。能源通常采用可蓄存10～100兆焦耳能量的裝置。目前實驗用的能源有蓄電池組、磁通壓縮裝置、單極發電機，其中單極發電機是近期內最有前途的能源。加速器是把電磁能量轉換成炮彈動能，使炮彈達到高速的裝置。主要有：使用低壓直流單極發電機供電的軌道炮加速器和離散或連續線圈結構的同軸同步加速器兩大類。開關是接通能源和加速器的裝置，能在幾毫秒之內把兆安級電流引進加速器中，其中的壹種是由兩根銅軌和壹個可在其中滑動的滑塊組成。早在19世紀，科學家已發現在磁場中的電荷和電流會受到洛侖茲力的作用。20世紀初，有人提出利用洛侖茲力發射炮彈的設想。在兩次世界大戰中，法國、德國和日本都曾研究過電磁炮。第二次世界大戰以後，其他國家也進行過這方面的研究。自70年代初以來，與電磁發射有關的技術取得了重大進展。澳大利亞國立大學建造了第壹臺電磁發射裝置，將 3克重的塑料塊（炮彈）加速到6000米／秒的速度。此後，澳、美科學家制造了不同類型的實驗樣機，並進行過多次發射實驗。用單極發電機供電的電磁炮，已能把318克重的炮彈加速到4200米／秒的速度。磁通壓縮型電磁炮已能將 2克重的炮彈加速到11000米／秒的速度。
編輯本段原理
基本原理
電磁炮的原理非常簡單，19世紀，英國科學家法拉第發現，位於磁場中的導線在通 電磁炮原理示意圖
電時會受到壹個力的推動，同時，如果讓導線在磁場中作切割磁力線的運動，導線上也會產生電流。這就是著名的法拉第電磁感應定律。正是根據這壹定律人們發明了現在廣泛應用的發電機和電動機，它也是電磁炮的基本原理，或者說，電磁炮不過是壹種比較特殊的電動機，因為它的轉子不是旋轉的，而是作直線加速運動的炮彈。 那麽如何產生驅動炮彈的磁場，並讓電流經過炮彈，使它獲得前進的動力呢？壹個最簡單的電磁炮設計如下：用兩根導體制成軌道，中間放置炮彈，使電流可以通過三者建立回路。把這個裝置放在磁場中，並給炮彈通電，炮彈就會加速向前飛出。在1980年，美國西屋公司為“星球大戰”建造的實驗電磁炮基本就是這樣的結構。它把質量為300克的炮彈加速到了每秒約4千米。如果是在真空中，這個速度還可提高到每秒8~10千米，這已經超過了第壹宇宙速度，具備了作為壹種新型航天發射裝置的理論資格。
技術問題
將這壹理論上的可能變為實際，還需要解決以下幾個問題：首先，那臺實驗電磁炮的加速度太大，人無法承受。這個問題只有壹個解決方法，那就是延長加速時間。然而這必須以采用更長的軌道為代價。由於人體只能承受大約3倍重力加速度的長時間加速，滿足人體耐受能力的電磁炮所需的軌道長度(經計算，為達到第壹宇宙速度，約需1000千米！)在技術上難以實現。 第二，如果把電磁炮水平安裝在地面上，飛出炮口後的炮彈仍然會在大氣阻力下很快減速，難以順利達到環繞地球軌道，為此，用於航天發射的電磁炮必須將出口設置在空氣稀薄的高山之巔。 第三，目前電磁炮能夠發射的炮彈質量仍然不大，這是加速能力不足造成的。加速炮彈的力與磁場和電流之積成正比，要獲得足夠強的加速磁場壹般靠超導磁體。用超導線圈產生磁場已是相對成熟的技術，但超導磁體需要冷卻到很低溫度(如液氦溫度，約-269°C)才能發揮作用，這對於軍事應用是個問題，因為會大大降低發射裝置的靈活性，但作為固定使用的航天發射裝置，基本上可以不必考慮這些，而且如果高溫超導強磁體能夠研制成功，對低溫條件的要求也可放寬。 電磁炮原理
