mu)標(biao)(biao)。

美海軍研究辦(ban)公室(shi)努力推(tui)動電磁軌道炮(pao)的研究達到軍事使用階段，并計劃在(zai)2020-25年間裝備(bei)部隊。

2005年(nian)8月，美海(hai)軍(jun)(jun)啟(qi)動(dong)一(yi)個(ge)名為“創(chuang)新海(hai)軍(jun)(jun)樣(yang)機”的(de)項目，并希望通過對這個(ge)過渡(du)項目的(de)投資，獲(huo)得(de)相對成(cheng)熟(shu)的(de)技術，以便在(zai)未來(lai)4至8年(nian)里轉入軌道炮(pao)的(de)全面研究(jiu)(jiu)和發(fa)展。“創(chuang)新海(hai)軍(jun)(jun)樣(yang)機”項目比傳統武器(qi)裝備要(yao)“奇異”得(de)多(duo)，并存(cun)在(zai)高度(du)的(de)風(feng)險，它還在(zai)根本(ben)上(shang)偏離了既定(ding)需求和作戰概念。因(yin)此，這項研究(jiu)(jiu)沒有(you)美海(hai)軍(jun)(jun)的(de)高級(ji)領(ling)導人的(de)批準是不可能發(fa)展的(de)。

美(mei)(mei)(mei)海軍計劃(hua)對“創新海軍樣(yang)機”項(xiang)目(mu)投(tou)入2.7億美(mei)(mei)(mei)元的(de)(de)資(zi)金，主要解決在(zai)(zai)(zai)(zai)四個(ge)方面的(de)(de)技(ji)(ji)術難題(ti)：發(fa)射裝置(zhi)(zhi)(zhi)、彈丸(wan)、脈沖(chong)形成(cheng)網(wang)絡和(he)艦只(zhi)(zhi)合成(cheng)。美(mei)(mei)(mei)海軍研究(jiu)(jiu)辦公室在(zai)(zai)(zai)(zai)項(xiang)目(mu)第(di)(di)一階段的(de)(de)主要研究(jiu)(jiu)工作集中在(zai)(zai)(zai)(zai)發(fa)射裝置(zhi)(zhi)(zhi)和(he)彈丸(wan)。研究(jiu)(jiu)的(de)(de)重(zhong)點是先進(jin)密封發(fa)射裝置(zhi)(zhi)(zhi)技(ji)(ji)術，以(yi)及電磁(ci)(ci)軌(gui)道炮(pao)系統的(de)(de)適(shi)合體積(ji)、重(zhong)量，以(yi)便合成(cheng)到(dao)艦只(zhi)(zhi)，同時經受發(fa)射時產生的(de)(de)巨(ju)大電磁(ci)(ci)沖(chong)力(li)。第(di)(di)二階段的(de)(de)研究(jiu)(jiu)工作是將(jiang)發(fa)射裝置(zhi)(zhi)(zhi)和(he)彈丸(wan)合成(cheng)，形成(cheng)一整套的(de)(de)系統。在(zai)(zai)(zai)(zai)第(di)(di)一階段，美(mei)(mei)(mei)海軍將(jiang)研究(jiu)(jiu)一種能(neng)夠(gou)進(jin)行(xing)多(duo)次發(fa)射的(de)(de)炮(pao)管。這種炮(pao)管能(neng)夠(gou)保持(chi)軌(gui)道的(de)(de)斥力(li)。美(mei)(mei)(mei)海軍還將(jiang)解決熱能(neng)管理問題(ti)，將(jiang)炮(pao)口初始(shi)動能(neng)從8兆(zhao)(zhao)焦耳提升到(dao)32兆(zhao)(zhao)焦耳，最后達(da)到(dao)64兆(zhao)(zhao)焦耳。在(zai)(zai)(zai)(zai)彈丸(wan)方面，美(mei)(mei)(mei)海軍需要研究(jiu)(jiu)提高(gao)軌(gui)道炮(pao)發(fa)射生存力(li)（因為彈丸(wan)可能(neng)經受45000g的(de)(de)重(zhong)力(li)加速(su)度，并且遇(yu)到(dao)潛在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)電磁(ci)(ci)干涉效應），解決高(gao)速(su)制導飛行(xing)和(he)殺傷力(li)機制等(deng)問題(ti)。其它的(de)(de)重(zhong)要研究(jiu)(jiu)項(xiang)目(mu)還包(bao)括(kuo)炮(pao)管幾何學、先進(jin)材料(liao)（包(bao)括(kuo)合成(cheng)材料(liao)）、密封技(ji)(ji)術和(he)制造(zao)技(ji)(ji)術。

