日本军事又有大动作！据《日本时报》网站消息，该国在近日测试了一种新型的强大武器——电磁轨道炮，并且取得了一定的效果。按照他们的说法，这款武器未来可以广泛地应用于陆地和海上平台，还有可能对外输出。

尽管在二战失败后，日本的军事受到了国际的一定限制，但在武器装备研发方面仍然十分积极，如今又研发出了这种新型的武器。

电磁轨道炮这个名字，听起来不仅高科技，甚至有点赛博朋克的味道。其实还真是这样，在科幻电影《变形金刚》中，这种武器就曾经被演绎在大屏幕上。

那么，电磁轨道炮究竟是一种怎样的武器呢？它到底有多强大呢？

大家都听过一句话，叫“天下武功，唯快不破”，这句话在军事领域同样适用。你有矛，我有盾，你攻我就防。只要“盾”足够坚硬，就能够抵御所有的“矛”。但是，就算盾在坚固，只要矛的速度足够快，盾就来不及防御，最终就可以形成杀伤了。

尤其是在现代，世界各国都有自己的防御系统，尤其是军事大国，防守严密。因此，只有研发出足够快的武器，才能够出其不意，攻其不备。

传统的子弹、炮弹的射出原理，其实都是靠化学反应提供的动能。只要在子弹或炮弹的底部通过燃烧等化学反应导致内部空气膨胀，就会将其射出。不过，由于化学反应产生燃气的膨胀速率是有上限的，就算放再多火药，子弹或炮弹的速度也无法超过这个上限。

在这种情况下，人们就开始思考通过其他方式推动炮弹的原理了，其中最被寄予厚望的就是电磁感应。利用这种原理，将电磁能转化为弹丸的动能。只要产生强大的电流，就会得到足够的电磁力，然后把能量转化为动能，让炮弹获得惊人的速度。从这一点来说，电磁炮其实是一种冷兵器。

实际上，早在法拉第发现电磁感应现象后，世界各国的军事专家就开始思考这个问题了。1845年，英国物理学家查尔斯·惠斯通研制出了直线磁阻式电动机，将一个金属棒抛射到20米外，这就给了军事专家们更多的启发。

1901年，挪威物理学家克里斯蒂安·伯克兰将这种想象转化为现实。他利用沿枪管直线排列的线圈所产生的电磁力，将一枚重0.5千克的炮弹推射到50米/秒的速度，取得了历史性的突破。

不过，当时他研制的武器和今天的电磁轨道炮原理并不相同，我们称之为线圈炮，其推射原理是磁铁异性相吸所产生的力。除了线圈炮和轨道炮之外，电磁炮还有电热炮、重接炮等类型。

虽然线圈炮的研制更早并且取得了成果，但其弊端也是比较明显的。和今天我们提到的电磁轨道炮相比，线圈炮需要更长的加速距离和加速时间，在很多实战场合不占优势。相比之下，电磁轨道炮更适合在战场上大显神威。

电磁轨道炮主要由导轨、电枢和电源三部分组成，其结构如下图所示。

在接通电源后，电流会沿着其中一条轨道流动，通过电枢，再经由另一条轨道流回。这个时候，电枢在安培力的作用下就会沿着轨道加速运动，从而使炮弹获得惊人的速度。而且，电流越大，轨道越长，炮弹的速度也就可以越快。

1944年，也就是第二次世界大战期间，纳粹德国军械办公室的约阿希姆·汉斯勒（JoachimHänsler）就提出了利用电的方式推射炮弹的轨道炮。根据当时的设计，这种炮弹的重量约为0.5千克，速度可以达到每秒2公里，这在当时可以说是相当优越的性能了。

在经过多次试验后，汉斯勒一度将10克重的炮弹加速到每秒1210米。这个速度已经相当惊人了，但距离实战应用还是相当遥远的。尽管理论上这个计划可行，直到二战结束，德国还是没有成功研制出来。

除了德国之外，当时的法国、美国以及日本等国家，也都试图研制电磁轨道炮。不过，在进行更加深入的研究后，专家提出：这种武器需要的能量极大，每一门炮需要的能量就足以给半个芝加哥照明，因此这种“离谱”的武器暂时被搁置了。

即便如此，人们依然没有完全放弃这种武器的研发，因为它的性能确实非常优越——

由于速度极快，电磁轨道炮不仅可以打敌军一个措手不及，而且射程也更远。而且这样的速度，即便仅仅撞击就已经能造成一定的杀伤了，更别提炮弹本身的破坏了，因此轨道炮的威力更大。

轨道炮的弹丸体积小，质量轻，飞行时空气阻力也很小。这不仅可以减少速度的损耗，还能提高稳定性，在远距离射程下保持较高的精度。

电信号响应速度接近光速，轨道炮的控制和发射的响应时间也非常短，从弹丸装填到目标捕捉再到目标跟踪直到最终的打击，速度都非常快。

和常规化学炮相比，电磁轨道炮的化学能转换效率也高得多。前者的转换效率只有20%左右，产生每焦耳能量需要大约10美元成本；而电磁轨道炮电能向动能转换的效率可达50%，平均只需要0.1美元的成本就能产生1焦耳能量。

