超级军网发展中的美国海军电磁轨道炮
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 21:02:53
发展中的美国海军电磁轨道炮
美国海军2月23日发布了图片新闻，宣布美国海军水面战中心的工程师们正在使用英国宇航系统公司(BAE)交付的第一门工业级原型电磁轨道炮进行全威力试射。根据2月28日的相关报道，英国宇航系统公司设计制造的这门最大动能32兆焦耳的电磁轨道炮已经在一周内进行了6次试射。它是首门作为工业品制造的原型样炮，它的交付和试射是电磁轨道炮发展史上的一个重要里程碑，标志着电磁轨道炮即将开始美国海军创新海军原型(INP)的第二阶段试验。
电磁轨道炮的基本技术原理并不复杂，也并不是一个新颖的设计概念。轨道炮使用电磁感应现象的洛伦兹力对射弹进行加速，早在19世纪法拉第发现电磁感应现象后，就有人就提出电磁加速装置的设想。20世纪初法国人路易斯?6?1奥科蒂夫率先提出类似于直线电机的电磁炮设计概念，1919年4月1日他向美国专利局提交了名为“射弹电气设备”(Electric Apparatus for Propelling Projectiles)的专利申请，1922年7月4日这项成果以专利号NO.1,421,435对外公开。他的设计中两条平行母线与射弹弹翼接触，整个装置置于一个磁场中，当通过电流时射弹受到洛伦兹力作用沿着母线加速，这可以说是最早的电磁轨道炮设计了。此后的电磁轨道炮直接利用导轨电流的磁场，当导轨和射弹通过电流后根据左手定则判断，射弹受到向前的推力从而沿着导轨加速。根据中学物理知识我们知道射弹所受的洛伦兹力与电流强度成正比，实用化的电磁轨道炮需要使用极强的电流，这曾是电磁轨道炮发展中面临的一个重要技术障碍。同样由左手定则判断，通电导轨受到向外的巨大洛伦兹力，而接入回路的电源则受到向后的洛伦兹力，这样的受力方向与传统化学能火炮类似，不过传统火炮导弹加速时炮身内积累的能量只会浪费掉，而电磁轨道炮中可回收导轨间积累的能量，提高总体工作效率。电磁轨道炮的另一个重要优势是理论上可以将射弹加速到极高的速度，远高于化学发射药火炮将炮弹加速到气体膨胀速度的理论极限，在实际工程实践中还远未成熟的电磁轨道炮射弹达到的速度，已经远远高于传统火炮达到的速度，甚至已经高于传统火炮炮弹的理论极限速度。这个特点是电磁轨道炮受到军事专家们青睐的最主要原因，更高的速度有利于获得更大的射程，也提高了射弹的动能和穿透能力，可以实现直接动能毁伤目标的攻击方式。
由于电磁轨道炮理论上的优越性，早在第二次世界大战期间德国军方就对电磁轨道炮也进行了研究，他们计划使用电磁轨道炮用于防空作战，为此发布的任务需求规格为射弹出膛速度达到2000米/秒，射弹内装有0.5千克的炸药。实用的电磁轨道炮面临着诸多的困难，射弹与导轨之间的高温电弧与高速摩擦的高热与应力导致射弹融化变形，德国工程师在后继改进中使用弹托或者说电枢推动射弹，避免了轨道的直接摩擦同时降低了高温电弧的直接加热，这成为后来电磁轨道炮的基本设计之一。早期研究条件远不足以支持电磁轨道炮走向实用化，弹托的设计也只是部分缓解了电弧和摩擦的加热的限制，德国远并没有制造出达到这一指标的电磁轨道炮，他们取得的成绩是最高出膛速度1080米/秒，射弹质量也有较大的差距，射弹在出膛时基本变形甚至融化了。除了高温电弧和摩擦的加热，平行导轨的强电流和磁场相互作用产生的巨大应力也是极大的技术挑战，这使早期电磁轨道炮的导轨只能使用一次，意味着电磁轨道炮缺乏实用价值。即使如此为了加强导轨强度，仍使电磁轨道炮的炮身加速系统比传统火炮庞大笨重，虽然随着各方面尤其是材料科学的进步，今天电磁轨道炮的炮身已经大为缩小，但仍比传统火炮庞大的多。
在很长一段时间内，电磁轨道炮都无法将射弹加速到超高速，连这个理论上的优越性尚不能实现，距离实用更是遥遥无期。1957年美国空军评估认为，未来很长时间内看不到电磁炮实用的可能，直到多年以后的20世纪80年代，冷战对峙中的美军试图以革命性的技术彻底在军备竞赛中压倒苏联，于是对电磁轨道炮等颠覆性的技术大感兴趣。1983年战略防御倡议提出后，其中的天基轨道炮项目更是进一步推动了电磁轨道炮的研究。不过80年代时各方面技术仍然相对不足，经历了十年发展电磁轨道炮仍然未能出现重大突破，尤其是经过超高速相机实际拍摄测量显示射弹速度仍然不能令人满意，而炮身的重复使用也没能取得重大进展，导致电磁轨道炮的发展在90年代初再一次陷入低潮。不过巨额的投资并非毫无效果，天基电磁炮项目的射弹包括大气层外轻型射弹(LEAP)，在天基轨道炮项目取消后被美国海军接收，成为今天美国海军宙斯盾反导系统(Aegis BMD) 反导能力核心的SM-3导弹的动能拦截战斗部。美国还研制成功了利用飞轮高速旋转来存储能量的补偿脉冲发电机(Compensated Pulsed Alternator)，原有的电容器脉冲电源也有了很大的发展，足以满足电磁轨道炮的大功率脉冲电源需求，基本解决了长期以来阻碍电磁轨道炮实用化的电源问题。此外多年的研究还留下了齐全的试验设置，今天通用原子公司电磁轨道炮的研究，就直接受益于当年的积累，尤其是通用原子公司直接使用了美国陆军留下的大功率电容器脉冲电源进行早期的试验。
随着脉冲电源、导轨材料、电枢等技术的进步，美军再次重燃对电磁轨道炮的兴趣，其中尤其以美国海军最为积极，这与美国海军在冷战结束后由海向陆的战略转变有关。进入21世纪后美国海军老式火炮对地支援战舰陆续退役，新发展的SM-4对陆攻击导弹和海基ATACMS先后取消，对陆攻击手段只剩下昂贵的战斧远程对陆攻击巡航导弹和射程很近的MK15型127毫米舰炮，对陆支援能力严重不足。2001年美国海军正式启动了电磁轨道炮项目，美国海军的目标是通过三个阶段的发展，在2020到2025年间研制出实用化的战术电磁轨道炮，炮口动能最高可达64兆焦耳，射程在50~222海里(92.6~411千米)之间。由于过去电磁轨道炮研制的屡战屡败的历史，这个计划可谓极具挑战性，但它对只能用MK 15型舰炮支援海军陆战队的美国海军来说是极为重要的。
