一般人受到《變形金剛》電影的影響，總以為電磁砲是發射電磁波或光束之類的科幻武器。其實，所謂電磁軌道砲（Railgun，亦稱電磁砲或磁軌砲）仍發射實體砲彈，只是發射時採用電磁推進，不同於傳統火藥推進。此種電磁推進模式也應用在航艦的電磁彈射系統（EMALS）。要達到推送砲彈或飛機的程度需要極大動能，因此，如何在瞬間產生足夠電能並穩定輸送至磁圈裝置，最後以極大動能推送物體，就成為各國研發電磁砲的主要課題。

電磁的運作原理

1918年便有專家開始研究電磁推進的可行性，1980年代也曾有中東地區的火砲教父試圖研發長程軌道砲，利用層層疊架的超長軌道砲管發射砲彈，號稱最大射高可以突破大氣層，最大射程和彈道飛彈相當。隨後該名專家遭暗殺身亡。不過，若從各國的研發進度來看，電與磁的研發比重仍以電為大宗，目前有美國、俄羅斯、中國、土耳其、日本等國研發電磁砲或電磁彈射系統。

一般常用「佛萊明定律」解釋電磁砲，但實情並非如此簡單。電磁砲的原理和單極馬達相似，以電流產生的「勞侖茲力」（Lorentz force-運動於電磁場的帶電粒子所感受到的作用力）加速物體，使其沿平行導軌移動，並進入下一個軌道繼續加速。而電磁砲與傳統馬達的差異，在於其內部結構不需要場磁鐵（永久磁鐵）。

電磁砲的基本結構由單環電流組成，需要極大電流（超過100萬安培）來產生足夠的砲口初速。常見類型是利用驅動電流通過平行導線，增加電樞產生的磁場（類似直流串繞馬達），稱為增強型磁軌砲，可減少電量需求。電樞被用以加速絕緣、不導電的子彈。通常固態金屬導體是電磁砲電樞較好的材料來源，但也可以使用電漿電樞與混合電樞。與傳統火砲以火藥推進的原理相同，電漿電樞以類似的方式推動非導體的固態載荷。電漿電樞以電漿將金屬電樞與導軌連結，在速度超過閾值後，固體電樞亦能轉為混合電樞。

目前有2種原理：電磁線圈和電磁軌道。應用電磁線圈原理的電磁砲，缺點是能量效率低、體積龐大、高速發射砲彈時需要很長的砲管等。不過，電磁線圈原理已成功應用在美國福特號航艦上的電磁彈射系統，中國研發的電磁彈射系統也是採用電磁線圈原理。而電磁軌道比電磁線圈更加靈敏，其2根導軌是2個電極，砲彈則是可滑動的電刷。當2個電極通電時，就能讓能量在瞬間集中釋放出來，產生電磁力推送砲彈。因此，電磁軌道砲在較短砲管內能將砲彈加速到超高速，體積小於電磁線圈砲，且能量效率高。

軍事運用

電磁砲的砲口初速遠高於傳統火砲，極高的砲口初速可延長射程，並增加命中目標的速度，使其剩餘動能產生爆炸效果摧毀硬性/軟性目標。因此，若能研發重量輕、穩定的電源供應技術，系統總體積和重量將小於火藥推進的傳統彈藥，甚至小一號的電磁槍也可能問世。電磁砲的慢動作試射影片中，常出現砲彈被火團包圍，是因高速摩擦空氣產生的結果。不過，電磁砲的砲彈和導軌直接接觸而產生高溫，會發生導軌燒灼現象。

英國航太系統公司（BAE Systems）展示電磁砲原型砲彈，砲口初速達7.5馬赫，命中目標速度達5馬赫，採用脫殼翼穩設計。而美國廠商提供的相關影片，則透露未來電磁砲的砲彈將內含大量次彈械（子母彈），並利用高速彈幕殺傷目標。美軍認為電磁砲的最大射高超過20公里，可以充當中高空防禦系統。除了攜彈數量較多，電磁砲的發射成本也遠低於中高空防空飛彈。

目前電磁砲仍處於研發試射階段。美國GE公司和英國BAE Systems均已推出先導量產型的電磁砲。未來美軍有意先安裝於聯合高速運輸艦（JHSV）艦艉的直升機甲板上，以進行測試。日前川普公布的川普級巡洋戰艦也將配備電磁軌道砲。2025年4月，日本海自實驗艦「飛鳥號」（JS Asuka, ASE-6102）的電磁軌道砲曝光，引發各界關注。據傳該型電磁軌道砲將用於防空作戰，攔截高速目標。稍早飛鳥號已進行電磁軌道砲測試，成功命中並穿透靶艦鋼板。

實際上，電磁也廣泛應用於其他生活層面，如磁浮列車、電磁爐等。未來藉由電磁的導入，軍武層面的應用將更為廣泛，如電磁砲、電磁槍、電磁彈射系統、甚至電磁防護罩等。

（作者係全球新武器大觀網版主）