第 2.2 節 - 槍炮和加速器 (第 2 頁)
注意：從 槍炮和加速器 的 A 部分和 B 部分繼續
輕氣槍的設計目的是為了達到比燃燒槍更高的槍口速度。這類槍也被稱為超高速槍，因為彈丸以超過 5 馬赫（海平面 1500 米/秒）的速度飛行。在空氣動力學中，高於 5 馬赫的速度被稱為超音速。它們透過使用熱氫氣（或有時是氦氣）作為工作氣體來達到更高的速度。這些氣體具有較低的分子量，因此比無煙火藥、液體或氣態燃料的燃燒產物具有更高的聲速。
槍炮受到其使用氣體聲速的嚴格限制，因為壓力波以聲速傳播。因此，一旦彈丸達到區域性聲速，槍管後部的任何氣體都不會再推動彈丸，因為壓力波跟不上。靠近彈丸並以相同速度運動的氣體仍然可以提供壓力。因此，隨著彈丸超音速飛行，槍炮的效率顯著下降，但不會完全停止。像氫氣這樣的輕氣體本身不會像標準槍炮中的燃燒副產物那樣產生高壓和高溫。因此，需要一些外部手段來產生熱氣。以下各節將列出各種方法。
比例縮放 - 輕氣槍在超音速研究中已經使用了幾十年。例如，測試熱防護材料和流星體撞擊損傷。這些不需要大型彈丸，因此尚未建造用於太空運輸的實用輕氣槍。沒有理由認為更大的槍炮不會起作用。研究槍炮已經展示出比太空發射所需的更高的槍口速度。與其說是將它們設計用於低成本執行，不如說是將它們設計用於研究，以及部件的簡單比例縮放。事實上，大型槍炮比研究槍炮效率更高。
- 靠近槍管壁的區域稱為邊界層。這是熱量損失到較冷的槍管的地方，也是運動氣體與靜止壁之間產生摩擦的地方。邊界層的厚度與槍炮尺寸無關，因此在較大的槍炮中所佔比例較小。
- 大氣阻力與彈丸的面積成正比，而彈丸的質量與面積 x 長度成正比。因此，質量的增長速度快於阻力，阻力導致的速度損失隨著尺寸的增大而降低。因此，對於更大的槍炮來說，阻力引起的速度損失成為一個較小的因素。
更大的槍炮也往往具有較低的彈丸加速度。這種型別的槍炮的槍口速度主要由氫氣的聲速以及在大氣中以高速飛行的實用性決定。因此，更大的槍炮的槍口速度不會有太大差異。槍管長度隨著槍炮尺寸的增大而增大，因此加速度較低才能達到相同的速度。這意味著彈丸結構可以更輕，可以攜帶更廣泛的貨物。在非常大的槍炮的極限情況下，就可以運輸人員，但這類大型槍炮在一段時間內不會被建造，並且可能被更好的替代方案所取代。
與其他發射器的比較 - 與火箭相比，地面安裝槍炮的重量不是問題。因此，它們的部件可以更接近工業級，而不是航空航天級，而且應該相對便宜。槍管也比提供相同力的電磁線圈型加速器簡單。因此，它們的建造成本應該更低。電磁裝置具有比氣體槍更高的理論效率和最大速度，因此選擇將取決於實際設計的建造成本與運營成本。電磁炮的歷史較短，因此其在大規模上的能力和成本更加不確定。
槍炮/火箭最佳化 - 從地球發射時，彈丸以高速進入大氣層，阻力傾向於與速度的平方成正比。即使使用輕氣槍，也很難達到完全的軌道速度（約 8 公里/秒），即使在這種速度下，軌道也會與地面相交，因為彈丸就是從那裡開始發射的。因此，任何槍炮系統都需要至少一些推進力來抬升軌道的低點。在為成本和效率進行最佳化時，槍口速度通常最終約為軌道速度的一半，其餘部分由彈丸上的火箭或其他方法提供。僅需提供部分軌道速度的火箭將小得多、便宜得多，重複的小型發射會使火箭尺寸進一步降低。例如，每天發射一次槍炮，與每年大約六次傳統火箭發射相比，其比例為 60，而火箭與有效載荷的質量比大約低 4 倍，總的來說使火箭尺寸減少了 240 倍。因此，超高速槍炮的主要成本優勢在於用更小的火箭取代了大型而昂貴的傳統火箭，再加上可重複使用且相對便宜的槍炮。