作为未来美国海军的廉价高效全天候对岸直接火力支援武器，电磁轨道炮系统主要涉及到四个组成部分：发射装置、脉冲电源、射弹和与战舰的整合，其中发射装置的研制无疑是最具挑战性的，也是我们熟知的电磁轨道炮的核心部分。美国海军的三步走目标中，计划第一阶段的2005年前研制出炮口动能8兆焦耳的电磁轨道炮，第二阶段在2012年左右研制出炮口动能32兆焦耳的原型电磁轨道炮，第三阶段在2020年后研制出炮口动能64兆焦耳的实用化电磁轨道炮，从而为上舰铺平道路。在电磁轨道炮原有的基础上，第一阶段缩比样炮的研制相对顺利，美国国防先进项目研究局和德克萨斯大学联合研制出了90毫米口径的样炮，其炮口动能最高可到9兆焦耳，赶超了英国国防研究机构在苏格兰柯尔库布里(Kirkcudbright)郡靶场实现的8兆焦耳记录。美国海军还评估了新一代DDX驱逐舰的全电驱动系统只电磁轨道炮的支持能力，表明使用两台MT-30发动机的DDX驱逐舰可以支持两门64兆焦耳电磁轨道炮以最高每分12发的速度持续发射。2005年8月美国海军启动了创新海军原型计划，电磁轨道炮是其中的第一个项目，创新海军原型计划分两个阶段完成电磁轨道炮的研制。
美国海军的创新海军原型计划第一阶段计划在2005年财年到2011财年间对电磁轨道炮、脉冲电源、射弹和试验设备展开全面开发工作，计划完成32兆焦耳电磁轨道炮的研制并进行100秒寿命试验，脉冲电源的功率则要提高到100兆焦耳以支持32兆焦耳电磁炮的试验工作。2005年美国海军研究局(ONR)分别与英国宇航系统公司、美国通用原子公司和美国诺斯罗普格鲁曼公司签订了150万美元的合同用于电磁轨道炮的方案设计，这些公司还研制了脉冲电源，而射弹则由波音公司和政府部门的(Draper实验室负责研制。诺斯罗普格鲁曼公司在电磁轨道炮早期设计阶段就被淘汰出局，2006年6月美国海军研究局分别与英国宇航系统公司和美国通用原子公司续签了合同，要求两家公司分别进行32兆焦耳电磁轨道炮的初步设计工作。2006年美国海军水面战中心达尔格伦分部进行了了8兆焦耳轨道炮的实弹射击，2008年1月31日英国宇航系统公司交付的缩比例电磁轨道炮在实际射击中达到了10.64兆焦耳的炮口动能，射弹速度达到了2520米/秒，这是电磁轨道炮性能的一个里程碑。这次创纪录的射击所用的41兆焦耳脉冲电源则来自通用原子公司，是2007年完成的9兆焦耳原型电容器脉冲电源和美国陆军原有的32兆焦耳脉冲电源的组合。通用原子公司还在研制72兆焦耳的电容器组，预计2011年交付，与现有的41兆焦耳电容器组并联提供最高113兆焦耳的能量，用于未来32兆焦耳原型电磁轨道炮的测试。2009年2月17日和4月20日美国海军研究局分别于英国宇航系统公司和美国通用原子公司签订了价值2100万和2200万美元的合同，要求两家公司在30和34个月内交付炮口动能为32兆焦耳的工业级电磁轨道炮，用于进行100秒身管寿命试验等创新海军原型第二阶段的试验。
2010年12月美国海军开始在达尔格伦分部使用英国宇航系统公司和美国通用原子公司的的电磁轨道炮进行测试，通用原子公司的Blitzer轨道炮实现了超过5马赫的速度和超过6万G的加速，而英国宇航系统公司的轨道炮更是创造了炮口动能33兆焦耳的新记录。虽然这时的电磁轨道炮更多是实验室产品而不是工业品，但仍预示着32兆焦耳炮口动能的目标已经触手可及。2012年1月30日英国宇航系统公司率先向美国海军交付了工业级32兆焦耳原型电磁轨道炮，通用原子公司的32兆焦耳电磁轨道炮也将在今年4月左右交付。
电磁轨道炮将为美国海军提供广域精确打击能力，高达400千米射程匹配美国海军陆战队的V-22鱼鹰飞机的作战半径，可覆盖20万平方英里(51.8万平方千米)的广阔地域。电磁轨道炮的射弹出膛速度高达7马赫以上，击中目标的速度也将达到5马赫，射弹可在6分钟内打到400千米处的目标，提供了关键的时敏火力支援能力，并可击穿2米厚的地下掩体。电磁轨道炮还是一种全天候作战的武器，这都是现有战术导弹可望而不可及的能力。由于射弹的高速度，电磁轨道炮具备直接动能毁伤能力，避免了传统高爆装药炮弹对目标周围人员、装备和建筑物的附带毁伤，更有利于对海军陆战队的精确火力支援。电磁轨道炮完全是一种革命性的海战装备，它以炮弹的价格提供了媲美远程导弹的射程，同时还具备了更及时的支援能力，保证了可为美国海军陆战队提供充分可靠的火力支援。由于无需传统火炮的高爆炸药，同时射弹更无需发射药，避免了炸药和发射药误炸的可能，提高了美国海军战舰安全性。美国海军还比较过电磁轨道炮和F/A-18舰载机联队的火力支援能力，结果表明电磁轨道炮在最初8个小时发射的弹药质量是高于攻击机，打击目标的数量更是高了一个数量级。电磁轨道炮具备更好的全天候作战能力，还无需冒损失飞行员的危险，更可以解放大批用于对地支援的舰载机，这对苦于航空兵兵力不足装备老化的美国海军来说是极具吸引力的，美国海军大力支持电磁轨道炮的开发也就很好理解了。
不过电磁轨道炮的发展并非坦途，2012财年预算缩减中砍掉了电磁轨道炮的预算，好在后来国会又让它幸存至今，2013财年中电磁轨道炮预算被调低，但这个项目仍然活着，这就是最大的好消息了。即使保住了预算，电磁轨道炮在技术上仍然存在诸多障碍。如每分6~12发的连续发射，仅仅对脉冲电源连续快速充电的要求就超出了目前的技术能力，100秒的身管寿命目前尚未得到验证，更不要说实用化甚至高强度连续发射的问题了。电磁轨道炮的精度和制导则是更远的问题，尤其是高超音速下射弹会产生轻微的变形，导致偏离预定的飞行弹道。使用直接动能杀伤破坏半径更小，虽然减低了附带伤害但对末端GPS制导的精度要求极高。电磁轨道炮还面临平台整合的问题，它原定用于全电化的DDX驱逐舰上，但DDX计划到最后只建造3艘DDG1000级驱逐舰，而新的伯克3驱逐舰发电机功率有限，难以支持64兆焦耳电磁轨道炮的全威力连续发射，即使电磁轨道炮研制顺利，未来也很可能面临无舰可装的尴尬。
迄今为止电磁轨道炮研制可以说相对顺利，但在经费和技术上都面临诸多困难，它现在的不足主要是由于技术尚不成熟的原因。由于电磁轨道炮技术和性能上革命性的优越性，美国海军坚持不懈的推进电磁轨道炮的研制，预计2016年将开始地面演示，2019年开始上舰演示，为2020年后的实际装备奠定基础。