關於電磁炮的第四個技術問題和第三個相關，因為在磁場不夠強的情況下，要想提高加速能力就只能讓炮彈通過足夠大的電流。於是就產生了大電流發熱和炮身燒蝕等麻煩。幸好這些麻煩對於航天發射不太重要，因為作為武器的電磁炮得嚴格限制長度，而作為發射工具，幾千米甚至十幾千米的炮身並不算問題，只是對建設施工時的作業精度要求較高罷了。 此外，延長軌道也可使炮彈承受的加速度降低。經過計算，用5千米長的軌道使炮彈由靜止加速到第壹宇宙速度，加速度是重力加速度的600倍，這已經比普通迫擊炮發射時的加速度還小了，可人顯然還是無法忍受，而長1000千米的加速軌道在地球上幾乎無法建造，因此用電磁炮發射人的想法還是放棄算了。 最後，有人覺得建造公裏級長度，配備強磁場的加速軌道可能會有技術困難，但這只是不了解人類現有技術水平的臆測，實際上為數眾多的粒子加速器、對撞機等多半具有幾千米，甚至幾十千米長的加速和聚能環。而且它們除了對環道施工的精度要求極高外，各轉彎和控制點等處也均需要設置強磁場。換句話說，在建造宇宙電磁炮的基本技術方面，人們早已充分掌握了，僅僅是所用領域不同而已。真正的困難倒是，從來沒誰把超級加速器放在高寒山區，而且青藏高原的交通條件目前也不大好。 至於電磁炮的發射成本，如果不考慮產生強磁場的低溫液體費用，僅僅是電和不可回收的炮彈殼體而已，日常維護成本也大概和同長度的高速地鐵相仿，最多開口處壹小段需要要配備專職掃雪人員，要麽加個活動蓋子，也就都解決了。
編輯本段特點
(1)電磁推動力大，彈丸速度高。電磁發射的脈沖動力約為火炮發射力的10倍,所以用它發射的彈丸速度很高。壹般火炮的射擊速度約為0.8千米/秒，步槍子彈的射擊速度為l千米/秒。而電磁炮可將3克重的彈丸加速到11千米/秒，將300克的彈丸加速到4千米/秒。有的專家甚至預言，將來的速度可達100千 電磁炮結構
米/秒。速度對於天基反導彈系統來說尤為重要。因為欄載器速度越高，不僅攔截的效率高。而且可大大減少天基武器的數量。(2)彈丸穩定性好。電磁炮彈丸在炮管中受到的推力是電磁力, 這種力量是非常均勻的，而電磁推力容易控制，所以彈丸穩定性好，這有利於提高命中精度。 （3）隱蔽性好。電磁炮在發射時不產生火焰和煙霧，也不產生沖擊波，所以作戰中比較隱蔽，不易被敵人發現。而且，它采用低級燃料作能源，而不是常規火藥。這有利於發射陣地的安全、 (4)彈丸發射能量可調。可根據目標性質和射稱大小可快速調節電磁力的大小，從而控制彈丸的發射能量。 (5) 比較經濟。與常規武器比較，火炮發射藥產生每焦耳能量需要10美元， 而電磁炮只需要0.1美元。如果與其他太空武器相比，電磁炮就更經濟了。
編輯本段分類
線圈炮
線圈炮又稱交流同軸線圈炮．它是電磁炮的最早形式，由加速線圈和彈丸線圈構成．根據通電線圈之間磁場的相互作用原理而工作的．加速線圈固定在炮管中，當它通入交變電流時，產生的交變磁場就會在彈丸線圈中產生感應電流．感應電流的磁場與加速線圈電流的磁場互相作用，產生磁場力，使彈丸加速運動並發射出去．
軌道炮
軌道炮是利用軌道電流間相互作用的安培力把彈丸發射出去．它由兩條平行的長直導軌組成，導軌間放置壹質量較小的滑塊作為彈丸．當兩軌接入電源時，強大的電流從壹導軌流入，經滑塊從另壹導軌流回時，在兩導軌平面間產生強磁場，通電流的滑塊在安培力的作用下，彈丸會以很大的速度射出，這就是軌道炮的發射原理．
電熱炮
