线圈炮(Coilgun)是用通电导线绕成电磁铁将物体加速射出的武器,属于
实弹武器中的
电磁炮。
线圈炮的原理很早以前就为人所知,经常在科幻作品里登场。随着科技的发展,在现实中人类已经造出了线圈炮。
如果一种武器只说是电磁投射炮或高斯炮而不讲解其具体状况,则其是线圈炮的可能性较大。
原理
电磁投射
用导线绕成线圈,在线圈里通电,就会发出磁场而成为电磁铁。在线圈中央放置磁性物体,电磁铁就会将该磁性物体沿磁力线加速。
对于就这样直接射出磁性物体的情况,在物体到达一侧磁极的时候,需要将线圈断电来避免对物体发生逆向吸力影响其射出。这样做对断电开关的精确度要求较高,现实中的线圈炮一般采用光子开关来实现。这种情况下,射出的物体必须是磁性物体,对弹丸的种类有所限制。
对于以磁性物体推动射出其他物体的情况,对精度要求不高,可以用机械结构断电并将铁磁物体制动。这种情况下,射出的物体不必是磁性物质,对弹丸种类限制不大。
两者都可以采用多个线圈串列来连续加速,不过这对线圈通断电控制的要求更高。
现实中,早在1900年,克里斯蒂安·伯克兰就系统地设计了线圈炮并为其申请了专利,此后人类陆续做出了许多大小不一的线圈炮。不过其目前的能量变换效率只有1%到10%,作为武器来使用的意义低,主要用于娱乐和科教,部分人在网上公开自制线圈炮并试射的录像。
超导线圈炮
用超导体制造线圈可以通过很大的电流,从而得到极为强大的磁场,能把物体加速到相当快的速度。
如果超导线圈具有均匀的电磁性质、能整体同时失超,则在射出物体时可以利用物体放出的热让超导线圈失超从而让磁场消失,不再需要断电开关。使用这种理论设计的超导线圈炮也叫
失超炮。
现实中,自1988年以来,美国在研究超导线圈炮,不过其目前的进度远远落后于美国也在研究的
磁轨炮。
半合法武器
线圈炮是电磁投射武器,不使用火药、炸药或压缩气体,不违反铳刀法。不过,在能判定其具有对人造成威胁的杀伤力的情况下,其也是依法进行武器管制的对象。
目前现实中一些人持有自制的小型线圈炮,其威力是在十米距离上能打穿饮料罐、玻璃瓶和木板的程度,与较好的
弹弓接近。
低可见性武器
线圈炮不需要发生爆炸,不会放出等离子体,没有巨大的轰音或闪光,是低可见性的武器。
对于军事行动来说,低可见性有许多便利之处。不过,线圈炮本身还是需要较大的电源,体积比较大。
空间武器
在接近真空的宇宙空间,高速运动物体从发射到命中目标的过程中几乎不会遇到阻力,威力几乎不会因距离而衰减。而且,在恒星附近可以通过转换光能获得大量的电能,可以较为简单地为电磁炮提供电源。
表现
许多科幻作品表现过各式各样的线圈炮。
人类文学作品中登场的第一门电磁炮是
电力炮(1897年),它是一门线圈炮。
星际争霸系列里人类的
C-14电磁步枪也是线圈炮,但其子弹通过火药获得初速,有枪口焰。
评价
线圈炮是与现实接轨的架空武器。现实中已经造出了线圈炮,不过还有很多问题限制着线圈炮的应用,需要进一步研究解决。
线圈炮的发展依赖电磁学的发展,特别是超导体的发展。
最終更新:2017年06月07日 09:38