发展中的美国海军电磁轨道炮
美国海军2月23日发布了图片新闻，宣布美国海军水面战中心的工程师们正在使用英国宇航系统公司(BAE)交付的第一门工业级原型电磁轨道炮进行全威力试射。根据2月28日的相关报道，英国宇航系统公司设计制造的这门最大动能32兆焦耳的电磁轨道炮已经在一周内进行了6次试射。它是首门作为工业品制造的原型样炮，它的交付和试射是电磁轨道炮发展史上的一个重要里程碑，标志着电磁轨道炮即将开始美国海军创新海军原型(INP)的第二阶段试验。
电磁轨道炮的基本技术原理并不复杂，也并不是一个新颖的设计概念。轨道炮使用电磁感应现象的洛伦兹力对射弹进行加速，早在19世纪法拉第发现电磁感应现象后，就有人就提出电磁加速装置的设想。20世纪初法国人路易斯?6?1奥科蒂夫率先提出类似于直线电机的电磁炮设计概念，1919年4月1日他向美国专利局提交了名为“射弹电气设备”(Electric Apparatus for Propelling Projectiles)的专利申请，1922年7月4日这项成果以专利号NO.1,421,435对外公开。他的设计中两条平行母线与射弹弹翼接触，整个装置置于一个磁场中，当通过电流时射弹受到洛伦兹力作用沿着母线加速，这可以说是最早的电磁轨道炮设计了。此后的电磁轨道炮直接利用导轨电流的磁场，当导轨和射弹通过电流后根据左手定则判断，射弹受到向前的推力从而沿着导轨加速。根据中学物理知识我们知道射弹所受的洛伦兹力与电流强度成正比，实用化的电磁轨道炮需要使用极强的电流，这曾是电磁轨道炮发展中面临的一个重要技术障碍。同样由左手定则判断，通电导轨受到向外的巨大洛伦兹力，而接入回路的电源则受到向后的洛伦兹力，这样的受力方向与传统化学能火炮类似，不过传统火炮导弹加速时炮身内积累的能量只会浪费掉，而电磁轨道炮中可回收导轨间积累的能量，提高总体工作效率。电磁轨道炮的另一个重要优势是理论上可以将射弹加速到极高的速度，远高于化学发射药火炮将炮弹加速到气体膨胀速度的理论极限，在实际工程实践中还远未成熟的电磁轨道炮射弹达到的速度，已经远远高于传统火炮达到的速度，甚至已经高于传统火炮炮弹的理论极限速度。这个特点是电磁轨道炮受到军事专家们青睐的最主要原因，更高的速度有利于获得更大的射程，也提高了射弹的动能和穿透能力，可以实现直接动能毁伤目标的攻击方式。
由于电磁轨道炮理论上的优越性，早在第二次世界大战期间德国军方就对电磁轨道炮也进行了研究，他们计划使用电磁轨道炮用于防空作战，为此发布的任务需求规格为射弹出膛速度达到2000米/秒，射弹内装有0.5千克的炸药。实用的电磁轨道炮面临着诸多的困难，射弹与导轨之间的高温电弧与高速摩擦的高热与应力导致射弹融化变形，德国工程师在后继改进中使用弹托或者说电枢推动射弹，避免了轨道的直接摩擦同时降低了高温电弧的直接加热，这成为后来电磁轨道炮的基本设计之一。早期研究条件远不足以支持电磁轨道炮走向实用化，弹托的设计也只是部分缓解了电弧和摩擦的加热的限制，德国远并没有制造出达到这一指标的电磁轨道炮，他们取得的成绩是最高出膛速度1080米/秒，射弹质量也有较大的差距，射弹在出膛时基本变形甚至融化了。除了高温电弧和摩擦的加热，平行导轨的强电流和磁场相互作用产生的巨大应力也是极大的技术挑战，这使早期电磁轨道炮的导轨只能使用一次，意味着电磁轨道炮缺乏实用价值。即使如此为了加强导轨强度，仍使电磁轨道炮的炮身加速系统比传统火炮庞大笨重，虽然随着各方面尤其是材料科学的进步，今天电磁轨道炮的炮身已经大为缩小，但仍比传统火炮庞大的多。
在很长一段时间内，电磁轨道炮都无法将射弹加速到超高速，连这个理论上的优越性尚不能实现，距离实用更是遥遥无期。1957年美国空军评估认为，未来很长时间内看不到电磁炮实用的可能，直到多年以后的20世纪80年代，冷战对峙中的美军试图以革命性的技术彻底在军备竞赛中压倒苏联，于是对电磁轨道炮等颠覆性的技术大感兴趣。1983年战略防御倡议提出后，其中的天基轨道炮项目更是进一步推动了电磁轨道炮的研究。不过80年代时各方面技术仍然相对不足，经历了十年发展电磁轨道炮仍然未能出现重大突破，尤其是经过超高速相机实际拍摄测量显示射弹速度仍然不能令人满意，而炮身的重复使用也没能取得重大进展，导致电磁轨道炮的发展在90年代初再一次陷入低潮。不过巨额的投资并非毫无效果，天基电磁炮项目的射弹包括大气层外轻型射弹(LEAP)，在天基轨道炮项目取消后被美国海军接收，成为今天美国海军宙斯盾反导系统(Aegis BMD) 反导能力核心的SM-3导弹的动能拦截战斗部。美国还研制成功了利用飞轮高速旋转来存储能量的补偿脉冲发电机(Compensated Pulsed Alternator)，原有的电容器脉冲电源也有了很大的发展，足以满足电磁轨道炮的大功率脉冲电源需求，基本解决了长期以来阻碍电磁轨道炮实用化的电源问题。此外多年的研究还留下了齐全的试验设置，今天通用原子公司电磁轨道炮的研究，就直接受益于当年的积累，尤其是通用原子公司直接使用了美国陆军留下的大功率电容器脉冲电源进行早期的试验。
随着脉冲电源、导轨材料、电枢等技术的进步，美军再次重燃对电磁轨道炮的兴趣，其中尤其以美国海军最为积极，这与美国海军在冷战结束后由海向陆的战略转变有关。进入21世纪后美国海军老式火炮对地支援战舰陆续退役，新发展的SM-4对陆攻击导弹和海基ATACMS先后取消，对陆攻击手段只剩下昂贵的战斧远程对陆攻击巡航导弹和射程很近的MK15型127毫米舰炮，对陆支援能力严重不足。2001年美国海军正式启动了电磁轨道炮项目，美国海军的目标是通过三个阶段的发展，在2020到2025年间研制出实用化的战术电磁轨道炮，炮口动能最高可达64兆焦耳，射程在50~222海里(92.6~411千米)之间。由于过去电磁轨道炮研制的屡战屡败的历史，这个计划可谓极具挑战性，但它对只能用MK 15型舰炮支援海军陆战队的美国海军来说是极为重要的。
