谢邀,从原理到实用的过程实际上很长很长。
就拿冲压发动机来说吧,1915年冲压引擎的概念就被提了出来,但是到目前为止,并没有哪些国家真正的掌握了冲压引擎的技术。
甚至可以说,即便是目前大家所津津乐道的超燃冲压发动机也还没有真正的发挥出冲压引擎应有的两成效能。真的,如果按照计算来看冲压引擎的话,在大气层内的运行速度理论上是应该达到24.5马赫的,目前才是5马赫多一点,可怜吧?
而就电磁炮而言,原理很简单,在强大的磁场内放置一个通电导体,这个导体受到洛伦兹力的推动,从而高速的运动。这应该是初中的物理课程内容。
通过初中等级的物理知识,我们就可以做出一个简单的电磁炮模型。涵盖了利用洛伦兹力推动弹丸的所有条件。
这个做法就是理论上的做法,然而“理论”所不能解决的东西往往是旁枝末节的东西。
当电磁炮的炮弹在轨道上运行的时候,由于轨道和弹丸中会通过强大的电流,电流带来高热。因此轨道和电磁炮炮弹的滑块会被蒸发。
所以当我们看到电磁炮发射的时候炮口也会喷出巨大的火焰,而按“理论上”来说这个“火焰”应该是不存在的。
既然“喷火”了那么这些火焰是什么——高电流和高电压下离子化的轨道和弹丸滑块残渣。
所以电磁炮的难点也在这里,每次发射都会使电磁炮的轨道受到烧蚀。而且这种烧蚀是不受控制的,电磁炮又以高速远射程为主要卖点。但打几炮后电磁炮就失去了准确性。
这就成了现在军方所不能接受电磁炮的一个原因。
和普通大炮不同,普通大炮由于内部有膛线的支撑,哪怕是有一部分炮膛在一定程度上有所损坏,也不会发生精度的问题。原因就是——膛线系统是精度冗余的。
而电磁炮 只有两条导轨,这两条导轨咱们先理解成两条铁轨吧。他们只能在一个一维方向上对弹丸有约束作用,所以稍有偏差就会影响最终弹丸精度。
当然了,目前也有基于旋转导轨设计的电磁炮系统,但铀遇到了旋转轨道内磁场相互影响的问题,所以还在研制过程中。
但也就是基于以上的这些原因,电磁炮实用化还是要有很长的一段路要走的。
这只是原理简单,实际所涉及的技术没有一项简单的,电磁炮早在100多年前就已经有人提出构想,研发却一直没有取得突破,主要原因就在于它涉及到的技术要求太过于复杂,简简单单的一个外表简音,不等于技术简单了,就像电能供应的呀,需要强大的电力供应,可是要多大功率,如何转化等等都是问题,要想实用,还要考虑可移动等要求特点,无法办到的话,那么就没用法。
只是理论简单,涉及到技术方方面面,从材料,到控制等都是一一系列的复杂的技术,到目前为止,类没有能够完善的解决所有的问题,这个技术属于综合性的东西,任何一方面的技术没有解决,那就无法让电磁炮投入到应用当中,人类正在不断的探索着,正在不断的将它向实用消化转变,这是一个过程,而不是简简单单的解决了原理就决定就可以简单了。
轨道炮每次发射都需要消耗巨大的电能,仅仅克服微型轨道炮枪管内的静摩擦就需要相当大的能量,而且会产生相当大的热量。毫不夸张地说,每次发射时,轨道炮都有被撕裂的感觉,产生的巨大热量甚至会融化导轨,这是不可避免的副作用,目前轨道炮发射几次就需要休息很久,等待导轨散热。为了让它能够有充足的电力,必须给它配备一个能够提供25兆瓦电力的电源。即使核动力航母具备这种能力,但在给舰载系统和推进系统提供完电力,剩余的电力是不足以保证轨道炮的正常使用的,这也是轨道炮迟迟未投入实战的原因。
题主所说的轨道炮如果是电磁炮的话,其实题主所说的速度快射程远威力大,这几点电磁炮其实都没有那么夸张。
首先,速度是快啊,但是能快到什么程度,网络数据显示电磁炮的弹丸炮口初速也就两千多,相对于传统弹丸一千左右,虽然增加了一倍,但是没有数量级的差异,这也是目前来说电磁炮最大的优势了,初速高。
然后,射程远这一点不敢苟同,正如题主所说,电磁炮是轨道炮,不像膛线炮,可以自旋稳定,美军的电子炮射程其实很近,即使加了尾翼稳定装置,效果也不好。
还有,电磁炮的威力,电磁炮弹丸相当于穿甲弹,可以一定程度提升威力,但是对于某些目标可能不及破甲弹效果好,弹丸目前还做不到足够大,美军好像是公斤级弹丸,所以动能并不大,传统火药穿甲弹质量大,动能高,又有强势的火控稳定性。
以上来说,优点并不是很明显,再加上射频低,能源问题解决不了,所以并不能大规模推广的。未来很长一段时间还是化学能的天下。
结构原理简单但是技术实现困难,所以成本高。所谓电磁轨道炮原理上和直线电机没啥大区别,唯一的区别就是瞬间功率几何倍数上升,导致了在高功率下发电,储能,放电的三大难点,另外由于初速快,导致轨道本身也是易耗品,战时更换维护困难。所以,看着美丽,实际上经济代价和使用代价都不低。