電炮（超電磁炮，電熱炮和混合炮三大類）一般指電磁炮（現(xiàn)代軍用武器）
電磁炮是利用電磁發(fā)射技術制成的一種先進動能殺傷武器。與傳統(tǒng)大炮將發(fā)射藥燃氣壓力作用于彈丸不同，電磁炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場產(chǎn)生的安培力來對金屬炮彈進行加速，使其達到打擊目標所需的動能，與傳統(tǒng)的火藥推動的大炮，電磁炮可大大提高彈丸的速度和射程。
組成結(jié)構
電磁炮利用電磁力沿導軌發(fā)射炮彈的武器。它主要由能源、加速器、開關三部分組成。能源通常采用可蓄存10～100兆焦耳能量的裝置。當前實驗用的能源有蓄電池組、磁通量壓縮裝置、單極發(fā)電機，其中單極發(fā)電機是最有前途的能源。?
加速器是把電磁能量轉(zhuǎn)換成炮彈動能，使炮彈達到高速的裝置。主要有：使用低壓直流單極發(fā)電機供電的軌道炮加速器和離散或連續(xù)線圈結(jié)構的同軸同步加速器兩大類。開關是接通能源和加速器的裝置，能在幾毫秒之內(nèi)把兆安級電流引進加速器中，其中的一種是由兩根銅軌和一個可在其中滑動的滑塊組成。
發(fā)展沿革
發(fā)現(xiàn)原理
19世紀，英國科學家邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)了法拉第電磁感應定律，該定律表明磁場中的電荷和電流會受到洛侖茲力的作用，即位于磁場中的導線在通電時會受到一個力的推動，同時，如果讓導線在磁場中作切割磁力線的運動，導線上也會產(chǎn)生電流。
20世紀初，有人提出利用洛侖茲力發(fā)射炮彈的設想。在兩次世界大戰(zhàn)中，法國、德國和日本都曾研究過超電磁炮。第二次世界大戰(zhàn)以后，其他國家也進行過這方面的研究。
實驗應用
1845年，查爾斯·惠斯通制作出了世界第一臺磁阻直流電動機，并用它把金屬棒拋射到20米遠。此后，德國數(shù)學家柯比又提出了用電磁推進方法制造"電氣炮"的設想。
第一個正式提出電磁發(fā)射/電磁炮概念并進行試驗的是挪威奧斯陸大學物理學教授克里斯蒂安·伯克蘭。他在1901年獲得了"電火炮"專利。1920年，法國的福瓊·維萊普勒發(fā)表了《電氣火炮》文章。幾乎同時，美國費城的電炮公司研制了用于火炮的電磁加速器。第二次世界大戰(zhàn)期間，在軍事需求的刺激下，德國、日本都研制過超電磁炮。德國的漢斯萊曾將10克彈丸用電磁炮加速到1.2公里/秒的初速。
20世紀70年代初，澳大利亞國立大學建造了第一臺電磁發(fā)射裝置，將 3克重的塑料塊（炮彈）加速到6000米/秒的速度。此后，澳、美科學家制造了不同類型的實驗樣機，并進行過多次發(fā)射實驗。用單極發(fā)電機供電的電磁炮，已能把318克重的炮彈加速到4200米/秒的速度。磁通量壓縮型電磁炮已能將 2克重的炮彈加速到11000米/秒的速度。
20世紀70年代，澳大利亞國立大學的查里德·馬歇爾博士運用新技術，把3克彈丸加速到了5.9公里/秒。這一成就從實驗上證明了用電磁力把物體推進到超高速度是可行的。1978年公布實驗情況后，引起了各國軍方的特別關注，美國國防委員會得出"未來高性能武器必然以電能為基礎"的結(jié)論。美國防部成立了"超電磁炮聯(lián)合委員會"，協(xié)調(diào)軍隊、能源部、國防原子能局及戰(zhàn)略防御倡議機構分散進行的電炮研究工作。