作为未来美国海军的廉价高效全天候对岸直接火力支援武器，电磁轨道炮系统主要涉及到四个组成部分：发射装置、脉冲电源、射弹和与战舰的整合，其中发射装置的研制无疑是最具挑战性的，也是我们熟知的电磁轨道炮的核心部分。美国海军的三步走目标中，计划第一阶段的2005年前研制出炮口动能8兆焦耳的电磁轨道炮，第二阶段在2012年左右研制出炮口动能32兆焦耳的原型电磁轨道炮，第三阶段在2020年后研制出炮口动能64兆焦耳的实用化电磁轨道炮，从而为上舰铺平道路。在电磁轨道炮原有的基础上，第一阶段缩比样炮的研制相对顺利，美国国防先进项目研究局和德克萨斯大学联合研制出了90毫米口径的样炮，其炮口动能最高可到9兆焦耳，赶超了英国国防研究机构在苏格兰柯尔库布里(Kirkcudbright)郡靶场实现的8兆焦耳记录。美国海军还评估了新一代DDX驱逐舰的全电驱动系统只电磁轨道炮的支持能力，表明使用两台MT-30发动机的DDX驱逐舰可以支持两门64兆焦耳电磁轨道炮以最高每分12发的速度持续发射。2005年8月美国海军启动了创新海军原型计划，电磁轨道炮是其中的第一个项目，创新海军原型计划分两个阶段完成电磁轨道炮的研制。
美国海军的创新海军原型计划第一阶段计划在2005年财年到2011财年间对电磁轨道炮、脉冲电源、射弹和试验设备展开全面开发工作，计划完成32兆焦耳电磁轨道炮的研制并进行100秒寿命试验，脉冲电源的功率则要提高到100兆焦耳以支持32兆焦耳电磁炮的试验工作。2005年美国海军研究局(ONR)分别与英国宇航系统公司、美国通用原子公司和美国诺斯罗普格鲁曼公司签订了150万美元的合同用于电磁轨道炮的方案设计，这些公司还研制了脉冲电源，而射弹则由波音公司和政府部门的(Draper实验室负责研制。诺斯罗普格鲁曼公司在电磁轨道炮早期设计阶段就被淘汰出局，2006年6月美国海军研究局分别与英国宇航系统公司和美国通用原子公司续签了合同，要求两家公司分别进行32兆焦耳电磁轨道炮的初步设计工作。2006年美国海军水面战中心达尔格伦分部进行了了8兆焦耳轨道炮的实弹射击，2008年1月31日英国宇航系统公司交付的缩比例电磁轨道炮在实际射击中达到了10.64兆焦耳的炮口动能，射弹速度达到了2520米/秒，这是电磁轨道炮性能的一个里程碑。这次创纪录的射击所用的41兆焦耳脉冲电源则来自通用原子公司，是2007年完成的9兆焦耳原型电容器脉冲电源和美国陆军原有的32兆焦耳脉冲电源的组合。通用原子公司还在研制72兆焦耳的电容器组，预计2011年交付，与现有的41兆焦耳电容器组并联提供最高113兆焦耳的能量，用于未来32兆焦耳原型电磁轨道炮的测试。2009年2月17日和4月20日美国海军研究局分别于英国宇航系统公司和美国通用原子公司签订了价值2100万和2200万美元的合同，要求两家公司在30和34个月内交付炮口动能为32兆焦耳的工业级电磁轨道炮，用于进行100秒身管寿命试验等创新海军原型第二阶段的试验。
2010年12月美国海军开始在达尔格伦分部使用英国宇航系统公司和美国通用原子公司的的电磁轨道炮进行测试，通用原子公司的Blitzer轨道炮实现了超过5马赫的速度和超过6万G的加速，而英国宇航系统公司的轨道炮更是创造了炮口动能33兆焦耳的新记录。虽然这时的电磁轨道炮更多是实验室产品而不是工业品，但仍预示着32兆焦耳炮口动能的目标已经触手可及。2012年1月30日英国宇航系统公司率先向美国海军交付了工业级32兆焦耳原型电磁轨道炮，通用原子公司的32兆焦耳电磁轨道炮也将在今年4月左右交付。
电磁轨道炮将为美国海军提供广域精确打击能力，高达400千米射程匹配美国海军陆战队的V-22鱼鹰飞机的作战半径，可覆盖20万平方英里(51.8万平方千米)的广阔地域。电磁轨道炮的射弹出膛速度高达7马赫以上，击中目标的速度也将达到5马赫，射弹可在6分钟内打到400千米处的目标，提供了关键的时敏火力支援能力，并可击穿2米厚的地下掩体。电磁轨道炮还是一种全天候作战的武器，这都是现有战术导弹可望而不可及的能力。由于射弹的高速度，电磁轨道炮具备直接动能毁伤能力，避免了传统高爆装药炮弹对目标周围人员、装备和建筑物的附带毁伤，更有利于对海军陆战队的精确火力支援。电磁轨道炮完全是一种革命性的海战装备，它以炮弹的价格提供了媲美远程导弹的射程，同时还具备了更及时的支援能力，保证了可为美国海军陆战队提供充分可靠的火力支援。由于无需传统火炮的高爆炸药，同时射弹更无需发射药，避免了炸药和发射药误炸的可能，提高了美国海军战舰安全性。美国海军还比较过电磁轨道炮和F/A-18舰载机联队的火力支援能力，结果表明电磁轨道炮在最初8个小时发射的弹药质量是高于攻击机，打击目标的数量更是高了一个数量级。电磁轨道炮具备更好的全天候作战能力，还无需冒损失飞行员的危险，更可以解放大批用于对地支援的舰载机，这对苦于航空兵兵力不足装备老化的美国海军来说是极具吸引力的，美国海军大力支持电磁轨道炮的开发也就很好理解了。
不过电磁轨道炮的发展并非坦途，2012财年预算缩减中砍掉了电磁轨道炮的预算，好在后来国会又让它幸存至今，2013财年中电磁轨道炮预算被调低，但这个项目仍然活着，这就是最大的好消息了。即使保住了预算，电磁轨道炮在技术上仍然存在诸多障碍。如每分6~12发的连续发射，仅仅对脉冲电源连续快速充电的要求就超出了目前的技术能力，100秒的身管寿命目前尚未得到验证，更不要说实用化甚至高强度连续发射的问题了。电磁轨道炮的精度和制导则是更远的问题，尤其是高超音速下射弹会产生轻微的变形，导致偏离预定的飞行弹道。使用直接动能杀伤破坏半径更小，虽然减低了附带伤害但对末端GPS制导的精度要求极高。电磁轨道炮还面临平台整合的问题，它原定用于全电化的DDX驱逐舰上，但DDX计划到最后只建造3艘DDG1000级驱逐舰，而新的伯克3驱逐舰发电机功率有限，难以支持64兆焦耳电磁轨道炮的全威力连续发射，即使电磁轨道炮研制顺利，未来也很可能面临无舰可装的尴尬。
迄今为止电磁轨道炮研制可以说相对顺利，但在经费和技术上都面临诸多困难，它现在的不足主要是由于技术尚不成熟的原因。由于电磁轨道炮技术和性能上革命性的优越性，美国海军坚持不懈的推进电磁轨道炮的研制，预计2016年将开始地面演示，2019年开始上舰演示，为2020年后的实际装备奠定基础。
