[科普中國]-磁道炮

磁道炮（英語：railgun）是一種與單極馬達(dá)原理相似的電磁炮發(fā)射裝置。磁道炮以電流產(chǎn)生的勞侖茲力加速載物，令其沿平行的導(dǎo)軌移動，并進(jìn)入下一個軌道繼續(xù)加速。

簡介磁道炮（英語：railgun）是一種與單極馬達(dá)原理相似的電磁炮發(fā)射裝置。磁道炮以電流產(chǎn)生的勞侖茲力加速載物，令其沿平行的導(dǎo)軌移動，并進(jìn)入下一個軌道繼續(xù)加速。

磁道炮的動力來源與其他武器不同，不使用炸藥與推進(jìn)劑，而是使用電磁力取得巨大動能來發(fā)射炮彈，傳統(tǒng)軍事用槍械的槍口初速無法超越每秒2000米，而磁道炮能達(dá)到每秒3000米。另外磁道炮能避免傳統(tǒng)炸藥與彈頭存儲的風(fēng)險，以及相對低廉的成本亦是磁道炮的優(yōu)勢。

除了軍事應(yīng)用，美國國家航空航天局也建議運(yùn)用磁道炮將載荷送入外太空的軌道；然而在過程中將產(chǎn)生強(qiáng)大的G力，限制了載荷的使用。1

基本介紹電磁炮與傳統(tǒng)馬達(dá)的不同之處在于其結(jié)構(gòu)不需場磁鐵（永久磁鐵），它的基本結(jié)構(gòu)由單環(huán)電流組成，因此需要極大電流（超過百萬安培）來產(chǎn)生足夠的槍口初速。其中一種常見的變種是利用驅(qū)動電流通過平行導(dǎo)線，增加電樞產(chǎn)生的磁場（直流串繞馬達(dá)的設(shè)置），稱為增強(qiáng)磁道炮，這種設(shè)置減少了電流的需求量。

電樞可以是子彈組成的一部分，也能被用以加速絕緣、不導(dǎo)電的子彈。通常固態(tài)金屬導(dǎo)體是磁道炮電樞較好的材料來源，但也可以使用等離子電樞與混合電樞。與傳統(tǒng)槍受火藥爆炸的瞬間氣壓推進(jìn)的原理相同，等離子電樞以類似的方式推動非導(dǎo)體的固態(tài)載荷。等離子電樞以等離子體將金屬電樞與槍軌連結(jié)，在速度超過閾值后，固體電樞亦能轉(zhuǎn)型為混合電樞。

對于軍事應(yīng)用來說，磁道炮的優(yōu)勢在于它能達(dá)到遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)武器的槍口初速。槍口初速的提升可以有效改善射程，并且提高終端速度，令其剩余的動能產(chǎn)生榴彈的爆破效應(yīng)。典型磁道炮的槍口初速通常能達(dá)到每秒2000-3500米。對于單回路磁道炮而言，它需要在幾微秒間經(jīng)過五百萬安培，產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度約為10特斯拉，現(xiàn)代磁道炮的設(shè)計通常為“空芯”（不使用磁性材料），以提高磁通量。

磁道炮的速度處于輕氣炮的范圍，然而后者被認(rèn)為更適合應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，而磁道炮在軍事應(yīng)用上具有十足潛力。理論上，如果能開發(fā)重量輕、穩(wěn)定的電源技術(shù)，應(yīng)用于磁道炮，系統(tǒng)總體積與質(zhì)量將會遠(yuǎn)小于常規(guī)推進(jìn)劑的彈藥量，克服傳統(tǒng)彈藥的不穩(wěn)定性（大大減少敵軍炮火的威脅）。1

應(yīng)用美國海軍阿利·伯克級驅(qū)逐艦的后繼實(shí)驗(yàn)艦朱姆沃爾特級驅(qū)逐艦（USS Zumwalt DDG-1000）設(shè)計好一套整體電力系統(tǒng) (IPS)，能夠有效輸送電力往馬達(dá)或是武器，以利日后裝配磁道炮，但礙于成本問題，目前只裝配先進(jìn)火炮（AGS）代替。

2018年2月1日，幾張安裝新型號艦炮的072型海洋山號坦克登陸艦在網(wǎng)上廣傳，輿論認(rèn)為是中國解放軍試驗(yàn)中的磁道炮。1

參見線圈炮

質(zhì)量投射器

毀滅者（有關(guān)這種武器的一部1996年的美國電影）

科學(xué)超電磁炮（日本作家鐮池和馬所著輕小說魔法禁書目錄的外傳漫畫和動畫）

電熱化學(xué)炮

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

武偉 - 高級工程師 - 天津直升機(jī)有限責(zé)任公司