位置 - 由於其尺寸，輕氣槍可能會建在具有正確坡度的山頂上，朝東方向。這將最大限度地降低建造成本，並減少從較高起點開始時的空氣阻力。槍炮的海上平臺可以進行瞄準，但其缺點是比山頂更容易穿過海平面上的大氣層，以及處理海水腐蝕。在選擇山峰時，赤道山峰允許在每次軌道（約 90 分鐘）上與空間站相遇，而其他緯度只能在發射場旋轉到軌道平面下方時才能與空間站相遇。
真空槍管 - 如果彈丸不需要將空氣柱向上推過槍管，所有大型槍炮的效率都會更高。因此，通常需要一些方法來密封槍口並抽走大部分空氣。在較小的槍炮中，可以使用塑膠薄膜等簡單的材料，彈丸會直接穿透它。在較大的槍炮中，可以設計一個或多個由槍管與外部空氣之間的壓力差固定在原位的襟翼，當彈丸壓縮槍管中殘留的空氣時，襟翼會自動開啟。這種自動開啟比機械閥門或門更可取。機械裝置故障會導致彈丸與槍管發生壯觀的撞擊。
槍口設計 - 在槍口處考慮使用消音器型別的裝置有很多理由。除了減小噪音外，它還可以捕獲氫氣以便回收。否則，逃逸的熱氫氣會立即在空氣中燃燒，產生槍口火焰。當彈丸從槍管中的高加速度過渡到空氣中的減速時，如果過渡過於突然，可能會損壞彈丸或貨物。消音器可以排出一些氫氣，使過渡更加平穩。槍管中殘留的空氣也會在彈丸前面堆積起來，提供一定程度的緩衝。其他降低衝擊的方法包括在槍口周圍安裝噴氣嘴，在槍口後方增加一股氣流作為過渡區域，或將槍管設計成末端逐漸擴大的圓錐形，以逐漸減小加速度。最後，彈丸上的機載火箭可以用來抵消阻力減速。
彈丸特性 - 用氣體填充彈丸後部的區域，稱為底座出血，以前曾用於減少阻力並增加火炮的射程。輕氣槍彈丸的速度足夠高，以至於將後端塑造成以減少阻力可能不切實際，因此底座出血是一種選擇。這可以透過以低推力執行機載火箭發動機來實現，僅用於填充尾部區域，或者以全推力執行來實現，即使在穿過大氣層時也能提供加速度。正確的答案需要詳細的設計和分析。
彈丸回收 - 為了降低成本，您希望多次使用貨物彈丸。幸運的是，使它們足夠堅固以從槍炮中發射出來，往往也使它們足夠堅固以在沒有太多額外工作的情況下承受再入。它們已經需要一些熱防護罩才能在發射時以高速向上穿過大氣層。您只需要一些額外的防護罩才能處理再入。與引導它們到達貨物目的地相同的制導系統也可以引導它們到達著陸點。空彈丸再入後的終端速度應該足夠低，以便彈丸可以在沒有降落系統的情況下承受著陸。畢竟，它是在滿載的情況下以高重力加速度從槍炮中發射的。最多可能需要部署襟翼或鰭或小型降落傘來使著陸速度足夠低。
其他名稱
型別
描述: 氣體簡單地儲存在一個壓力容器中，然後在炮管中絕熱膨脹，對彈丸做功。加熱氣體會導致高溫儲存問題，但如果不加熱氣體則會導致效能下降。儲氣罐需要比炮管體積大，否則發射期間的壓力下降會導致效能下降。這會導致比其他版本更高的成本。這些缺點導致其他版本的輕氣炮比這種簡單的版本更受歡迎。
狀態
變體
參考資料
- Taylor, R. A. "A Space Debris Simulation Facility for Spacecraft Materials Evaluation", SAMPE Quarterly , v 18 no 2 pp 28-34, 1987.