美国海军2月23日发布了图片新闻，宣布美国海军水面战中心的工程师们正在使用英国宇航系统公司(BAE)交付的第一门工业级原型电磁轨道炮进行全威力试射。根据2月28日的相关报道，英国宇航系统公司设计制造的这门最大动能32兆焦耳的电磁轨道炮已经在一周内进行了6次试射。它是首门作为工业品制造的原型样炮，它的交付和试射是电磁轨道炮发展史上的一个重要里程碑，标志着电磁轨道炮即将开始美国海军创新海军原型(INP)的第二阶段试验。
电磁轨道炮的基本技术原理并不复杂，也并不是一个新颖的设计概念。轨道炮使用电磁感应现象的洛伦兹力对射弹进行加速，早在19世纪法拉第发现电磁感应现象后，就有人就提出电磁加速装置的设想。20世纪初法国人路易斯?6?1奥科蒂夫率先提出类似于直线电机的电磁炮设计概念，1919年4月1日他向美国专利局提交了名为“射弹电气设备”(Electric Apparatus for Propelling Projectiles)的专利申请，1922年7月4日这项成果以专利号NO.1,421,435对外公开。他的设计中两条平行母线与射弹弹翼接触，整个装置置于一个磁场中，当通过电流时射弹受到洛伦兹力作用沿着母线加速，这可以说是最早的电磁轨道炮设计了。此后的电磁轨道炮直接利用导轨电流的磁场，当导轨和射弹通过电流后根据左手定则判断，射弹受到向前的推力从而沿着导轨加速。根据中学物理知识我们知道射弹所受的洛伦兹力与电流强度成正比，实用化的电磁轨道炮需要使用极强的电流，这曾是电磁轨道炮发展中面临的一个重要技术障碍。同样由左手定则判断，通电导轨受到向外的巨大洛伦兹力，而接入回路的电源则受到向后的洛伦兹力，这样的受力方向与传统化学能火炮类似，不过传统火炮导弹加速时炮身内积累的能量只会浪费掉，而电磁轨道炮中可回收导轨间积累的能量，提高总体工作效率。电磁轨道炮的另一个重要优势是理论上可以将射弹加速到极高的速度，远高于化学发射药火炮将炮弹加速到气体膨胀速度的理论极限，在实际工程实践中还远未成熟的电磁轨道炮射弹达到的速度，已经远远高于传统火炮达到的速度，甚至已经高于传统火炮炮弹的理论极限速度。这个特点是电磁轨道炮受到军事专家们青睐的最主要原因，更高的速度有利于获得更大的射程，也提高了射弹的动能和穿透能力，可以实现直接动能毁伤目标的攻击方式。
由于电磁轨道炮理论上的优越性，早在第二次世界大战期间德国军方就对电磁轨道炮也进行了研究，他们计划使用电磁轨道炮用于防空作战，为此发布的任务需求规格为射弹出膛速度达到2000米/秒，射弹内装有0.5千克的炸药。实用的电磁轨道炮面临着诸多的困难，射弹与导轨之间的高温电弧与高速摩擦的高热与应力导致射弹融化变形，德国工程师在后继改进中使用弹托或者说电枢推动射弹，避免了轨道的直接摩擦同时降低了高温电弧的直接加热，这成为后来电磁轨道炮的基本设计之一。早期研究条件远不足以支持电磁轨道炮走向实用化，弹托的设计也只是部分缓解了电弧和摩擦的加热的限制，德国远并没有制造出达到这一指标的电磁轨道炮，他们取得的成绩是最高出膛速度1080米/秒，射弹质量也有较大的差距，射弹在出膛时基本变形甚至融化了。除了高温电弧和摩擦的加热，平行导轨的强电流和磁场相互作用产生的巨大应力也是极大的技术挑战，这使早期电磁轨道炮的导轨只能使用一次，意味着电磁轨道炮缺乏实用价值。即使如此为了加强导轨强度，仍使电磁轨道炮的炮身加速系统比传统火炮庞大笨重，虽然随着各方面尤其是材料科学的进步，今天电磁轨道炮的炮身已经大为缩小，但仍比传统火炮庞大的多。
在很长一段时间内，电磁轨道炮都无法将射弹加速到超高速，连这个理论上的优越性尚不能实现，距离实用更是遥遥无期。1957年美国空军评估认为，未来很长时间内看不到电磁炮实用的可能，直到多年以后的20世纪80年代，冷战对峙中的美军试图以革命性的技术彻底在军备竞赛中压倒苏联，于是对电磁轨道炮等颠覆性的技术大感兴趣。1983年战略防御倡议提出后，其中的天基轨道炮项目更是进一步推动了电磁轨道炮的研究。不过80年代时各方面技术仍然相对不足，经历了十年发展电磁轨道炮仍然未能出现重大突破，尤其是经过超高速相机实际拍摄测量显示射弹速度仍然不能令人满意，而炮身的重复使用也没能取得重大进展，导致电磁轨道炮的发展在90年代初再一次陷入低潮。不过巨额的投资并非毫无效果，天基电磁炮项目的射弹包括大气层外轻型射弹(LEAP)，在天基轨道炮项目取消后被美国海军接收，成为今天美国海军宙斯盾反导系统(Aegis BMD) 反导能力核心的SM-3导弹的动能拦截战斗部。美国还研制成功了利用飞轮高速旋转来存储能量的补偿脉冲发电机(Compensated Pulsed Alternator)，原有的电容器脉冲电源也有了很大的发展，足以满足电磁轨道炮的大功率脉冲电源需求，基本解决了长期以来阻碍电磁轨道炮实用化的电源问题。此外多年的研究还留下了齐全的试验设置，今天通用原子公司电磁轨道炮的研究，就直接受益于当年的积累，尤其是通用原子公司直接使用了美国陆军留下的大功率电容器脉冲电源进行早期的试验。
随着脉冲电源、导轨材料、电枢等技术的进步，美军再次重燃对电磁轨道炮的兴趣，其中尤其以美国海军最为积极，这与美国海军在冷战结束后由海向陆的战略转变有关。进入21世纪后美国海军老式火炮对地支援战舰陆续退役，新发展的SM-4对陆攻击导弹和海基ATACMS先后取消，对陆攻击手段只剩下昂贵的战斧远程对陆攻击巡航导弹和射程很近的MK15型127毫米舰炮，对陆支援能力严重不足。2001年美国海军正式启动了电磁轨道炮项目，美国海军的目标是通过三个阶段的发展，在2020到2025年间研制出实用化的战术电磁轨道炮，炮口动能最高可达64兆焦耳，射程在50~222海里(92.6~411千米)之间。由于过去电磁轨道炮研制的屡战屡败的历史，这个计划可谓极具挑战性，但它对只能用MK 15型舰炮支援海军陆战队的美国海军来说是极为重要的。
