雨炮是什麼原理

現實中的電磁炮的原理也不難理解，簡單來說就是在兩根導電軌道上，再橫著放一根導電軌道，這樣一來就能構成一個電磁炮。這電磁炮確實是這樣一種裝置，它利用的是巨大的電磁力還加速彈丸，讓彈丸以高速射向目標，然後將其摧毀。

十九世紀的時候，英國科學家法拉第就發現暗藏的玄機，他確信電磁炮原理示意圖裡處於磁場中的導線一旦通電，就會受到一個力的推動。如果說這個時候讓導線在磁場中做切割磁力線的運動，這意味著導線上必然會產生電流，這就是很有名的法拉第電磁感應定律，正是這一定律，讓人們發明了現在被廣泛應用的發電機和電動機。

也能說電磁射原理炮的發跟普通發電機的工作原理一致。在這裡我們可以將電磁炮看作一臺與眾不同的“電動機”，它由定子和轉子這兩大部分組成。一旦通電，電流就會透過定子上的線圈產生電磁力，轉子就會在電磁力的推動下高速運轉。相比之下，電磁炮的炮身就相當於電動機的定子，炮彈等同於電動機的轉子。

電磁炮的炮身是途中兩條長長的平行銅軌道，炮彈就處於這兩條導軌的中間。電磁炮唯一的不同之處可能就是它的轉子是一種做直線加速運動的炮彈。那麼我們要如何產生能驅動炮彈的磁場，並且還能讓電流經過炮彈，讓它獲得不俗的前進動力呢？

答案其實就是一個很簡單的電磁炮設計，也就是用兩根導體制成軌道，在中間放置炮彈，讓電流透過，三者建立迴路，然後將這個裝置放在磁場裡給炮彈通電，屆時炮彈就會加速向前飛出。你可能會說，電磁炮怕不是純粹是一種電氣武器吧？

其實也能這麼說，因為它是透過一對輕軌道來加速，並且是具有傳導性的射彈，這對軌道很光滑，光滑到允許大電流透過，也能透過“炮彈”形成迴路，這個炮彈就等同於電磁鐵，它能協助透過的大電流與軌道產生的強大磁場，發生作用由此產生巨大的作用力，為這個炮彈加速。

它的典型特徵就是無需使用燃料推進，而且它的發射速度要比火力武器快很多。如果說我們為它提供強大的電流，比方說一百萬安培電磁軌道炮就能在射彈過程中產生驚人的推力，讓它的速度達到每秒數千米。在以往的實驗中，科學家們甚至獲得了二十千米每秒的射彈速度。

一九八零年的時候，美國西屋公司為“星球大戰”建造的那個實驗電磁炮，大致就是類似的結構，它能將三百克重的炮彈加速到每秒四千米左右，如果是在真空環境下，這種速度恐怕還能提高到每秒八到十千米。這種程度有多誇張？它已經超過了第一宇宙速度，也就是說它具備了作為新型航天發射裝置的理論資格。

不過它的缺點也很明顯，例如它在推進過程中必然會產生巨大的熱量，軌道也就很容易被腐蝕，這意味著電磁軌道炮需要經常更換軌道，或者是使用能導電的耐磨材料。說白了這電磁炮就是一個“直線電機”。不過得益於電磁力很均勻，以至於電磁炮的彈丸在飛行中也顯得較為穩定。又因它的發射過程中不出現火焰和煙霧，另外不產生衝擊波，這使得電磁炮有著很高的隱蔽性。

而且電磁炮還能根據目標的特徵快速的調節電磁力的大小，從電磁炮的經濟來看，常規火炮的發射要每產生一兆焦耳的能量需要耗時十美元，而用電磁炮居然只需零點一美元。不過即便如此，根據電磁炮的發展水平來說，它距離實戰要求還存在不小的距離。例如實戰中，我們的要求是要將三千克重的彈丸速度加速到每秒十五到三十千米左右，現在的實際水平根本無法滿足這種要求。

其次，當下的電磁炮導軌材料也不夠強固，彈丸高速掠過的時候恐怕就會讓導軌發生變形或是融化。美國開發的天基電磁炮武器系統就因呈現出重量過大、費用極高的現象。

那電磁炮究竟能不能拿來代替一些運載火箭發射衛星呢？我想應該不能，畢竟加速度太大，衛星裝置會容易損壞，除非我們改成賽道那樣的巨型環形發射軌。但如此一來，低空加速到接第一宇宙速度的時候，溫度、壓力等對材料的影響都會顯得很致命，又談何能重複使用呢？