什么是軌道炮(Rail Gun)？
軌道炮，或者更簡單地說，軌道炮利用由電驅動的磁場來加速彈丸。盡管軌道炮構造的基本思想很簡單，一個典型的軌道炮發射會產生巨大的斥力，其結果是軌道炮幾乎每次發射后都必須進行維修，這使得它們比傳統的射彈更不實用。它們...
軌道炮，或者更簡單地說，軌道炮利用由電驅動的磁場來加速彈丸。盡管軌道炮構造的基本思想很簡單，一個典型的軌道炮發射會產生巨大的斥力，其結果是軌道炮幾乎每次發射后都必須進行維修，這使得它們比傳統的射彈更不實用。它們還需要一個非常大的電源，能夠提供大約一百萬安培的電流，這使得便攜式設備的研制成為可能軌道炮很困難。
美國海軍的祖姆瓦爾特級驅逐艦的設計目的是在未來輕松地接受軌道炮的改裝軌道炮由兩個牢固固定的平行金屬軌道組成，并與電源相連。在軌道之間放置一個能導電的彈丸，完成電路。金屬軌道帶電后，其行為就像電磁鐵，在每根鐵軌周圍產生一個磁場。一個磁場順時針旋轉，另一個順時針旋轉，在中間產生一個磁場，產生一個平行于鋼軌的凈力，遠離電源。彈丸的行為就像電場中的任何帶電導線，受到垂直于電流方向和磁場方向的力，稱為洛倫茲力軌道炮可能在不久的將來改裝到現有的戰艦上。當電流非常大時，炮彈受到強大的力量，加速到與電源相反的軌道炮末端，并通過一個孔退出。電路因此斷開，電流流終止。在加速過程中，彈丸必須與軌道發生物理接觸。如果彈丸移動速度足夠快，在缺乏足夠堅固的材料的情況下，摩擦本身就可能嚴重損壞甚至蒸發鋼軌。此外，如果鋼軌沒有牢固地固定在穩定的表面上，它們可以被軌道炮內部強大的能量推進，美國軍方投入數百萬美元用于軌道炮研究，并研制出許多成功的原型，它們的初速非常高，約為3.5公里/秒（2.17英里/秒），大約是現代步槍的3倍。然而，這些設計需要大量的電源，維護仍然是一個問題。美國海軍對軌道炮表示了興趣，因為它們的非爆炸性彈藥，但它們還沒有進入通用領域。1針對軌道炮磨損問題的建議解決方案是使用以極高速度加速的非常小的射彈，這種設計有時被稱為針式槍軌道炮也被討論在和平應用的背景下，如太空旅行。一種很長的軌道炮，或質量驅動程序，它可以用來加速有效載荷，以比化學火箭便宜得多的成本逃逸。一個缺點是建造這樣一個質量驅動器所需的初始投資很高。要制造一個質量驅動器，以人類乘客可以接受的速度加速射彈逃逸速度（~2 gs），軌道炮的另一個潛在應用可能是在核聚變領域，那里需要巨大的壓力和溫度將原子核聚變在一起。
美國海軍的祖姆瓦爾特級驅逐艦的設計目的是在未來輕松地接受軌道炮的改裝軌道炮由兩個牢固固定的平行金屬軌道組成，并與電源相連。在軌道之間放置一個能導電的彈丸，完成電路。金屬軌道帶電后，其行為就像電磁鐵，在每根鐵軌周圍產生一個磁場。一個磁場順時針旋轉，另一個順時針旋轉，在中間產生一個磁場，產生一個平行于鋼軌的凈力，遠離電源。彈丸的行為就像電場中的任何帶電導線，受到垂直于電流方向和磁場方向的力，稱為洛倫茲力軌道炮可能在不久的將來改裝到現有的戰艦上。當電流非常大時，炮彈受到強大的力量，加速到與電源相反的軌道炮末端，并通過一個孔退出。電路因此斷開，電流流終止。在加速過程中，彈丸必須與軌道發生物理接觸。如果彈丸移動速度足夠快，在缺乏足夠堅固的材料的情況下，摩擦本身就可能嚴重損壞甚至蒸發鋼軌。此外，如果鋼軌沒有牢固地固定在穩定的表面上，它們可以被軌道炮內部強大的能量推進，美國軍方投入數百萬美元用于軌道炮研究，并研制出許多成功的原型，它們的初速非常高，約為3.5公里/秒（2.17英里/秒），大約是現代步槍的3倍。然而，這些設計需要大量的電源，維護仍然是一個問題。美國海軍對軌道炮表示了興趣，因為它們的非爆炸性彈藥，但它們還沒有進入通用領域。1針對軌道炮磨損問題的建議解決方案是使用以極高速度加速的非常小的射彈，這種設計有時被稱為針式槍軌道炮也被討論在和平應用的背景下，如太空旅行。一種很長的軌道炮，或質量驅動程序，它可以用來加速有效載荷，以比化學火箭便宜得多的成本逃逸。一個缺點是建造這樣一個質量驅動器所需的初始投資很高。要制造一個質量驅動器，以人類乘客可以接受的速度加速射彈逃逸速度（~2 gs），軌道炮的另一個潛在應用可能是在核聚變領域，那里需要巨大的壓力和溫度將原子核聚變在一起。
- 發表于 2020-08-18 15:21
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- 分類：科學教育
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