作为未来美国海军的廉价高效全天候对岸直接火力支援武器，电磁轨道炮系统主要涉及到四个组成部分：发射装置、脉冲电源、射弹和与战舰的整合，其中发射装置的研制无疑是最具挑战性的，也是我们熟知的电磁轨道炮的核心部分。美国海军的三步走目标中，计划第一阶段的2005年前研制出炮口动能8兆焦耳的电磁轨道炮，第二阶段在2012年左右研制出炮口动能32兆焦耳的原型电磁轨道炮，第三阶段在2020年后研制出炮口动能64兆焦耳的实用化电磁轨道炮，从而为上舰铺平道路。在电磁轨道炮原有的基础上，第一阶段缩比样炮的研制相对顺利，美国国防先进项目研究局和德克萨斯大学联合研制出了90毫米口径的样炮，其炮口动能最高可到9兆焦耳，赶超了英国国防研究机构在苏格兰柯尔库布里(Kirkcudbright)郡靶场实现的8兆焦耳记录。美国海军还评估了新一代DDX驱逐舰的全电驱动系统只电磁轨道炮的支持能力，表明使用两台MT-30发动机的DDX驱逐舰可以支持两门64兆焦耳电磁轨道炮以最高每分12发的速度持续发射。2005年8月美国海军启动了创新海军原型计划，电磁轨道炮是其中的第一个项目，创新海军原型计划分两个阶段完成电磁轨道炮的研制。
美国海军的创新海军原型计划第一阶段计划在2005年财年到2011财年间对电磁轨道炮、脉冲电源、射弹和试验设备展开全面开发工作，计划完成32兆焦耳电磁轨道炮的研制并进行100秒寿命试验，脉冲电源的功率则要提高到100兆焦耳以支持32兆焦耳电磁炮的试验工作。2005年美国海军研究局(ONR)分别与英国宇航系统公司、美国通用原子公司和美国诺斯罗普格鲁曼公司签订了150万美元的合同用于电磁轨道炮的方案设计，这些公司还研制了脉冲电源，而射弹则由波音公司和政府部门的(Draper实验室负责研制。诺斯罗普格鲁曼公司在电磁轨道炮早期设计阶段就被淘汰出局，2006年6月美国海军研究局分别与英国宇航系统公司和美国通用原子公司续签了合同，要求两家公司分别进行32兆焦耳电磁轨道炮的初步设计工作。2006年美国海军水面战中心达尔格伦分部进行了了8兆焦耳轨道炮的实弹射击，2008年1月31日英国宇航系统公司交付的缩比例电磁轨道炮在实际射击中达到了10.64兆焦耳的炮口动能，射弹速度达到了2520米/秒，这是电磁轨道炮性能的一个里程碑。这次创纪录的射击所用的41兆焦耳脉冲电源则来自通用原子公司，是2007年完成的9兆焦耳原型电容器脉冲电源和美国陆军原有的32兆焦耳脉冲电源的组合。通用原子公司还在研制72兆焦耳的电容器组，预计2011年交付，与现有的41兆焦耳电容器组并联提供最高113兆焦耳的能量，用于未来32兆焦耳原型电磁轨道炮的测试。2009年2月17日和4月20日美国海军研究局分别于英国宇航系统公司和美国通用原子公司签订了价值2100万和2200万美元的合同，要求两家公司在30和34个月内交付炮口动能为32兆焦耳的工业级电磁轨道炮，用于进行100秒身管寿命试验等创新海军原型第二阶段的试验。
2010年12月美国海军开始在达尔格伦分部使用英国宇航系统公司和美国通用原子公司的的电磁轨道炮进行测试，通用原子公司的Blitzer轨道炮实现了超过5马赫的速度和超过6万G的加速，而英国宇航系统公司的轨道炮更是创造了炮口动能33兆焦耳的新记录。虽然这时的电磁轨道炮更多是实验室产品而不是工业品，但仍预示着32兆焦耳炮口动能的目标已经触手可及。2012年1月30日英国宇航系统公司率先向美国海军交付了工业级32兆焦耳原型电磁轨道炮，通用原子公司的32兆焦耳电磁轨道炮也将在今年4月左右交付。
电磁轨道炮将为美国海军提供广域精确打击能力，高达400千米射程匹配美国海军陆战队的V-22鱼鹰飞机的作战半径，可覆盖20万平方英里(51.8万平方千米)的广阔地域。电磁轨道炮的射弹出膛速度高达7马赫以上，击中目标的速度也将达到5马赫，射弹可在6分钟内打到400千米处的目标，提供了关键的时敏火力支援能力，并可击穿2米厚的地下掩体。电磁轨道炮还是一种全天候作战的武器，这都是现有战术导弹可望而不可及的能力。由于射弹的高速度，电磁轨道炮具备直接动能毁伤能力，避免了传统高爆装药炮弹对目标周围人员、装备和建筑物的附带毁伤，更有利于对海军陆战队的精确火力支援。电磁轨道炮完全是一种革命性的海战装备，它以炮弹的价格提供了媲美远程导弹的射程，同时还具备了更及时的支援能力，保证了可为美国海军陆战队提供充分可靠的火力支援。由于无需传统火炮的高爆炸药，同时射弹更无需发射药，避免了炸药和发射药误炸的可能，提高了美国海军战舰安全性。美国海军还比较过电磁轨道炮和F/A-18舰载机联队的火力支援能力，结果表明电磁轨道炮在最初8个小时发射的弹药质量是高于攻击机，打击目标的数量更是高了一个数量级。电磁轨道炮具备更好的全天候作战能力，还无需冒损失飞行员的危险，更可以解放大批用于对地支援的舰载机，这对苦于航空兵兵力不足装备老化的美国海军来说是极具吸引力的，美国海军大力支持电磁轨道炮的开发也就很好理解了。
不过电磁轨道炮的发展并非坦途，2012财年预算缩减中砍掉了电磁轨道炮的预算，好在后来国会又让它幸存至今，2013财年中电磁轨道炮预算被调低，但这个项目仍然活着，这就是最大的好消息了。即使保住了预算，电磁轨道炮在技术上仍然存在诸多障碍。如每分6~12发的连续发射，仅仅对脉冲电源连续快速充电的要求就超出了目前的技术能力，100秒的身管寿命目前尚未得到验证，更不要说实用化甚至高强度连续发射的问题了。电磁轨道炮的精度和制导则是更远的问题，尤其是高超音速下射弹会产生轻微的变形，导致偏离预定的飞行弹道。使用直接动能杀伤破坏半径更小，虽然减低了附带伤害但对末端GPS制导的精度要求极高。电磁轨道炮还面临平台整合的问题，它原定用于全电化的DDX驱逐舰上，但DDX计划到最后只建造3艘DDG1000级驱逐舰，而新的伯克3驱逐舰发电机功率有限，难以支持64兆焦耳电磁轨道炮的全威力连续发射，即使电磁轨道炮研制顺利，未来也很可能面临无舰可装的尴尬。
迄今为止电磁轨道炮研制可以说相对顺利，但在经费和技术上都面临诸多困难，它现在的不足主要是由于技术尚不成熟的原因。由于电磁轨道炮技术和性能上革命性的优越性，美国海军坚持不懈的推进电磁轨道炮的研制，预计2016年将开始地面演示，2019年开始上舰演示，为2020年后的实际装备奠定基础。