美(mei)海軍水(shui)面(mian)作戰中心(xin)達爾格倫分部的(de)電(dian)磁發(fa)射裝(zhuang)(zhuang)置是支持(chi)“創新海軍樣機”項目(mu)的(de)關鍵(jian)技術(shu)裝(zhuang)(zhuang)置。該裝(zhuang)(zhuang)置安裝(zhuang)(zhuang)了100兆(zhao)焦耳的(de)電(dian)容器(qi)（由通用原子公(gong)司研究）和(he)經過整(zheng)修的(de)、由麥克斯(si)威爾技術(shu)公(gong)司根據(ju)國防威脅減(jian)少局的(de)指令從1986至(zhi)1999年(nian)(nian)間研制的(de)“綠(lv)色(se)農場電(dian)子炮研究和(he)發(fa)展裝(zhuang)(zhuang)置”上的(de)90毫米發(fa)射炮管。電(dian)磁發(fa)射裝(zhuang)(zhuang)置在(zai)2006年(nian)(nian)10月開始試驗并(bing)試運行，并(bing)在(zai)2007年(nian)(nian)1月正式啟用。

為了支持“創新(xin)海(hai)軍樣機”項目(mu)，美(mei)(mei)(mei)海(hai)軍水(shui)面作戰(zhan)中心達爾格(ge)倫分(fen)部(bu)在2008財年底前將加大存儲的(de)電能、改良(liang)發(fa)射(she)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)和(he)終端區以裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)配一(yi)門32兆焦(jiao)(jiao)耳的(de)初(chu)始動能的(de)軌道炮(pao)。BAE系(xi)統(tong)公司(si)武器系(xi)統(tong)分(fen)部(bu)已經根(gen)據一(yi)份540萬美(mei)(mei)(mei)元的(de)合(he)同設計(ji)和(he)整(zheng)修32兆焦(jiao)(jiao)耳的(de)實(shi)(shi)驗發(fa)射(she)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)。該(gai)發(fa)射(she)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)預計(ji)在2007年6月底在美(mei)(mei)(mei)海(hai)軍水(shui)面作戰(zhan)中心達爾格(ge)倫分(fen)部(bu)安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)完畢并進行試運行。據BAE系(xi)統(tong)公司(si)稱，這個(ge)(ge)固定(ding)的(de)實(shi)(shi)驗發(fa)射(she)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)炮(pao)管(guan)(guan)采用層壓鋼(gang)板密封，用于(yu)炮(pao)管(guan)(guan)壽命的(de)研(yan)究的(de)。來自(zi)美(mei)(mei)(mei)國政府(fu)實(shi)(shi)驗室、工業部(bu)門和(he)學術(shu)界的(de)代(dai)表組成的(de)一(yi)個(ge)(ge)委員(yuan)會為研(yan)究活(huo)動提供支持。

美海軍研(yan)究辦公室計劃到(dao)2008財年(nian)第三季度末對32兆焦耳的(de)軌道炮進(jin)行試(shi)驗。如(ru)果(guo)研(yan)究成(cheng)果(guo)通過鑒定(ding)，研(yan)究將于2009年(nian)8月轉入第二階(jie)段，并計劃在2010財年(nian)底進(jin)行32兆焦耳發射裝置炮管的(de)100發射擊展(zhan)示和(he)32兆焦耳先進(jin)炮管密封(feng)狀況展(zhan)示。

