【科幻，给军事开个脑洞】OnlyRaligun——电磁炮的发展与特点

如果说到电磁炮，可能大多数的宅们想到的会是下面这个：

恩，炮姐赛高。虽然我也很膜炮姐，但是炮姐作为一点也不科学的Raligun不在我们的讨论范围之内。虽然从原理上来说，炮姐的投币攻击（误）确实属于电磁炮的一种类型。不过就目前各国电磁轨道炮的规模和能量等级来说，炮姐的攻击就好比普通火箭弹之于弹道导弹。

言归正传，以目前的文献来看，较早提出Raligun这个词的并进行相应的等离子体电枢的轨道发射试验是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory, LANL)的Bostick，而当时却才仅仅1958年。但如此具有科幻概念的武器的发展必然是历经波折。由于当时的材料技术限制与，但限于当时电能—动能转换的技术水平，未制造出任何实用的装置。而在1961年，一些科学家经过反复论证认为电枢的速度受制于电枢焦耳热，且轨道与电枢间的接触电弧会对轨道造成破坏，甚至得出了轨道炮工程应用不可行的结论。

而随着时代的发展，十几年间一系列关于电磁炮的关键技术得以攻克。1978 年，澳大利亚国立大学( ANU) 的Marshell公布了他们划时代的研究成果：用单极发电机和等离子体电枢技术，在5 m 长的轨道上将3 g 弹丸加速到5.9 km/s。这一成果有力证明了电磁力将较重弹丸加速到超高速度的可能性。

随着各种小质量物体加速实验的不断开展，各国积累了一系列电磁发射技术的理论基础和关键技术。随后开展了千克级物体的电磁加速实验。而后的1991 年，美国国防部成立电磁炮联合委员会，协调各单位进行电磁发射研究工作。2002 年美国海军海上系统司令部成立电磁武器办公室，协调水面舰艇用电磁炮武器的技术研发。

从目前日趋完善的电磁炮技术来看，电磁炮就是利用电磁力代替火药爆炸力来加速炮弹的一类新型超高速电磁发射装置。它主要由电源（能源）、加速器、高速开关和电枢（即弹药）四部分组成。电源产生和储存电能，通常要求能贮存几十到几百兆焦耳能量，并能在适当的时机以适当的方式将能量转换到脉冲形成网络中以适应负载的要求。加速器把电磁能量转换成炮弹动能，并使炮弹达到很高速度。高速开关是快速接通电源和加速器的一种器件，它能在几毫秒之内把兆安级电流引入加速器中。电枢是受电磁力作用而加速射出的一种导体，它通过所获得的强大的动能（有时携带爆炸物增强威力）摧毁目标。

电源，也是电磁炮最为重要的部分，由于其在发射时提供的脉冲电流往往要达到兆安级之高，所以其能量密度要大大高于一般电源。而高压电容器组作为储能部件完全可以满足要求。无论是实验室中的小型电磁炮还是美国现在正在研究和试验的武器化舰载电磁轨道炮原理样机，也是以高压电容器为驱动电磁发射装置的直接电源。然而高压电容器在能量的使用效率上并不如人意，而且其造价高昂限制了其局势实装化。因此，各国依然在开发新的高功率脉冲电源，如最近提出的超导电感储能技术等。

电磁炮的弹丸又称电枢，是电磁炮的关键部位之一。“电枢”的名词来源于直流电动机，其作用是将电磁能转换成动能。轨道炮用的电枢主要有固体电枢、等离子体电枢和混合电枢等。而用电磁炮发射的炮弹要承受很高的加速度约为重力加速度的几十万倍）并高速飞行去撞击目标，电枢构造和使用材质都比较特殊，材料的硬度要求也很高。这也是其发展的一个限制因素之一。

虽然电磁炮的应用仍然面临种种技术挑战，但是其相比传统武器拥有极其明显的优点。利用电磁力，可以实现非常高精度的弹道控制并获得远高于化学炮弹的初速度，提升了射程和威力，且使得炮弹无需制导也能获得较好的精度。同样，由于通过电磁力有外界提供能量，炮弹基本不使用化学推进剂（部分制导弹药仍需要一定化学推进剂），省去了药筒，炮弹口径能得到大幅缩减，同时大大增加了安全性。

而在目前，电磁炮完全可能在地面战车及水上舰艇进行实装。尤其是利用其强大的穿透能力，用作反坦克武器是摧毁坦克装甲目标的有效手段，还能实现其他武器难以完成的对水泥掩体或地下深层目标的毁灭性打击。电磁炮拥有反应快、射速高、火力猛、抗干扰能力强、毁伤效果好等这些防空武器所极力追求的优异性能，所以它能以装甲车辆和舰艇为平台，代替传统的高射武器和防空导弹等防空武器，与其他地面或舰载防空探测系统配合，不仅能打击临空的各种飞机，还能远距离拦截各种导弹，有效遂行陆地和海上防空作战任务。特别是在对付弹道导弹方面，利用电磁炮初速高、反应快的特点，可将杀伤远界大大提前，有利于增大防卫半径和实现多次拦截，提高反弹道导弹的杀伤概率。

经过数十年的研究, 电磁炮技术在理论上已基本成熟, 开始向武器化、实用化发展。而由于其的显著优势，特别是以电磁力替代化学能作为推进方式，代表着更先进的武器层次，因而必然在未来战争中发挥极其显著的效果。