发展中的美国海军电磁轨道炮
美国海军2月23日发布了图片新闻，宣布美国海军水面战中心的工程师们正在使用英国宇航系统公司(BAE)交付的第一门工业级原型电磁轨道炮进行全威力试射。根据2月28日的相关报道，英国宇航系统公司设计制造的这门最大动能32兆焦耳的电磁轨道炮已经在一周内进行了6次试射。它是首门作为工业品制造的原型样炮，它的交付和试射是电磁轨道炮发展史上的一个重要里程碑，标志着电磁轨道炮即将开始美国海军创新海军原型(INP)的第二阶段试验。
电磁轨道炮的基本技术原理并不复杂，也并不是一个新颖的设计概念。轨道炮使用电磁感应现象的洛伦兹力对射弹进行加速，早在19世纪法拉第发现电磁感应现象后，就有人就提出电磁加速装置的设想。20世纪初法国人路易斯?6?1奥科蒂夫率先提出类似于直线电机的电磁炮设计概念，1919年4月1日他向美国专利局提交了名为“射弹电气设备”(Electric Apparatus for Propelling Projectiles)的专利申请，1922年7月4日这项成果以专利号NO.1,421,435对外公开。他的设计中两条平行母线与射弹弹翼接触，整个装置置于一个磁场中，当通过电流时射弹受到洛伦兹力作用沿着母线加速，这可以说是最早的电磁轨道炮设计了。此后的电磁轨道炮直接利用导轨电流的磁场，当导轨和射弹通过电流后根据左手定则判断，射弹受到向前的推力从而沿着导轨加速。根据中学物理知识我们知道射弹所受的洛伦兹力与电流强度成正比，实用化的电磁轨道炮需要使用极强的电流，这曾是电磁轨道炮发展中面临的一个重要技术障碍。同样由左手定则判断，通电导轨受到向外的巨大洛伦兹力，而接入回路的电源则受到向后的洛伦兹力，这样的受力方向与传统化学能火炮类似，不过传统火炮导弹加速时炮身内积累的能量只会浪费掉，而电磁轨道炮中可回收导轨间积累的能量，提高总体工作效率。电磁轨道炮的另一个重要优势是理论上可以将射弹加速到极高的速度，远高于化学发射药火炮将炮弹加速到气体膨胀速度的理论极限，在实际工程实践中还远未成熟的电磁轨道炮射弹达到的速度，已经远远高于传统火炮达到的速度，甚至已经高于传统火炮炮弹的理论极限速度。这个特点是电磁轨道炮受到军事专家们青睐的最主要原因，更高的速度有利于获得更大的射程，也提高了射弹的动能和穿透能力，可以实现直接动能毁伤目标的攻击方式。
由于电磁轨道炮理论上的优越性，早在第二次世界大战期间德国军方就对电磁轨道炮也进行了研究，他们计划使用电磁轨道炮用于防空作战，为此发布的任务需求规格为射弹出膛速度达到2000米/秒，射弹内装有0.5千克的炸药。实用的电磁轨道炮面临着诸多的困难，射弹与导轨之间的高温电弧与高速摩擦的高热与应力导致射弹融化变形，德国工程师在后继改进中使用弹托或者说电枢推动射弹，避免了轨道的直接摩擦同时降低了高温电弧的直接加热，这成为后来电磁轨道炮的基本设计之一。早期研究条件远不足以支持电磁轨道炮走向实用化，弹托的设计也只是部分缓解了电弧和摩擦的加热的限制，德国远并没有制造出达到这一指标的电磁轨道炮，他们取得的成绩是最高出膛速度1080米/秒，射弹质量也有较大的差距，射弹在出膛时基本变形甚至融化了。除了高温电弧和摩擦的加热，平行导轨的强电流和磁场相互作用产生的巨大应力也是极大的技术挑战，这使早期电磁轨道炮的导轨只能使用一次，意味着电磁轨道炮缺乏实用价值。即使如此为了加强导轨强度，仍使电磁轨道炮的炮身加速系统比传统火炮庞大笨重，虽然随着各方面尤其是材料科学的进步，今天电磁轨道炮的炮身已经大为缩小，但仍比传统火炮庞大的多。
在很长一段时间内，电磁轨道炮都无法将射弹加速到超高速，连这个理论上的优越性尚不能实现，距离实用更是遥遥无期。1957年美国空军评估认为，未来很长时间内看不到电磁炮实用的可能，直到多年以后的20世纪80年代，冷战对峙中的美军试图以革命性的技术彻底在军备竞赛中压倒苏联，于是对电磁轨道炮等颠覆性的技术大感兴趣。1983年战略防御倡议提出后，其中的天基轨道炮项目更是进一步推动了电磁轨道炮的研究。不过80年代时各方面技术仍然相对不足，经历了十年发展电磁轨道炮仍然未能出现重大突破，尤其是经过超高速相机实际拍摄测量显示射弹速度仍然不能令人满意，而炮身的重复使用也没能取得重大进展，导致电磁轨道炮的发展在90年代初再一次陷入低潮。不过巨额的投资并非毫无效果，天基电磁炮项目的射弹包括大气层外轻型射弹(LEAP)，在天基轨道炮项目取消后被美国海军接收，成为今天美国海军宙斯盾反导系统(Aegis BMD) 反导能力核心的SM-3导弹的动能拦截战斗部。美国还研制成功了利用飞轮高速旋转来存储能量的补偿脉冲发电机(Compensated Pulsed Alternator)，原有的电容器脉冲电源也有了很大的发展，足以满足电磁轨道炮的大功率脉冲电源需求，基本解决了长期以来阻碍电磁轨道炮实用化的电源问题。此外多年的研究还留下了齐全的试验设置，今天通用原子公司电磁轨道炮的研究，就直接受益于当年的积累，尤其是通用原子公司直接使用了美国陆军留下的大功率电容器脉冲电源进行早期的试验。
随着脉冲电源、导轨材料、电枢等技术的进步，美军再次重燃对电磁轨道炮的兴趣，其中尤其以美国海军最为积极，这与美国海军在冷战结束后由海向陆的战略转变有关。进入21世纪后美国海军老式火炮对地支援战舰陆续退役，新发展的SM-4对陆攻击导弹和海基ATACMS先后取消，对陆攻击手段只剩下昂贵的战斧远程对陆攻击巡航导弹和射程很近的MK15型127毫米舰炮，对陆支援能力严重不足。2001年美国海军正式启动了电磁轨道炮项目，美国海军的目标是通过三个阶段的发展，在2020到2025年间研制出实用化的战术电磁轨道炮，炮口动能最高可达64兆焦耳，射程在50~222海里(92.6~411千米)之间。由于过去电磁轨道炮研制的屡战屡败的历史，这个计划可谓极具挑战性，但它对只能用MK 15型舰炮支援海军陆战队的美国海军来说是极为重要的。
