主要定义

变形金刚2中的轨道炮

轨道炮（Rail Gun）：或译做磁轨炮、导轨炮，是电磁炮的一种。电磁炮是利用电磁力产生动能推进弹丸的一种先进的动能杀伤武器，与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场的作用力，其作用的时间要长得多，可大大提高弹丸的速度和射程．因而引起了世界各国军事家们的关注。自80年代初期以来，电磁炮在未来武器的发展计划中，已成为越来越重要的部分。轨道炮由两条平行的导轨组成，弹丸夹在两条导轨之间。两轨接入电源，电流经一导轨流向弹丸再流向另一导轨产生强磁场，磁场与电流相互作用，产生强大的安培力推动弹丸，达到很高的速度（理论上可以到达亚光速）

理论计算

轨道炮推动弹丸的力主要是安培力，基本计算过程与高中的“通电铁棒在磁场中运动”一样：

式中F是安培力，I是通电导体棒（炮弹）的电流，L是导体棒长度沿着电流方向的向量，B是磁场方向。

对于个人实验的小型电磁炮项目，磁场B可以完全由通电导轨提供。这时的磁场可以认为是两根电流相反的半无穷长度平行直导线磁场的叠加。其值为：

式中μ0是真空磁导率，I是电流，S是两导轨间距。上式认为导轨宽度不大，磁场沿着导体棒方向处处相等。回代F公式可得

l是电流方向的单位向量，z是垂直导轨平面往上的单位向量，两者相叉乘得到沿着导轨向前的力。可以看出力只与电流大小的平方成正比，而且1000安培的电流只能产生0.1N的力。

如果仅仅围绕以上设定设计电磁炮装置，采用铝制长方体作为弹丸，弹重1g，如通10A电流，受力10-5N。如轨道长1m，终点动能为10-5J，终点速度为0.14m/s，基本看不出弹丸在运动。

导体棒切割磁感线还会在棒上形成反电动势E=BLV，进一步降低终点效率，弹丸速度越快这一效应越明显。

为了提高出口初速度，可以考虑以下做法：

用电容等快速放电装置提供瞬时大电流。更大的电流对供能，放电，安全等装置都提出了更高的要求，这也是现代军用电磁炮的技术瓶颈之一。

外接平行匀强磁场。通过带铁芯的马蹄形磁铁等机构外加匀强磁场可以在不依赖过度地向导轨提供电流的情况下获得更大的加速磁场。

增长磁轨。终点动能与磁轨长度的平方根成正比。

采用轻质的弹丸。动能相同的情况下，终点速度与弹丸质量的平方根成反比。

发展历史

发明

电流方向和运动方向