由于没有化学反应，电磁轨道炮发射的时候没有炮口火焰和噪音，而且后坐力也小得多，很便于隐蔽。

轨道炮质量轻，体积小，结构简单，因此运输和后勤保障方面也更加安全和便捷。尤其是对于需要反导的军舰来说，将可以大幅提升载弹量，完善防御能力，因此这是世界各国海军都期待已久的超级武器。

轨道炮有这么多巨大的优势，难怪面对着重重的困难和考验，世界各国的军事专家仍然没有放弃努力。

20世纪70年代初，电磁轨道炮的研发相继取得了许多重大进展，让这种武器重新进入人们的视线。

1970年，德国人哈布和齐默尔曼利用单极线圈研制了一款电磁炮，实现了将1.3克的金属环加速到每秒490米的突破。1978年，澳大利亚国立大学实验室的进展更加惊人，一枚重3.3克的特制塑料炮弹竟然加速到每秒5900米的速度，相当于声速的17倍！

20世纪80年代，美国里根政府将轨道炮技术列入星球大战计划。你可能觉得这两件事风马牛不相及，其实不然，轨道炮不仅可以应用于军事领域，在航天领域也有应用前景。如果这种技术应用于航天发射领域，可以大幅减少发射成本，降低发射难度。不过，随着冷战的结束和项目的难度较高，美国于上世纪末一度减缓了轨道炮的研发进度。

尽管应用于航天领域的理想至今没有实现，但轨道炮距离实战已经越来越近了。美国在这个项目中得到了丰富的经验，再加上近些年来的大力研发，让他们的轨道炮技术处在世界一流水平。

根据美国在2015年的海军年度技术总结中提出的说法，电磁轨道炮目前面临的技术难题大致有4点，分别是发射器寿命、超高速弹射性能、超高速射弹的制导能力以及高功率源技术。不过归根结底，电磁轨道炮的威力取决于发射时的能量，这也是衡量这种武器的重要参数。

2008年1月，美国海军采用通用原子公司研制的32MJ（兆焦耳）的电容器电源、BAE系统公司研制的电磁轨道炮进行发射试验，成功将3.41千克的射弹加速到2500米/秒。其炮口动能约为10.8MJ，能量转换效率达到了33%。

尽管这款轨道炮尚未在战场上大显神威，但美国已经看得更远，将目标定在了64MJ乃至100MJ。一旦这样的轨道炮投入使用，将具备更加强大的威慑力。

但令人意外的是，由于一些技术瓶颈迟迟无法突破等原因，美国国会在2022年度国防授权法案中取消相应拨款，最终美国的轨道炮研发项目竟然就这样戛然而止。

根据英国军事新闻网站“Shephard Media”的说法，日本最近试验的电磁轨道炮，电荷能量约为5MJ，炮弹初速可达约2230米/秒（相当于6.5倍因素）。而日本的目标，是希望这台原型机达到20MJ的运行能量。尽管美国单独研究轨道炮的项目已经下马，日本方面还是希望能够另辟蹊径，和美国共同研发这种强大的武器。

我国的电磁发射技术研究起步相对晚一些，1981年，我国军事专家王莹在军械工程学院开始了电磁发射技术和新概念武器的研究教学工作，其从事的研究和出版的专著给我国的电磁发射技术研究提供了重要的参考。

1986年，我国第一台电磁导轨发射实验装置终于问世，它成功将0.34千克的弹丸加速到了每秒1680米的速度。随后，我国另一台线圈炮也实现了将1千克弹丸加速到每秒60米的速度。

几十年来，我国的电磁发射技术可以说波澜不惊地发展着，成绩也越来越好。就在今年8月底，香港《南华早报》还报道了我国新型电磁炮的试验报道。据介绍，我国的电磁发射器将一枚重达124千克的弹丸加速到了700千米/小时（约合194米/秒）的速度，炮口动能达到了2.344兆焦耳。

你会发现，这款电磁炮的弹丸质量和速度和前面提到的都有较大的差别，这是因为我国试验的并非轨道炮，而是前面提到的线圈炮。凭借这些数据，我国这款线圈炮可以说已经居于世界领先地位。相比之下，美国此前测试的最大重量，也才只有18千克。

对于电磁炮的发展，军事专家提出了他们的担忧。2018年的时候，英国《经济学人》周刊曾经发表文章，将电磁炮等技术列为颠覆性技术武器，并认为这些武器将会大大增加世界的不安定性。

由于核武器的存在，如今许多国家已经不敢轻易发动战争，更不敢对拥有核武器的国家发动战争。但这些颠覆性技术武器有可能危及其他国家的核报复打击能力，从而使其拥有者更加没有顾及，以至于局部危机乃至战争爆发的风险提升。

不过，我国始终坚持防御的国防策略，但我们仍然需要这种武器来自卫。我们不会利用电磁炮主动进攻其他国家，但需要电磁炮确保其他国家的武器不会打到我们的领土。

而且就像我们前面说的，电磁发射技术还可以应用在航空领域。或许在不远的将来，我们能看到我国利用这项技术发射卫星呢！