電熱炮的原理完全不同於上述兩種電磁炮，其結構也有多種形式．最簡單的壹種是采用壹般的炮管，管內設置有接到等離子體燃燒器上的電極，燃燒器安裝在炮後膛的末端．當等離子體燃燒器兩極間加上高壓時，會產生壹道電弧，使放在兩極間的等離子體生成材料（如聚乙烯）蒸發．蒸發後的材料變成過熱的高壓等離子體，從而使彈丸加速．
重接炮
重接炮是壹種多級加速的無接觸電磁發射裝置，沒有炮管，但要求彈丸在進入重接炮之前應有壹定的初速度．其結構和工作原理是利用兩個矩形線圈上下分置，之間有間隙．長方形的“炮彈”在兩個矩形線圈產生的磁場中受到強磁場力的作用，穿過間隙在其中加速前進．重接炮是電磁炮的最新發展形式．
編輯本段研制
在1845年，查爾斯·惠斯通制作出了世界第壹臺磁阻直流電動機，並用它把金屬棒拋 用電磁炮發射宇宙飛船的設想圖
射到20米遠。此後，德國數學家柯比又提出了用電磁推進方法制造"電氣炮"的設想。而第壹個正式提出電磁發射／電磁炮概念並進行試驗的是挪威奧斯陸大學物理學教授伯克蘭。他在1901年獲得了"電火炮"專利。1920年，法國的福瓊·維萊普勒發表了《電氣火炮》文章。幾乎同時，美國費城的電炮公司研制了用於火炮的電磁加速器。二戰期間，在軍事需求的刺激下，德國、日本都研制過電磁炮。德國的漢斯萊曾將10克彈丸用電磁炮加速到1.2公裏／秒的初速。但是在2戰後，關於電磁炮的消息就比較少了，人們似乎更加關心磁懸浮與高溫超導技術了。糾其原因，大概是解決不了瞬時巨大能源供應的穩定性和小型化問題，20世紀70年代，澳大利亞國立大學的查裏德·馬歇爾博士運用新技術，把3克彈丸加速到了5.9公裏／秒。這壹成就從實驗上證明了用電磁力把物體推進到超高速度是可行的。他的成就1978年公布後，引起了各國軍方的特別關註，美國國防委員會得出"未來高性能武器必然以電能為基礎"的結論。美國防部成立了"電磁炮聯合委員會"，協調軍隊、能源部、國防原子能局及戰略防禦倡議機構分散進行的電炮研究工作。1992年，美國已把壹門口徑90毫米、炮口動能9兆焦的電磁炮樣炮推到尤馬靶場進行試驗。電磁炮從實驗室到靶場說明，電源小型化技術已有所突破。
編輯本段用途
電磁炮作為發展中的高技術兵器，其軍事用途十分廣泛． （壹）用於天基反導系統：電磁炮由於初速度極高，可用於摧毀空間的低軌道衛星和導彈，還可以攔截由艦只和裝甲發射的導彈．因此，在美國的“星球大戰”計劃中，電磁軌道炮成為壹項主要研究的任務． （二）用於防空系統：美軍認為可用電磁炮代替高射武器和防空導彈遂行防空任務．美國正在研制長7.5米、發射速度為500發／分、射程達幾十千米的電磁炮，準備替代艦上的“火神——方陣防空系統”．用它不僅能打擊臨空的各種飛機，還能在遠距離攔截空對艦導彈．英國也正在積極研制用於裝甲車的防空電磁炮． （三）用於反裝甲武器：美國的打靶試驗證明，電磁炮是對付坦克裝甲的有效手段．發射質量為50克、速度為3km/s的炮彈，可穿透25.4mm厚的裝甲．有關資料還報道，用壹種電磁炮做試驗，完全可以穿透模擬的T－72、T－80坦克的裝甲厚度．由此可見，電磁炮具有很強的穿透能力，是非常優良的反裝甲武器． （四）用於改裝常規火炮：隨著電磁發射技術的發展，在普通火炮的炮口加裝電磁加速系統，可大大提高火炮的射程．美國利用這壹技術，已將火炮射程加大到150km．
編輯本段前景
