最近，有关电磁炮发射的报道引起了人们的兴趣。

那么这种先进的武器是如何诞生的呢？

首先，我们需要明确一下电磁炮的定义。

电磁炮一般是指利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。

它的诞生和火炮的局限是有关系的。

传统的火药发射装置一般是采用底部火药产生的火药气体，点燃化学工质发射炮弹。

气体推动的原理使得火炮会存在初速低、爆炸温度高、射程短、动能小等特点，而且不利于实现自动控制。

为了解决这一局限，一些军事技术强国从20 世纪 70 年代开始对新的发射能源进行了更加广泛的研究，其中包括电热化学炮、电磁炮等新概念武器。

电磁(轨道）炮是目前发展较快的一种电磁发射装置，它会通过带有巨大动能的弹丸直接撞击目标将其摧毁，而不是靠爆炸将目标摧毁。

背后的理论基础是法拉第电磁定律。

通过向轨道间注入强电流使得弹丸在安培力的作用下高速运动。

发射装置内部由两条平行导轨组成，导轨中间放置一个与导轨紧密结合的金属物块作为弹丸，当导轨接通电源时，导轨中的电流产生的磁场作用于流过弹丸的电流，从而产生洛伦兹力，将炮弹推出炮膛。

为提高电磁炮的远程打击精度，弹丸出膛速度控制对于电磁轨道炮命中准确度至关重要。

有了理论，接下来就是第二个难题，如何落实。

1845 年，查尔斯·惠斯通使用直流磁阻电动机加速一根金属棒，射程达到 20m。

1901 年，奥斯陆大学教授首次提出电磁炮的概念并做了相关发射试验。

1937 年，美国航空公司创始人诺斯拉普教授在其书籍中提及了电磁发射原理，之后，美国普林斯顿大学通过电磁推进装置进行了载体发射试验。

二次世界大战前，关于电炮及电磁推进方面的专利多达 45 项。

但 1957年美国空军科学研究所经论证得出电磁炮根本行不通的结论，这导致电磁炮的研究发展停滞不前。

20世纪70年代，电磁发射技术出现突破性进展。

脉冲功率技术迅猛发展，材料科学及其工程技术的进步，等离子体物理学的基本理论和试验技术的发展以及先进的计算机仿真技术资源的协助，再加上电磁发射技术在军事技术方面具有重要的潜在应用场景。

电磁炮再一次被提上了日程。

1978 年，澳大利亚国立大学马歇尔教授团队使用 550MJ 单级发电机和等离子体电枢，把 3g 聚碳纤脂弹丸加速到 5.9km/s，其中轨道长度为 5m。

这一试验结果证明电磁力可将较重的弹丸加速到到高速运动状态，为电磁炮的进一步发展奠定了基础，从而使得电磁炮的研究工作进入快速发展时期。

美国、前苏联、澳大利亚、英国、法国、德国、日本、中国、韩国、以色列、荷兰以及丹麦等十几个国家，并投入大量人力、财力、物力对电磁发射技术进行深入研究，竞相试验研制。

中国的电磁发射技术开始于上个世纪80年代。

作为新概念武器，20 世纪 90 年代，原国防科工委将将电磁发射技术列入跨行业重点预研项目，并调动国内科研院校和研究机构等资源开始进行电磁发射技术的早期研制工作。

1986 年，中国工程物理研究院流体物理研究所实施建造了国内首个电磁发射系统，该发射装置在弹丸质量为 0.34g 时，弹丸出口速度可以达到 1.68km/s。1988 年，中科院等离子体物理研究所通过设计的电磁发射装置将 50g 弹丸加速到了 3km/s， 44kg 的发射载荷加速到了14m/s 。

2006~2010 年，中科院电工研究所与北京特种机电技术研究所联合设计制造了新型电磁轨道发射器。

该发射器所使用固体电枢为华中科技大学研制，电枢出口动能达到 2.2MJ，系统发射效率高达 30%。

2015 年航天科工集团进军电磁炮研制。 206 所目前已经设计制成电磁发射装置样机，并进入性能测试阶段。

2017 年，海军工程大学开设了电磁发射工程专业。

还有最近公布的电磁炮射击的演示都体现了我国在这项技术中的重大进步。

祝愿这项技术在众多科研工作者的努力中越做越好。

文章内容大量取自论文，如有侵权，马上删除

参考文献：

1. 陈晓阳．增强型电磁轨道炮性能仿真与优化研究[D]．燕山大学，2017：20-36．

2. 王磊磊．电磁轨道炮电路暂态特性分析及发射组件优化和解析计算[D].燕山大学，2012：34-57．

3. 王振春，鲍志勇，曹海要，等．增强型电磁轨道炮电枢轨道接触特性研究[J]．兵工学报，2018，39(3)：451-456．

4. 王磊磊，刘文，白象忠，等．电磁轨道炮二阶欠阻尼电路的模型构建与分析[J]．火炮发射与控制学报，2012，(2)：5-8．

5. 王振春，何锁纯，刘福才．增强型轨道电磁炮电磁过程的仿真研究[C]．//中国电工技术学会．2011 中国电工技术学会学术年会论文集．2011：189-193．

6. 马伟明，肖飞，聂世雄．电磁发射系统中电力电子技术的应用与发展[J]．电工技术学报，2016，31(19)：1-10．

7. 李超，鲁军勇，马伟明，等．电磁发射用多级混合储能充电策略优化[J]．电工技术学报，2017，32(13)：118-124．

8. 吴海峰，鲁军勇，马伟明，关晓存，张晓，沈建清．大功率混合储能装置控制策略研究[J]．西安交通大学学报，2015，49(02)：93-98．

9. Chang X Y, Yu X J, Liu X K, et al. A Closed-Loop Velocity Control System for Electromagnetic Railgun[J]. IEEE Transactions on Plasma Science, 2018: 1-6.

10. Chang Xinyue, Yu Xinjie, Liu Xukun, et al. Armature Velocity Control Strategy and System Efficiency Optimization of Railgun[J]. IEEE Transactions on Plasma Science, 2018: 46(10): 3634-3639.

11. Siaenen T, Schneider M G, Loffler, et al. Rail Gun Muzzle Velocity Control With High Accuracy[J]. IEEE Transactions on Plasma Science, 2011, 39(1):133-137.

12. 宋耀东, 李明, 陈丽艳,等. 电磁轨道发射系统电枢膛内速度实时检测方法研究[J]. 计算机测量与控制, 2018, 026(012):6-9,22.

13. 吴德文. 电磁轨道发射系统动力学物理模拟试验研究[D].燕山大学,2017.

14. 楼宇涛. 电磁轨道炮管身涡流的理论和实验研究[D].南京理工大学,2017.

15. 赵建波. 非轴对称载荷下电磁轨道炮炮管的力学分析[D].燕山大学,2012.

16. 章勇. 机器学习在电磁炮系统效能评估中的应用研究[D].中北大学,2019.

电磁炮的前生今世