在纽约布鲁克林杰伊街熙熙攘攘的车流和人群上方两层楼处,Zivan Zabar 和他的研究生们正在调试他们的第一门线圈炮,试图让它正常工作。Zabar 抱歉地说道,我们已经有一段时间没有发射它了。然而,经过几次调整后,这门炮就准备好了。一个三盎司、罐装大小的铝制弹丸从高约 16 英寸的直立塑料管中射出,飞出几英尺,然后落入一名学生手中。Zabar 表示,大约在 20 年后,他这门炮的放大版本或许就能将卫星送入轨道。
Zabar 是布鲁克林理工大学的电气工程师。他的线圈炮是一种电磁发射器,一种通过磁场加速弹丸的装置。这个基本概念并不新鲜。多年来,研究人员一直在开发一种名为“轨道炮”的机器,作为火箭的替代品,因为火箭必须携带和推进自己的燃料,是一种极其低效的推进方式。在轨道炮中,电流从一条轨道穿过弹丸后部,流向另一条平行轨道,产生一个磁场,将弹丸沿着轨道高速推出炮管——理论上速度足够高,弹丸可以在没有燃料的情况下到达目的地。
但轨道炮存在问题。强大的电流会将轨道之间的空气加热到极高的温度,以至于轨道本身会软化。每次发射几次后,轨道都必须进行修复。更重要的是,要以足够快的速度发射弹丸使其能够到达高层大气,轨道炮的长度将超过 1000 英尺。这限制了它的实用性。
Zabar 的线圈炮避免了这些障碍。它的炮管是一系列铜线圈。这些线圈由交流电依次激活,一次激活几个,从而在炮管内建立一个行进磁场——一系列移动的交替南北磁极。这个磁场会在铝制弹丸中感应出强大的电流,从而使弹丸获得自身的磁场。
弹丸磁场的极性与炮管磁场的极性略有偏移,其方式是,例如,弹丸上的一个南极总是在被炮管上的南极从后面推,被炮管上的北极从前面拉。当炮管磁场向前移动时,它会拖动弹丸向前。因此,与只从后面推弹丸的轨道炮不同,线圈炮沿弹丸的整个长度施加力。Zabar 表示,底线是,对于相同的速度和相同的弹丸尺寸,我们的线圈炮可以比轨道炮缩短至少一个数量级。这是主要的优势。
另一个优势是线圈炮的磨损更少。弹丸实际上在管中漂浮,被磁场悬浮,所以它甚至从不接触线圈。而且由于电流是围绕炮管流动而不是横穿炮管,所以管内的空气不会热到损坏线圈。
Zabar 的第一门炮,由于功率开得稍高,在天花板上打了一个洞。现在他和他的团队正在测试他们的第三门炮。它将炮弹以每小时 500 英里的模糊速度射过实验室,落入一个装满破布的桶里,这大约是猎枪枪口速度的一半。
最终目标是制造一个能够将小型载荷送入轨道——或者更确切地说,送入高层大气,在那里辅助火箭会启动。要将弹丸直接射入轨道,它必须以极高的速度离开枪口,以至于它会在大气中燃烧殆尽。但即使是到达高层大气也需要大约每小时 13,000 英里的枪口速度。Zabar 的线圈需要数百万安培的电流,以及能够处理这种电流并以精确计时顺序激活线圈的高速开关。那些开关甚至还不存在。Zabar 说,这可能还需要五年,或者十年。
但他充满希望,尤其是在国防部去年秋天给了他一份 250 万美元的合同之后。Zabar 借用电器和从 Sid's Hardware 购买铝管的日子已经一去不复返了。他说,我们是个小团队。当我们进入这个领域时,轨道炮已经比我们领先十年了。但现在人们正非常认真地关注我们。这个机器有望实现其他机器未能完成的成就。














