电磁炮是什么，为何近年来电磁炮研究复兴了？ 为什么现在各国的电磁炮研究那么久了，还是没有投入到实战中？
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长期以来，火药一直是武器发射弹丸的首选推进剂。但是火药确实有三个主要限制：
- 火药必须随炮弹一起携带，使整个炮弹更重。
- 基于黑火药的军械不稳定，因此难以处理和运输。
- 火药推动的炮弹的初速通常限制在每秒约约1,219米。
是否有可能克服这些挑战？ 一种解决方案是电磁轨道炮，简称电磁炮，或简称为轨道炮。 电磁炮使用电磁场加速金属炮弹，可以将弹丸加速到每秒16,000米。尽管目前的海军电磁炮炮最大射程为100公里，但铁路火车上的电磁炮可以在6分钟内击中400公里外的目标。
在本回答中，我们将讨论轨道炮的工作原理，使用方法以及该技术的局限性。
电磁炮的组成
电磁炮基本上是一个大型电路，由三部分组成：电源，一对平行的轨道和活动的电枢。
电源是电磁炮的电流源。通常，中型到大型口径电磁炮使用的电流为数百万安培。导轨由一定长度的导电金属组成，例如铜，它们的长度范围为1.2米-9米。
电枢桥接轨道之间的间隙。它可以是一块实心的导电金属，也可以是一个导电的弹托——一个能装有弹丸或其他投射物的载体。一些轨道炮使用等离子电枢。在这个装置中，一个薄金属箔放在一个不导电的弹丸的背面。当能量流过这层箔时，它会蒸发，变成一个携带电流的等离子体。
以下是各部分协同工作的方式：
电流从电源的正极端子流过正电源线，穿过电枢，然后从负极电源线流回电源。
任何导线中流动的电流都会在导线周围产生磁场——会感应出磁力的区域。该力既有大小又有方向。在电磁炮中，两个轨道的作用就像导线，磁场在每个轨道周围循环。磁场的力线沿正极轨道绕逆时针旋转，沿负极轨道围绕顺时针旋转。轨道之间的净磁场方向垂直指向。
就像电场中的带电电线，一种称为洛伦兹力的力（以荷兰物理学家亨德里克·a·洛伦兹的名字命名）作用在抛射体上。洛伦兹力垂直于磁场和流过电枢的电流方向。您可以在下图中看到这是如何工作的。
注意，洛伦兹力平行于轨道，远离电源。力的大小由方程式F=（i）*（L）*（B）确定，其中F是洛伦兹力，i是电流，L是轨道长度，B是磁场。这种力可以通过增加铁轨的长度或电流量来增加。
因为长铁轨带来了设计上的挑战，所以大多数电磁炮都使用强电流——大约一百万安培——来产生巨大的力。弹丸在洛伦兹力的影响下，加速到与电源相对的轨道末端，并通过一个孔弹射出去。一旦电路断开，电流就会黎明消失，磁场也会消失。
为何近年来电磁炮研究复兴了？
作为当前大型火炮的替代品，军方对电磁炮特别感兴趣。小型钨导弹形式的电磁炮弹药相对较轻，易于运输和处理。 而且由于其高速度，与目前的炮弹相比，电磁炮导弹更不容易落弹和风的影响。航向修正很重要，但所有从电磁炮发射的导弹都将由卫星制导。
主要由于后坐力的原因，设计小型臂式电磁炮将更加困难。后坐力，即炮在发射时的后退动作，由射出弹丸的动量决定。将弹丸的质量乘以其速度即可得到其动量，高速电磁炮弹丸后坐力非常大。解决方案是使用便携式火炮发射很小的子弹。一枚小的子弹会限制后坐力，但仍然具有足够的动能以造成严重伤害。
电磁炮曾被提议作为战略防御计划（俗称星球大战）的重要组成部分。“星球大战”是美国政府的一个项目，负责研究和开发天基系统，以保护美国免受战略弹道导弹的攻击。电磁炮可以发射炮弹拦截来袭的导弹。一些科学家认为，电磁炮还可以从轨道上发射高速弹丸，从而保护地球免受流氓小行星的侵害。一旦撞击，这些抛射物要么摧毁来袭的小行星，要么改变其轨道。
电磁炮也有一些有趣的非军事用途。首先，它们可以在没有大气的地球上空辅助火箭发射卫星或航天飞机。另外，在没有大气层的天体上，例如月球，电磁炮可以在没有化学推进剂的情况下将弹射体送入太空，而化学推进剂需要空气才能发挥作用。
电磁炮也可用于引发聚变反应。当两个小原子核结合在一起形成一个更大的核时，就会发生聚变，这是一个释放大量能量的过程。原子核必须以极高的速度运动才能实现这一目标。一些科学家建议使用两门电磁炮向彼此发射易熔物质的弹丸，高速弹丸的撞击将产生巨大的温度和压力，使聚变得以发生。
许多应用仍处于理论，实验和开发领域。例如，当前的电磁炮不能产生足够的能量来进行核聚变。尽管如此，这项技术还是有希望的。2003年，英国国防部对电磁轨道炮进行了八分之一比例的测试，其炮口速度达到了6马赫，约合每秒2,040米。目前，我们中国的电磁炮炮口速度达6马赫，射程100公里，这是目前最快的电磁炮
随着诸如此类的持续成功，有一天，电磁炮可能会成为战场上的首选武器和发射台上的首选推进剂。
电磁炮存在问题
从理论上讲，电磁炮是短程和远程火力的理想解决方案。实际上，它们存在几个严重的问题：
- 电源：产生加速电磁炮弹丸所需的功率是一个真正的挑战。电容器必须存储电荷，直到可以积累足够大的电流为止。尽管对于某些应用而言，电容器可能很小，但在电磁炮中发现的电容器的尺寸却有好几立方米。
- 电阻加热：当电流流过导体时，会遇到导电材料（在这种情况下为铁轨）的阻力。电流激发铁轨的分子，使其发热。在电磁炮中，这种作用会产生大量的热量。
- 熔化：电枢的高速度以及电阻加热引起的热量会损坏导轨的表面。
- 排斥：电磁炮各轨道中的电流方向相反。这会产生与电流成比例的排斥力，该排斥力试图将导轨分开。由于电磁炮中的电流非常大，因此两条轨道之间的排斥力很大。电磁炮的磨损是一个严重的问题。多次使用后不得不中断，有时只能使用一次。
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