由於電磁炮具有上述特點，所以，所以才被世界各國海軍所相中，把它作為未來新式武器，它的應用前景廣泛。 1.電磁炮可用於天基反導系統。由於電磁炮初速度極高，可用於摧毀低軌道衛星和導彈，也還可以用它來攔截軍艦發射的導彈． 2.用於防空系統。由於電磁炮初速度高，射速也高，所以，有軍事專家美軍認為可用電磁炮代替高射武器和防空導彈，執行防空任務．如美國正在研制壹種電磁炮，其發射速度為500發／分，射程達幾十千米的電磁炮，準備替代艦上的“密集陣防空系統”．用它不僅能打擊臨空的各種飛機，還能在遠距離攔截空對艦導彈．英國也正在積極研制用於裝甲車的 電磁炮
防空電磁炮． 3.用於反坦克武器。由於電磁炮初速極高，所以，它的穿甲能力極強，能有效地穿過坦克裝甲，成為反坦克厲器。美國曾進行過電磁炮打靶試驗：電磁炮發射質量為50克、速度為3km/s的炮彈，可穿透25.4mm厚的裝甲．有關資料還報道，用壹種電磁炮做試驗，完全可以穿透模擬的T－72、T－80坦克的裝甲厚度．由此可見，電磁炮具有很強的穿透能力，是非常優良的反坦克武器． 4.用於裝備炮兵部隊。隨著電磁發射技術的發展，在普通火炮的炮口加裝電磁加速系統，可大大提高火炮的射程，這樣．電磁炮可望裝備炮兵部隊。美國海軍陸戰隊也對電磁炮感興趣。美國海軍陸戰隊經常在海外執行作戰任務，需要電磁炮這樣的遠程快速打擊武器，對沿岸作戰的士兵進行火力支援。美國陸軍也在研發較小型的電磁炮用於陸戰。 5.用於裝備海軍艦艇。由於電磁炮具有的特點，它有望替代火炮，成為新型艦炮，裝備海軍艦艇。美國海軍準備將電磁炮裝備美國艦艇，美國的軍事有專家認為，電磁炮有可能成為為未來美國海軍新式武器。所以，美國前海軍作戰部長拉夫黑德上將稱它為會帶來“海軍戰法的革命。
編輯本段試射
北京時間2010年12月12日消息，美國研發的強力武器電磁軌道炮離成功再邁進壹步。海軍在前日的試射中，將電磁炮以音速5倍的極速，擊向200公裏外目標，射程為海軍常規武器的10倍，且破壞力驚人，是至今試射的最佳成果。美軍目標在8年內進行海上實測，並於2025年前正式配備於軍艦上。 美國海軍前日在弗吉尼亞州達爾格倫水面作戰中心，先後兩次試射電磁炮。電磁炮主要由兩條「軌道」組成，炮身裝在拖車大小的長方形槍管，軌道中間放著鋁制20磅炮彈。電磁炮接上電源後，電流會通過兩條軌道，從而生成強大推力，將鋁彈以高速彈射。 兩次試射所生成的能量，分別 美國試射電磁炮
達33兆和32兆焦耳，打破於2008年創下的10兆焦耳紀錄。1兆焦耳能量相當於1噸重汽車以時速160公裏行駛，電磁炮威力可想而知。 除威力外，33兆焦耳下發射的炮彈射程較現時常規武器遠10倍，亦是電磁炮壹大優勢。但美軍最終實戰配備目標是64兆焦耳級電磁炮，屆時射程最遠可達321公裏，可讓軍艦在敵艦射程範圍外發動攻擊。 “星戰”計劃 至今投放16億 電磁炮曾是冷戰時代美國“星球大戰”軍備計劃的重點項目，被視為對抗核彈的秘密武器。美國海軍於2005年重新啟動電磁炮研究，至今投放2.11億美元。 海軍研究所所長卡爾表示，電磁炮優點眾多，首先是射速快，不會像巡航導彈般出現目標移走或落空等問題，配合全球定位系統（GPS）更可進壹步提高準繩度。此外，由於電磁炮毋須火藥，既可提升船員安全，亦可令軍艦攜帶炮彈數量增加10倍。[1]?
參考資料
1
美國試射電磁炮 彈速快聲音5倍射程200公裏
/discovery/detail_2010_12/12/3465560_0.shtml
擴展閱讀：
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《兵器知識》，《少年報》