早在16世纪，海上航行已相当发达，但当时一无时钟，二无航程记录仪，所以难以确切判定船的航行速度。然而，有一位聪明的水手想出一个妙法，他在船航行时向海面抛出拖有绳索的浮体，再根据一定时间里拉出的绳索长度来计船速。那时候，计时使用的还是流砂计时器。为了较准确地计算船速，有时放出的绳索很长，便在绳索的等距离打了许多结，如此整根计速绳上有分成若干节，只要测出相同的单位时间里，绳索被拉曳的节数，自然也就测得了相应的航速。于是，“节”成了海船速度的计量单位；相应地，海水流速、海上风速、鱼雷等水中兵器的速度计量单位，国际上也通用“节”。

海里是海上的长度单位。它原指地球子午线上纬度1分的长度，由于地球略呈椭球体状，不同纬度处的1分弧度略有差异。在赤道上1海里约等于1843米；纬度45°处约等于1852.2 米，两极约等于1861.6 米。1929年国际水文地理学会议，通过用1分平均长度1852米作为1海里；1948年国际人命安全会议承认，1852米或6O76.115英尺为1海里，故国际上采用1852米为标准海里长度。中国承认这一标准，用代号“M”表示。

　　电磁轨道炮由两根相当炮管长短的固定平行导轨和一个沿导轨轴线方向滑动的电枢组成，弹丸放置在电枢前面的导轨上形成闭合回路。
?
?
?
导轨与电容器或旋转电机构成的脉冲形成网络相联结。当发射弹丸时，脉冲形成网络向一根导轨供电，经过电枢，流向另一根导轨。强大的电流流经两平行导轨，在两导轨间产生强大的、方向相反的线性磁场，并与电枢形成的第三个磁场相互作用，产生强大的电磁力。电磁力推动电枢和置于电枢前面的弹丸沿导轨加速运动，从而获得很高的初速度，弹丸沿导轨向外运动直到从炮口末端发射出去。电枢和包裹弹丸的软壳脱落，弹丸飞向目标。作用于导轨的电磁力仅持续几毫秒，当弹丸离开炮口，剩余能量或通过炮口分流器导向脉冲形成网络，或是在空中形成电弧散放。

　　电磁轨道炮是法国人维勒鲁伯于1920年发明。二战中，德国汉斯勒博士开展了对电磁轨道炮的全面研究。到1944年，他研制出长2米、口径20毫米的轨道炮，能把重10克的圆柱体铝弹丸加速到1.08千米/秒。1945年他又将2门轨道炮串联起来，使炮弹初速度达到了1.21公里/秒。二战期间，日本研究感应加速式电磁炮，并把2千克的弹丸加速到335米/秒。二战之后相当长的一段时内，因材料和电力等关键问题无法从根本上解决，致使电磁轨道炮研究中断了很久。

　　从70年代起，随着一些技术难题相继被解决，使得电磁炮的研制得以东山再起。1970年德国的哈布和齐默尔曼用单极线圈炮把1.3克的金属环加速到490米/秒。1978年，澳大利亚国立大学物理学家理查德?马歇尔和约翰巴伯等人使用5米长的导轨炮，以可供1.6兆安电流的550兆焦耳双层单极发电机为电源，取得了将质量3.3克的塑料弹丸以5900米/秒的高速发射成功的突破性进展。澳大利亚的成功进展，给各国电磁炮研制者以巨大的鼓舞。1978年，美国国防部先后成立了电磁炮发展研究顾问委员会和技术工作组，开始评估电磁炮技术现状及应用潜力，并建议集中和协调国家的资金来发展电磁炮。20世纪80年代美国国防委员会得出“未来高性能武器必然以电能为基础”的结论。1991年，美国防部成立了“电磁炮联合委员会”，协调xx、能源部、国防原子能局及战略防御倡议机构分散进行的电炮研究工作。1992年，美国已把一门口径90毫米、炮口动能9兆焦的电磁炮的样炮推到尤马靶场进行试验。

　　电磁轨道炮有一些突出优点：一是弹丸速度快，精度高，射程远，威力大。弹丸约能在6分钟内飞行200海里，初始速度达到2500米/秒，比普通枪弹的速度快2至3倍。带有巨大动能的弹丸通过直接撞击目标将其摧毁，威力极大。同时极高的飞行速度可以减少炮弹的飞行时间，使炮弹不宜受到干扰，保证了炮弹的精度。二是炮弹体积小，重量轻。电磁炮弹几乎不使用推进剂，减少了装药量，所以炮弹的体积只是传统120毫米火炮炮弹的八分之一，重量是其十分之一，这样可显著提高武器系统的携弹量，减少后勤负担。现在的舰船一次只能携带70枚制导导弹，而电磁轨道炮弹则能轻易地一次装载几百枚。三是生存能力强。炮弹几乎不装填xx，又可减少炮弹在制造、运输、储存方面的安全隐患。

