磁軌砲

磁軌炮（英語：railgun）是一種與單極馬達原理相似的電磁炮發射裝置。磁軌炮以電流產生的勞侖茲力加速載物，令其沿平行的導軌移動，並進入下一個軌道繼續加速。

基本介紹

• 中文名：磁軌砲
• 學科：電子工程

簡介

磁軌炮的動力來源與其他武器不同，不使用炸藥與推進劑，而是使用電磁力取得巨大動能來發射炮彈，傳統軍事用槍械的槍口初速無法超越每秒2000米，而磁軌炮能達到每秒3000米。另外磁軌炮能避免傳統炸藥與彈頭存儲的風險，以及相對低廉的成本亦是磁軌炮的優勢。

除了軍事套用，美國國家航空航天局也建議運用磁軌炮將載荷送入外太空的軌道；然而在過程中將產生強大的G力，限制了載荷的使用。

基本介紹

電磁炮與傳統馬達的不同之處在於其結構不需場磁鐵（永久磁鐵），它的基本結構由單環電流組成，因此需要極大電流（超過百萬安培）來產生足夠的槍口初速。其中一種常見的變種是利用驅動電流通過平行導線，增加電樞產生的磁場（直流串繞馬達的設定），稱為增強磁軌炮，這種設定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、不導電的子彈。通常固態金屬導體是磁軌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。與傳統槍受火藥爆炸的瞬間氣壓推進的原理相同，等離子電樞以類似的方式推動非導體的固態載荷。等離子電樞以電漿將金屬電樞與槍軌連結，在速度超過閾值後，固體電樞亦能轉型為混合電樞。

對於軍事套用來說，磁軌炮的優勢在於它能達到遠超過傳統武器的槍口初速。槍口初速的提升可以有效改善射程，並且提高終端速度，令其剩餘的動能產生榴彈的爆破效應。典型磁軌炮的槍口初速通常能達到每秒2000-3500米。對於單迴路磁軌炮而言，它需要在幾微秒間經過五百萬安培，產生的磁場強度約為10特斯拉，現代磁軌炮的設計通常為“空芯”（不使用磁性材料），以提高磁通量。

磁軌炮的速度處於輕氣炮的範圍，然而後者被認為更適合套用於實驗室，而磁軌炮在軍事套用上具有十足潛力。理論上，如果能開發重量輕、穩定的電源技術，套用於磁軌炮，系統總體積與質量將會遠小於常規推進劑的彈藥量，克服傳統彈藥的不穩定性（大大減少敵軍炮火的威脅）。

結構原理

電磁炮聽起來很神秘，其實它的結構和原理很簡單．電磁炮是利用電磁力代替火藥爆炸力來加速彈丸的電磁發射系統，它主要由電源、高速開關、加速裝置和炮彈四部分組成．世界上所研製的電磁炮，根據結構和原理的不同，可分為以下幾種類型：

線圈炮型

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，產生安培力，使彈丸加速運動並發射出去．一般普通實驗室做出的線圈炮不產生洛倫茲力,產生洛倫茲力的是單級同軸線圈炮,一般的線圈炮是給線圈通電使之中心有磁,將目標導體吸引至中心再由慣性所致而拋射出彈體,由於電容瞬間斷電,因而不會產生磁力將炮彈吸引回去,一般的小型線圈炮模型都是這樣的。