作为未来美国海军的廉价高效全天候对岸直接火力支援武器，电磁轨道炮系统主要涉及到四个组成部分：发射装置、脉冲电源、射弹和与战舰的整合，其中发射装置的研制无疑是最具挑战性的，也是我们熟知的电磁轨道炮的核心部分。美国海军的三步走目标中，计划第一阶段的2005年前研制出炮口动能8兆焦耳的电磁轨道炮，第二阶段在2012年左右研制出炮口动能32兆焦耳的原型电磁轨道炮，第三阶段在2020年后研制出炮口动能64兆焦耳的实用化电磁轨道炮，从而为上舰铺平道路。在电磁轨道炮原有的基础上，第一阶段缩比样炮的研制相对顺利，美国国防先进项目研究局和德克萨斯大学联合研制出了90毫米口径的样炮，其炮口动能最高可到9兆焦耳，赶超了英国国防研究机构在苏格兰柯尔库布里(Kirkcudbright)郡靶场实现的8兆焦耳记录。美国海军还评估了新一代DDX驱逐舰的全电驱动系统只电磁轨道炮的支持能力，表明使用两台MT-30发动机的DDX驱逐舰可以支持两门64兆焦耳电磁轨道炮以最高每分12发的速度持续发射。2005年8月美国海军启动了创新海军原型计划，电磁轨道炮是其中的第一个项目，创新海军原型计划分两个阶段完成电磁轨道炮的研制。
美国海军的创新海军原型计划第一阶段计划在2005年财年到2011财年间对电磁轨道炮、脉冲电源、射弹和试验设备展开全面开发工作，计划完成32兆焦耳电磁轨道炮的研制并进行100秒寿命试验，脉冲电源的功率则要提高到100兆焦耳以支持32兆焦耳电磁炮的试验工作。2005年美国海军研究局(ONR)分别与英国宇航系统公司、美国通用原子公司和美国诺斯罗普格鲁曼公司签订了150万美元的合同用于电磁轨道炮的方案设计，这些公司还研制了脉冲电源，而射弹则由波音公司和政府部门的(Draper实验室负责研制。诺斯罗普格鲁曼公司在电磁轨道炮早期设计阶段就被淘汰出局，2006年6月美国海军研究局分别与英国宇航系统公司和美国通用原子公司续签了合同，要求两家公司分别进行32兆焦耳电磁轨道炮的初步设计工作。2006年美国海军水面战中心达尔格伦分部进行了了8兆焦耳轨道炮的实弹射击，2008年1月31日英国宇航系统公司交付的缩比例电磁轨道炮在实际射击中达到了10.64兆焦耳的炮口动能，射弹速度达到了2520米/秒，这是电磁轨道炮性能的一个里程碑。这次创纪录的射击所用的41兆焦耳脉冲电源则来自通用原子公司，是2007年完成的9兆焦耳原型电容器脉冲电源和美国陆军原有的32兆焦耳脉冲电源的组合。通用原子公司还在研制72兆焦耳的电容器组，预计2011年交付，与现有的41兆焦耳电容器组并联提供最高113兆焦耳的能量，用于未来32兆焦耳原型电磁轨道炮的测试。2009年2月17日和4月20日美国海军研究局分别于英国宇航系统公司和美国通用原子公司签订了价值2100万和2200万美元的合同，要求两家公司在30和34个月内交付炮口动能为32兆焦耳的工业级电磁轨道炮，用于进行100秒身管寿命试验等创新海军原型第二阶段的试验。
2010年12月美国海军开始在达尔格伦分部使用英国宇航系统公司和美国通用原子公司的的电磁轨道炮进行测试，通用原子公司的Blitzer轨道炮实现了超过5马赫的速度和超过6万G的加速，而英国宇航系统公司的轨道炮更是创造了炮口动能33兆焦耳的新记录。虽然这时的电磁轨道炮更多是实验室产品而不是工业品，但仍预示着32兆焦耳炮口动能的目标已经触手可及。2012年1月30日英国宇航系统公司率先向美国海军交付了工业级32兆焦耳原型电磁轨道炮，通用原子公司的32兆焦耳电磁轨道炮也将在今年4月左右交付。
电磁轨道炮将为美国海军提供广域精确打击能力，高达400千米射程匹配美国海军陆战队的V-22鱼鹰飞机的作战半径，可覆盖20万平方英里(51.8万平方千米)的广阔地域。电磁轨道炮的射弹出膛速度高达7马赫以上，击中目标的速度也将达到5马赫，射弹可在6分钟内打到400千米处的目标，提供了关键的时敏火力支援能力，并可击穿2米厚的地下掩体。电磁轨道炮还是一种全天候作战的武器，这都是现有战术导弹可望而不可及的能力。由于射弹的高速度，电磁轨道炮具备直接动能毁伤能力，避免了传统高爆装药炮弹对目标周围人员、装备和建筑物的附带毁伤，更有利于对海军陆战队的精确火力支援。电磁轨道炮完全是一种革命性的海战装备，它以炮弹的价格提供了媲美远程导弹的射程，同时还具备了更及时的支援能力，保证了可为美国海军陆战队提供充分可靠的火力支援。由于无需传统火炮的高爆炸药，同时射弹更无需发射药，避免了炸药和发射药误炸的可能，提高了美国海军战舰安全性。美国海军还比较过电磁轨道炮和F/A-18舰载机联队的火力支援能力，结果表明电磁轨道炮在最初8个小时发射的弹药质量是高于攻击机，打击目标的数量更是高了一个数量级。电磁轨道炮具备更好的全天候作战能力，还无需冒损失飞行员的危险，更可以解放大批用于对地支援的舰载机，这对苦于航空兵兵力不足装备老化的美国海军来说是极具吸引力的，美国海军大力支持电磁轨道炮的开发也就很好理解了。
不过电磁轨道炮的发展并非坦途，2012财年预算缩减中砍掉了电磁轨道炮的预算，好在后来国会又让它幸存至今，2013财年中电磁轨道炮预算被调低，但这个项目仍然活着，这就是最大的好消息了。即使保住了预算，电磁轨道炮在技术上仍然存在诸多障碍。如每分6~12发的连续发射，仅仅对脉冲电源连续快速充电的要求就超出了目前的技术能力，100秒的身管寿命目前尚未得到验证，更不要说实用化甚至高强度连续发射的问题了。电磁轨道炮的精度和制导则是更远的问题，尤其是高超音速下射弹会产生轻微的变形，导致偏离预定的飞行弹道。使用直接动能杀伤破坏半径更小，虽然减低了附带伤害但对末端GPS制导的精度要求极高。电磁轨道炮还面临平台整合的问题，它原定用于全电化的DDX驱逐舰上，但DDX计划到最后只建造3艘DDG1000级驱逐舰，而新的伯克3驱逐舰发电机功率有限，难以支持64兆焦耳电磁轨道炮的全威力连续发射，即使电磁轨道炮研制顺利，未来也很可能面临无舰可装的尴尬。
迄今为止电磁轨道炮研制可以说相对顺利，但在经费和技术上都面临诸多困难，它现在的不足主要是由于技术尚不成熟的原因。由于电磁轨道炮技术和性能上革命性的优越性，美国海军坚持不懈的推进电磁轨道炮的研制，预计2016年将开始地面演示，2019年开始上舰演示，为2020年后的实际装备奠定基础。