　　经过多年的努力，用于电磁轨道炮的科学技术取得了相当大的进展，已经可以在军事应用中进行实践探索，并为研究电磁轨道炮作战系统奠定了坚实的基础。?
?
?
?
一是美国防部决定研究DDG-1000综合电力系统舰，为新一代电能武器系统包括轨道炮的研究打开方便之门。因为轨道炮所需要的电力取决于发射弹丸的速率。综合电力系统舰的额定电功率为80兆瓦，具有足够的电力维持15-30兆瓦的轨道炮6-12发/分钟的速度发射弹丸。同时轨道炮不需要火药和其它含能爆炸物，从而提高了舰只的安全，并减少后勤保障的费用。二是xx制导技术的发展推动电磁轨道炮的发展，美军在制导、导航和控制系统技术应用的增加为发展体积更小、杀伤力更高且费用更小的弹丸提供了机会。这种趋势仅从费用少、速度高的轨道炮的弹丸的发展中受益。三是炮管寿命的延长。德克萨斯大学先进技术学院为美陆军研究的炮管寿命技术取得重大进展。电枢与导轨接触面受两种磨损现象的影响，限制了炮管的寿命：一种是刨削现象，另一种是平移现象。目前美国的技术人员xx了解了导致高速刨削的物理原因，找到解决该问题的材料。在炮口，当电枢从金属与金属的接触转变到电弧接触时，相应的等离子会损坏轨道。目前德克萨斯大学高技术学院已经展示了成功处理平移问题的方法。

　　2001年11月，美海军高技术研究所通过参数研究和建模活动取得了新型电磁轨道炮系统的主要性能参数：轨道炮是可以安装在水面舰只上，其重量相当于为155毫米高级火炮系统，能够以63兆焦耳初始动能和2500米／秒（7.5马赫）的初速度发射20公斤的弹丸。高速弹丸只需要6分钟就达到200海里以外的目标，并能以5马赫的速度对目标实行动能碰撞。研究还估计了脉冲形成网络（PFN）能够产生弹丸所需要的初始动能和速度。

　　随着美海军启动DDG-1000的研究的深入，美海军计划把电磁炮安装到该平台上去，并于2003年授予BAE系统公司武器系统分部一份合同，进行为期6个月的将轨道炮合成到新型驱逐舰上的研究。经过研究，BAE系统公司认为，拥有81兆瓦电能的DDG-1000综合电力系统舰可以为两门轨道炮提供足够的电力。在舰只以10-18节的速度航行时，轨道炮可以每分钟发射10-12发炮弹。轨道炮的重量和体积都适合于安装在水面舰只上，目前合成工作面临的主要工程问题只是轨道炮产生的热能管理。

　　轨道炮研究史上一个重大里程碑是美海军2003年4月在苏格兰柯尔库布里郡成功完成90毫米口径电磁炮如何发射高超音速弹药的海上演示验证试验。此次试验是美海军海上系统司令部与英国奎奈蒂克公司电磁炮工厂共同完成，试验使用的系统是一台只有未来原型机1/8大小的样机，但是以2500公里/秒以上初速度（确切的速度仍是机密的）发射了弹丸。包括美海军舰队司令罗伯特?耐特上将及海军研究局局长杰伊?科恩少将在内的诸多美国海军高级官员到场观看了此项拥有广阔前景的技术验证试验。此次试验是为海军火力改革和转变新一代舰炮海军水面作战舰艇的角色而发展的电能武器所迈出的关键一步。

　　美海军海上系统司令部将在库尔克布里的试验结果提交到美海军海上研究顾问委员会电磁炮技术研究小组。该小组在2004年2月公布了一份评估报告。该报告认为电磁炮是一种具有潜力的转型武器，并建议海军启动一项风险减少研究计划确保该种武器适用于未来驱逐舰计划。该小组还认为电磁炮是一种对200海里以外目标实施致命打击的革命性电磁炮作战系统，并且同时具有增大弹药储量、提高发全、减少费用和后勤保障需求等优势。放弃这项研究是一大错误。