在評估BAE系(xi)統(tong)公(gong)(gong)司(si)(si)(si)、通用(yong)原力(li)公(gong)(gong)司(si)(si)(si)和(he)諾思(si)羅(luo)普格魯曼公(gong)(gong)司(si)(si)(si)在2005年(nian)10月至2006年(nian)3月間(jian)進行(xing)的(de)(de)理論(lun)設(she)計(ji)研(yan)究后，美海軍研(yan)究辦(ban)公(gong)(gong)室2006年(nian)6月選擇了BAE系(xi)統(tong)公(gong)(gong)司(si)(si)(si)和(he)通用(yong)原子公(gong)(gong)司(si)(si)(si)對(dui)32焦耳軌道炮(pao)(pao)進行(xing)30個月的(de)(de)技術發(fa)(fa)展和(he)初(chu)步設(she)計(ji)的(de)(de)研(yan)究，為實戰(zhan)部署(shu)64兆焦耳動能的(de)(de)戰(zhan)術系(xi)統(tong)做準備。BAE系(xi)統(tong)公(gong)(gong)司(si)(si)(si)已經獲得了930萬(wan)美元的(de)(de)合(he)同(tong)，負責電(dian)磁(ci)軌道炮(pao)(pao)的(de)(de)樣炮(pao)(pao)技術和(he)初(chu)步設(she)計(ji)。通用(yong)原子公(gong)(gong)司(si)(si)(si)獲得了960萬(wan)美元的(de)(de)合(he)同(tong)，協同(tong)波音公(gong)(gong)司(si)(si)(si)、L-3通信公(gong)(gong)司(si)(si)(si)、SPARTA復合(he)材料公(gong)(gong)司(si)(si)(si)和(he)杰克(ke)森(sen)工程公(gong)(gong)司(si)(si)(si)，共同(tong)研(yan)究和(he)發(fa)(fa)展電(dian)磁(ci)軌道炮(pao)(pao)發(fa)(fa)射裝置(zhi)所需技術。另外(wai)由波音公(gong)(gong)司(si)(si)(si)和(he)Draper公(gong)(gong)司(si)(si)(si)共同(tong)研(yan)究彈丸和(he)綜(zong)合(he)發(fa)(fa)射包(bao)的(de)(de)理論(lun)，包(bao)括綜(zong)合(he)發(fa)(fa)射包(bao)炮(pao)(pao)管的(de)(de)動力(li)學(xue)(xue)、飛行(xing)彈體和(he)空氣(qi)熱力(li)學(xue)(xue)特征、殺傷力(li)和(he)發(fa)(fa)射生存力(li)、制導(dao)和(he)導(dao)航和(he)控制。

至于高(gao)級脈沖力量(liang)研究工(gong)作由美陸軍負責進(jin)行，計劃在08財年進(jin)行展(zhan)示。其(qi)它的(de)研究工(gong)作還包(bao)括(kuo)高(gao)能(neng)(neng)密度電(dian)容器和多(duo)次發射活動的(de)熱能(neng)(neng)管理。

如(ru)果“創新海軍(jun)樣(yang)機”項目(mu)通過09年(nian)(nian)的評(ping)估，那么(me)第(di)1階段的工(gong)作將于2011年(nian)(nian)結束，第(di)2階段的工(gong)作將持(chi)續至2015財年(nian)(nian)。如(ru)果研究(jiu)工(gong)作一切進展(zhan)順利，海軍(jun)海上系(xi)(xi)統司(si)令(ling)部可以在2015財年(nian)(nian)對電磁軌(gui)道炮進行全方(fang)位的研究(jiu)和(he)發(fa)展(zhan)。64兆(zhao)焦(jiao)耳的電磁軌(gui)道炮的戰術系(xi)(xi)統的海上展(zhan)示將會(hui)在2016財年(nian)(nian)進行，并能在2020-26年(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業制造的電(dian)磁軌(gui)道炮原型(xing)，將(jiang)開發這種具有超遠射程新型(xing)武器(qi)的工作推進了一步。根據海軍公(gong)布的信息，炮彈初(chu)速可達(da)每秒7000米至8000米，能(neng)夠打擊90公(gong)里(li)至180公(gong)里(li)外的目標。