1980年，美國西屋電氣公司為“星球大戰(zhàn)”建造的實驗電磁炮把質(zhì)量為300克的炮彈加速到了每秒約4千米，而在真空中，這個速度還可提高到每秒8~10千米。
1992年，美國已把一門口徑90毫米、炮口動能9兆焦的電磁炮樣炮推到尤馬靶場進行試驗。電磁炮從實驗室到靶場說明，電源小型化技術已有所突破。
高速發(fā)展
美國
電磁炮曾是美蘇冷戰(zhàn)時代美國“星球大戰(zhàn)”軍備計劃的重點項目，被視為對抗核彈的秘密武器。美國海軍于2005年重新啟動超電磁炮研究，截止2010年投放2.11億美元。
2010年12月6日，通用汽車原子公司公司宣布，該公司研制的Blitzer防空型軌道炮的樣炮已經(jīng)于9月在美國陸軍杜格威試驗場成功試射了空氣動力學彈丸。該次試驗是根據(jù)與海軍研究辦公室簽訂的合同進行的，成功演示了具有戰(zhàn)術價值的電磁導軌發(fā)射裝置、脈沖電源系統(tǒng)和彈丸的集成和能力。試驗中使用的彈丸由波音公司研制，飛行速度達到5馬赫，飛行加速度達到60000g，試驗還演示了電樞分離和穩(wěn)定飛行。
2010年12月12日，美國研發(fā)電磁軌道炮在海軍試射中，將超電磁炮以音速5倍的極速，擊向200公里外目標，射程為海軍常規(guī)武器的10倍。美國軍隊目標在8年內(nèi)進行海上實測，并于2025年前正式配備于軍艦上。 該實驗在弗吉尼亞州達爾格倫水面作戰(zhàn)中心進行，先后兩次試射電磁炮。電磁炮主要由兩條軌道組成，炮身裝在拖車大小的長方形槍管，軌道中間放著鋁制20磅炮彈。電磁炮接上電源后，電流會通過兩條軌道，從而生成強大推力，將鋁彈以高速彈射。
兩次試射所生成的能量，分別達33兆和32兆焦耳，打破于2008年創(chuàng)下的10兆焦耳紀錄。1兆焦耳能量相當于1噸重汽車以時速160公里行駛。
除威力外，33兆焦耳下發(fā)射的炮彈射程較現(xiàn)時常規(guī)武器遠10倍，亦是超電磁炮一大優(yōu)勢。但美國軍隊最終實戰(zhàn)配備目標是64兆焦耳級電磁炮，射程最遠可達321公里，可讓軍艦在敵艦射程范圍外發(fā)動攻擊。
海軍研究所所長卡爾表示，電磁炮優(yōu)點眾多，首先是射速快，不會像巡航導彈般出現(xiàn)目標移走或落空等問題，配合全球定位系統(tǒng)（GPS）更可進一步提高準繩度。此外，由于電磁炮毋須發(fā)射藥，既可提升船員安全，亦可令軍艦攜帶炮彈數(shù)量增加10倍。
2014年1月15日，美國海軍研究實驗室負責人馬修·庫倫德少將介紹稱，該項目已經(jīng)完成了第一階段（原型機研發(fā)階段），已經(jīng)研制了2套工業(yè)電磁軌道炮系統(tǒng)原型，項目已經(jīng)進入第二階段，海軍及工業(yè)部門將測試在一分鐘內(nèi)進行多輪發(fā)射。庫倫德對即將在白沙靶場進行導軌炮8連射測試結(jié)果充滿信心。?
2014年4月10日，美國海軍表示將啟動超電磁炮海上試射計劃，利用電磁可發(fā)射音速七倍的高速輕型炮彈。??該型電磁炮已在地面展開廣泛試射，接下來將安裝在美國海軍快速艦““米利諾基特”號”，并在2016年進行海上試射。?