　　2007年1月16日，美国海军研究办公室（ONR）在弗吉尼亚州海军水面作战中心达尔格伦分部举行新型电磁装置交付仪式。美海军没有采用剪刀剪彩这一传统的做法，而是打破惯例，用一门90毫米口径的试验型电磁炮发射1发高速炮弹穿透了仪式彩带。这发炮弹在炮口的初始动能达到7.4兆焦耳，初速度达2146米／秒。但意义更为重大的是，这部新型电磁炮的交付再一次证实美海军对高能电磁轨道炮充满信心。美海军将把这种电磁轨道炮作为转型武器方案，通过发射投放高速弹丸对远距离目标实施xx打击来变革美海军的海上攻击行动。

　　达尔格伦分部的发射试验装置的交付仅是一个开端，美海军的目标是研制能够从离海岸300多海里的战舰上持续发射xx弹药的战术系统。尽管这种弹药只含有少量或是几乎不含有高爆材料，但通过弹丸的高速度碰撞能够对目标造成毁坏。电磁轨道炮克服了常规大炮在射程短、飞行时间短和对杀伤力有限等方面的局限性。由于电磁炮弹没有爆炸材料，从而xx了生产、运输、处理和存储xx的需求。此外，超远的射程、极短的飞行时间和高杀伤性都极大地提升美海军未来远程作战的攻击力。通过使用极高电流产生强大的电磁力，美海军未来的电磁轨道炮能以超过7马赫的速度发射弹丸，弹丸首先迅速进入外大气层空间，进行无阻力飞行，随后再次进入大气层以5马赫以上的速度打击目标。

　　美海军研究办公室努力推动电磁轨道炮的研究达到军事使用阶段，并计划在2020-25年间装备xx。
?
?
?
2005年8月，美海军启动一个名为“创新海军样机”的项目，并希望通过对这个过渡项目的投资，获得相对成熟的技术，以便在未来4至8年里转入轨道炮的全面研究和发展。“创新海军样机”项目比传统武器装备要“奇异”得多，并存在高度的风险，它还在根本上偏离了既定需求和作战概念。因此，这项研究没有美海军的高级领导人的批准是不可能发展的。

　　美海军计划对“创新海军样机”项目投入2.7亿美元的资金，主要解决在四个方面的技术难题：发射装置、弹丸、脉冲形成网络和舰只合成。美海军研究办公室在项目{dy}阶段的主要研究工作集中在发射装置和弹丸。研究的重点是先进密封发射装置技术，以及电磁轨道炮系统的适合体积、重量，以便合成到舰只，同时经受发射时产生的巨大电磁冲力。第二阶段的研究工作是将发射装置和弹丸合成，形成一整套的系统。在{dy}阶段，美海军将研究一种能够进行多次发射的炮管。这种炮管能够保持轨道的斥力。美海军还将解决热能管理问题，将炮口初始动能从目前8兆焦耳提升到32兆焦耳，{zh1}达到64兆焦耳。在弹丸方面，美海军需要研究提高轨道炮发射生存力（因为弹丸可能经受45000g的重力加速度，并且遇到潜在的电磁干涉效应），解决高速制导飞行和杀伤力机制等问题。其它的重要研究项目还包括炮管几何学、先进材料（包括合成材料）、密封技术和制造技术。

　　为了支持“创新海军样机”项目，美海军水面作战中心达尔格伦分部在2008财年底前将加大存储的电能、改良发射装置和终端区以装配一门32兆焦耳的初始动能的轨道炮。BAE系统公司武器系统分部已经根据一份540万美元的合同设计和整修32兆焦耳的实验发射装置。该发射装置预计在2007年6月底在美海军水面作战中心达尔格伦分部安装完毕并进行试运行。据BAE系统公司称，这个固定的实验发射装置的炮管采用层压钢板密封，用于炮管寿命的研究的。来自美国政府实验室、工业部门和学术界的代表组成的一个委员会为研究活动提供支持。

　　在评估BAE系统公司、通用原力公司和诺思罗普格鲁曼公司在2005年10月至2006年3月间进行的理论设计研究后，美海军研究办公室2006年6月选择了BAE系统公司和通用原子公司对32焦耳轨道炮进行30个月的技术发展和初步设计的研究，为实战部署64兆焦耳动能的战术系统做准备。BAE系统公司已经获得了930万美元的合同，负责电磁轨道炮的样炮技术和初步设计。通用原子公司获得了960万美元的合同，协同波音公司、L-3通信公司、SPARTA复合材料公司和杰克森工程公司，共同研究和发展电磁轨道炮发射装置所需技术。另外由波音公司和Draper公司共同研究弹丸和综合发射包的理论，包括综合发射包炮管的动力学、飞行弹体和空气热力学特征、杀伤力和发射生存力、制导和导航和控制。