電(dian)(dian)磁炮(pao)項(xiang)目(mu)經理羅杰·埃利斯說，這(zhe)次試射(she)的(de)主要目(mu)的(de)是評估原型炮(pao)的(de)炮(pao)管(guan)壽命和整體結構。他說，這(zhe)將讓(rang)海軍(jun)距離未(wei)來的(de)戰術(shu)武器(qi)系統更近一(yi)步。如果開發(fa)成熟，電(dian)(dian)磁炮(pao)將能大大加強海軍(jun)的(de)多任務能力。其遠(yuan)超(chao)普通艦(jian)載火炮(pao)的(de)初速與射(she)程(cheng)意(yi)味著海軍(jun)可為陸(lu)上(shang)軍(jun)事行(xing)動實施精確(que)遠(yuan)程(cheng)火力支援，攔(lan)截來襲(xi)的(de)敵方巡航導彈(dan)或(huo)彈(dan)道導彈(dan)，以及攻(gong)擊敵方艦(jian)只等。

由英國(guo)(guo)BAE軍(jun)械研制公司(si)美(mei)國(guo)(guo)分部(bu)(bu)制造的(de)(de)這(zhe)部(bu)(bu)動能為32兆焦的(de)(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)軌道炮(pao)“原型(xing)機(ji)”在一周內已經進行6次試(shi)射，試(shi)射拉開了為期兩個(ge)月的(de)(de)評(ping)估(gu)過程。在這(zhe)一過程中，海軍(jun)方面將評(ping)估(gu)BAE制造的(de)(de)這(zhe)部(bu)(bu)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮(pao)原型(xing)與(yu)通(tong)用原子能系(xi)統(tong)公司(si)制造的(de)(de)另一部(bu)(bu)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)炮(pao)原型(xing)。通(tong)用原子能系(xi)統(tong)公司(si)的(de)(de)原型(xing)炮(pao)預計將于4月完工。

應用事例

美海(hai)軍“21世紀海(hai)上力量”構想中的海(hai)上打擊(ji)概念(nian)，曾將電磁軌道炮(pao)列(lie)為未(wei)來海(hai)軍裝備(bei)發展(zhan)的一項(xiang)亮(liang)點。

2014年7月11日，美國(guo)海(hai)軍研究局（ONR）已經將兩套(tao)電(dian)磁軌道(dao)炮原(yuan)型(xing)機(ji)安裝(zhuang)到“米利(li)諾基特(te)”號聯(lian)合高(gao)速船（JHSV）上，這艘船駐扎在圣迭戈海(hai)軍基地內，電(dian)磁軌道(dao)炮原(yuan)型(xing)機(ji)已經在實驗(yan)室條件下成功進行了多次測試(shi)和發射。

2015年(nian)3月2日，美國海軍一種以7倍聲(sheng)速(su)發(fa)射炮(pao)彈的(de)新式武器首次公開展(zhan)出。研究人員將這(zhe)種軌道(dao)炮(pao)描述為“星球大戰技(ji)術”。它能以7倍聲(sheng)速(su)發(fa)射炮(pao)彈，可穿透100英里(li)（約合160公里(li)）遠的(de)混凝土(tu)。

2016年7月13日， 據俄羅斯衛星網報(bao)道，俄羅斯工(gong)程師研制的(de)電(dian)磁軌道炮加速(su)器在俄羅斯科(ke)學(xue)院高溫聯(lian)合研究所進行了首次測試，它能使物(wu)體達到第一(yi)宇宙(zhou)速(su)度。