美國海軍研究部主任克隆德海軍少將在一項軍方科技圓桌會議上透露，“這已是真實的，不是科幻小說，你可以親眼看它發(fā)射。”??克隆德將在華盛頓哥倫比亞特區(qū)附近舉行的海空宇航科技博覽會上表示電磁炮將協(xié)助加強美國的空防、巡航導彈防衛(wèi)及彈道導彈防衛(wèi)，同時還具有成本低廉的優(yōu)點。
中國
2013年11月20日出版的《簡式防務周刊》報道稱，衛(wèi)星圖象顯示中國包頭市西北方的一個所謂裝甲設備與火炮測試中心，有兩門火炮，它們分別長約26米和33.5米，這兩門超級火炮各自被固定在混凝土基座上，這個混凝土基座曾與2010年9月至2012月12月期間現(xiàn)身，當時衛(wèi)星圖像首次捕捉到了這兩門火炮的身影。?
而最新的衛(wèi)星照片顯示，這兩門火炮2013年7月仍在原處。而在2011年拍攝的衛(wèi)星照相中，尺寸更大的那門所謂火炮前方，有一系列似乎是靶標的物體。報道猜測，這顯示該處正在對高速炮彈進行穿透力測試。
性能特點
軌道炮是一種遠程、高能、多任務的武器，其射速可達當前海軍的艦炮的3倍。其射程可達100英里（約161千米）以上，以艦船上儲存的電能為動力來源，利用電磁力（洛侖茲力）沿導軌將彈頭加速到很高的速度發(fā)射出去。美國海軍官員稱，這是一種不太昂貴、具有高殺傷力和遠程打擊能力的攻擊性武器。?
電磁軌道炮彈頭重23磅（約10.43千克），可以從電磁導軌上發(fā)射，也可從海軍127毫米甚至155毫米火炮系統(tǒng)發(fā)射。導軌炮采用指令制導，但在未來可能發(fā)展成自導式。?
除了在射程和毀傷力方面的優(yōu)勢，該炮還是一種相對廉價的海軍火炮項目，每枚炮彈成本約25000美元。?
由于軌道炮是一種具有高能量的武器，因此發(fā)熱情況嚴重，需要有良好的冷卻技術支持。電磁軌道炮并不僅僅是一個炮彈發(fā)射裝置，而是由多個系統(tǒng)組成的。美國海軍正在對多個冷卻系統(tǒng)設計進行評估。?
(1)電磁推動力大，彈丸速度高。電磁發(fā)射的脈沖動力約為火炮發(fā)射力的10倍,所以用它發(fā)射的彈丸速度很高。一般火炮的射擊速度約為0.8千米/秒，步槍子彈的射擊速度為l千米/秒。而超電磁炮可將3克重的彈丸加速到11千米/秒，將300克的彈丸加速到4千米/秒。有的專家甚至預言，將來的速度可達100千米/秒。速度對于天基反導彈系統(tǒng)來說尤為重要。因為攔截器速度越高，不僅攔截的效率高。而且可大大減少天基武器的數(shù)量。
(2)彈丸穩(wěn)定性好。電磁炮彈丸在炮管中受到的推力是電磁力, 這種力量是非常均勻的，而電磁推力容易控制，所以彈丸穩(wěn)定性好，這有利于提高命中精度。
（3）隱蔽性好。電磁炮在發(fā)射時不產(chǎn)生火焰和煙霧，也不產(chǎn)生沖擊波，所以作戰(zhàn)中比較隱蔽，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。而且，它采用低級燃料作能源，而不是常規(guī)發(fā)射藥，這有利于發(fā)射陣地的安全。
(4)彈丸發(fā)射能量可調(diào)。可根據(jù)目標性質(zhì)和射程大小可快速調(diào)節(jié)電磁力的大小，從而控制彈丸的發(fā)射能量。
(5) 比較經(jīng)濟。與常規(guī)武器比較，火炮發(fā)射藥產(chǎn)生每焦耳能量需要10美元， 而超電磁炮只需要0.1美元。如果與其他太空武器相比，電磁炮就更經(jīng)濟了。
參考資料 >