电磁轨道炮：美国延续超级大国运祚就靠它了？
大国运祚离不开先进武器。提起美军的先进武器，大多数人最先想到的是联合攻击战斗机。的确，例如F-35，其垂直起降技能、态势感知头盔、一分钟连射181发的四管加特林机炮，样样酷炫无比。紧随其后的，可能是无人机、导弹和核潜艇。
F-35进行舰上垂直降落测试
至于炮，早在第二次世界大战后，它们就逐渐成了战场上的过气物件，因为它们的射程和精度越来越无法适应新时代的作战需求。但这个没落家族中，很可能将诞生一个被寄予延续美国超级大国运祚厚望的超级武器。
电磁轨道炮，英文名railgun，无论名字还是外观都不怎么高级。其工作原理——安培力代替火药，中国学生更是在高中物理课上就已掌握。它何以配得上超级武器之称？
美国海军尚在研发中的电磁轨道炮
本报记者巴恩斯(Julian E. Barnes)的一次弗吉尼亚州达尔格伦之行也许能带你感受一下它的威力：
日期不便透露的某日，巴恩斯获准进入美国海军一处绝密设施。一座混凝土掩体内警笛大作，包括美国副国务卿在内的高级官员们挤到一块显示屏前，一睹工程师们测试一种据称所向披靡的武器，它便是电磁轨道炮。
从它射出的约11千克重弹丸（下图左侧所示）能穿透七层钢板，同时留下直径约10多厘米的洞。
图片来源：美国国防部
美国副国务卿沃克（Robert Work，图右）查看被电磁轨道炮弹丸击穿的一块钢板。
美国副国务卿沃克说，这种武器犹如战地流星，可以威慑飞机、导弹、坦克等一切东西，而且几乎没有什么能够阻挡它。
美国海军研究办公室负责人温特尔上将(Adm. Mat Winter)说，电磁轨道炮将改变美国海军的作战方式。
无敌威力从何而来？
“唯快不破”的武学法则也适用于现代武器——当一颗弹丸以高达每秒数公里的速度呼啸而出，它拥有的炮口动能是无以伦比的。
电磁轨道炮依靠电磁导轨抛射弹丸，不需要火药或其他炸药。普通枪炮中，弹丸在火药点燃片刻后便失去了加速度。而电磁轨道炮的弹丸在通过近10米长的炮管的过程中不断加速，最终以7,200公里/小时（约六倍音速）离开炮口。
以下视频和图表介绍了电磁轨道炮的关键参数。
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=p1306egwcxo&width=500&height=375&auto=0
关键词汇
Pentagon 五角形，首字母大写时通常特指美国国防部所在的五角大楼，代指美国国防部 railgun 电磁轨道炮，也译作轨道炮或磁轨炮 electromagnetic pulse 电磁脉冲 projectile 抛射体，这里指弹丸 Mach 马赫，速度单位，1马赫=1倍音速
工作原理
感兴趣的来复习一下高中物理知识：
1. 来自一个电容组的激增电流经一条导轨流向弹丸再流向另一条导轨。
2. 由于电流在两条导轨上朝相反方向流动，便形成了两个互相排斥的电磁场，随之产生的强大安培力推动弹丸前行。弹丸在炮管中不断加速，直到其离开磁场。
一炮两用，既是矛也是盾
美国海军研发电磁轨道炮的初衷是制造一种进攻性武器，使其能够洞穿敌方舰壁，摧毁坦克，或将恐怖分子的营地夷为平地。但五角大楼的一些官员注意到了它的另一种潜能——在不到10年的将来拦截敌方导弹。
从广义上讲，美军未来的挑战将是在海军船只和陆军部队双双裁减的情况下保持其全球部署。预算固定不变但开支不断上升，为防范入侵在必要的地方保有足够军力正变得愈发困难。
美国海军从10年前就开始研发电磁轨道炮，已经在该项目上花费了超过5亿美元。五角大楼正继续投资8亿美元用于开发其防御功能，以及使其高科技弹丸能够适配于现役炮种。这是五角大楼所有项目中投资最高的一笔。
智能弹丸，价格便宜备弹足
要想以一颗弹丸击落一枚导弹，单靠快是肯定不行的。你可能不曾想到，电磁轨道炮的弹丸进化为智能弹丸所依靠的是普通消费者每天都在使用的一项技术——全球定位系统(GPS)制导。这还得感谢智能手机行业的繁荣，使得相关软硬件技术迅猛提升。
美国官员们说，电磁轨道炮制导系统的研发即将完成，只是弹丸内的电路必须加固，才能够承受能将大多数微型电子元件化为碎片的引力。
电磁轨道炮弹丸迷你的身材也是一大优势。美军一艘典型驱逐舰最多可以装载96枚导弹（无论是用于进攻的巡航导弹还是用于防御的截击导弹）。而一艘配备电磁轨道炮的舰艇有可能备弹1,000枚。这使得在执行拦截导弹或攻击敌军任务的舰艇能以更快的频率开火，并能长时作战。
如果说让电磁轨道炮具备拦截导弹的能力还有至少10年的路要走。那其弹丸能更快能投入使用。钨制弹头比许多钢铁都坚硬，并且每枚的成本很可能在2.5万美元至5万美元之间，相比造价1,000万美元一枚的现役拦截导弹便宜太多。
图为一枚高速飞行的电磁轨道炮弹丸。该弹丸正被测试用于包括图中海军火药炮在内的常规武器。
测试证明，以火药大炮发射时，这种弹丸的炮口速度低于电磁轨道炮，但仍然能够达到4,500公里/小时，这使得现役大炮的射程和威力显著提升。
如果你觉得以上对电磁轨道炮的威力描述还不够直观，那这么说吧，它比多次拯救了地球的擎天柱还厉害一点点——因为在电影《变形金刚2》里，它仅用一发弹丸就搞定了狂派BOSS“大力神”。
编译 | 李晓
“华尔街日报•派”是华尔街日报中文网子账号，专注高端人士投资和文化休闲，内容包括收藏，旅游，华宅，教育，美食和财富等。欢迎点击标题下方的“华尔街日报•派”关注我们。