其他名稱: 快速發射
型別
描述: 在陸地上的氣體炮中，炮管和炮膛的結構材料數量取決於炮管和炮膛的抗拉強度。在水下氣體炮中，一個抽空的炮管受到水壓的壓縮。現在，氣體炮中的氣體壓力可以是外部水壓加上炮管壁在拉伸下所能承受的壓力，這可以達到陸地版本的兩倍。
水下氣體炮的其他特點包括能夠以極低的壓力儲存氣體（儲氣罐可以與周圍的水處於平衡狀態），以及能夠將炮管指向不同的方向和高度。
水下氣體炮由一個儲存在一定深度液體（在本例中為海洋）中的儲氣室、一根連線到一端儲氣室的並由另一端浮動平臺固定在水面的長炮管，以及一些支撐裝置組成。
示例設計 在這種型別的氣體炮的一種版本中，儲氣室由鋼等結構材料製成。進氣管允許儲氣室充滿壓縮氣體。一個閥門安裝在進氣管上。一個比進氣管直徑更大的出氣管連線到炮管。一個出氣閥安裝在出氣管上。該閥門可以分成兩部分：快速開啟和關閉部分，以及密封部分。儲氣室內部襯有絕緣層。絕緣層的內表面覆蓋有耐火襯裡，例如鎢。
惰性氣體，例如氬氣，填充絕緣層。惰性氣體保護儲氣室結構免受熱氫的侵蝕，並且具有較低的熱導率。一個惰性氣體充放氣管連線到儲氣室壁和襯裡之間的空間。一個壓力驅動洩壓閥將儲氣室連線到一個冷氣體空間。這種冷氣體被橡膠塗層玻璃纖維布等柔性膜包圍。
在執行中，儲氣室內的氣體、惰性氣體和儲氣室外面的水都處於基本相同的壓力下。因此，外結構壁不需要承受來自內部和外部的巨大壓差。儲氣室壁的一部分是可移動的，就像滑動活塞一樣，允許儲氣室體積發生變化。儲氣室內的氣體最好是熱氣體，以便為氣體炮提供最高的炮口速度。當氣體炮執行時，這種氣體被釋放到炮管中。為了保持儲氣室壁的微小壓差，要麼儲氣室體積必須減小，要麼來自相鄰冷氣體囊的氣體必須在熱氣體排出時取代熱氣體。這種佈置可以防止海水接觸儲氣室壁或熱氣體。在滑動活塞的情況下，薄膜會塌陷，以前在薄膜內的氣體會移動到活塞後面。在另一種情況下，薄膜也會塌陷，以前在薄膜內的氣體會透過閥門移動到儲氣室中。
儲氣室有一個出口閥，通向炮管。它還有氣體供應管，為儲氣室內部和儲氣室壁之間的空間供氣。這些管道連線到調節器，調節器保持幾乎相等的氣體壓力，這些壓力又幾乎等於海水壓力。這使得儲氣室能夠移動到水面進行維護，並放置在不同的深度以提供不同的發射壓力或不同的炮管高度。
氣體炮的炮口位於海面上，因此可以透過改變儲氣室端的深度來實現炮管的高度。由於氣體炮作為一個整體漂浮在海水中，因此它可以指向任何方向。需要某種方法來加熱儲存在儲氣室中的氣體，例如電阻加熱器。在氣體炮的炮口端，有一個管子包圍著炮管，兩者之間有一個相當大的空間。在炮管壁上有一些通道，允許氣體擴散到管子中而不是從炮管末端排出，從而節省了氣體。
在氣體炮的炮口處，有一個可以快速開啟的閥門，以及一個防止空氣進入炮管的噴射泵。在執行中，噴射泵在氣體炮發射之前啟動，閥門關閉。閥門開啟，然後氣體炮發射。這樣，彈丸在炮管內只遇到接近真空的環境，然後是空氣。
狀態: 高超音速氣體炮作為研究裝置已經運行了大約 40 年，發射的彈丸相對較小（5 公斤或更少）。大型或海洋氣體炮尚未建造。
變體
參考資料
其他名稱
型別
描述: 熱氫能為氣體炮提供良好的效能，但難以儲存。在這種方法中，氫氣是在需要時產生的，透過讓氫氣流過一個包含耐火氧化物顆粒的腔室。這些顆粒透過位於腔室中心的某種加熱器緩慢加熱（大約 1 小時的加熱時間）。這形成了一個溫度梯度，因此腔室的外側相對較冷，因此可以由普通鋼製成。當氫氣流過腔室時，顆粒的大表面積允許非常高的熱傳遞速率，因此腔室內的熱量可以在氣體炮發射的幾分之一秒內被提取出來。氣體從外圍流入熱交換器的中心，然後流入炮管。
- 氣體炮部件尺寸示例: - 以下計算旨在展示獲得部件尺寸初始估計值的步驟。它與完整的工程設計相差甚遠。相反，它是設計過程的起點。
- - 將與 1990 年代利弗莫爾 SHARP 高超音速氣體炮（5 公斤，3 公里/秒）相匹配作為設計目標。從動能公式（KE = 0.5*M*v^2）可以得出 22.5 兆焦耳的彈丸能量。
- - 如果平均炮管壓力為 20.7 兆帕（3000 磅/平方英寸），選擇為高壓管道的合理值，那麼一個直徑為 10 釐米，質量為 5 公斤的彈丸（與 SHARP 引數匹配）將承受 162,600 牛頓的力，或 32,470 米/平方秒。要達到 3 公里/秒，需要 92.4 毫秒，炮管長度為 139 米。考慮到執行過程中的壓力下降、摩擦、效率、熱量和其他損失，假設實際炮管將長 200 米。該假設將在以後被模擬所取代，以獲得更準確的估計。
- - 從簡單的圓柱體體積公式（V = pi * r^2 * h）可以得出炮管的體積為 1.57 立方米。從氫氣作為氣體的物理性質來看，該體積在 20 兆帕和 2000 開爾文溫度下將包含 4 公斤的氫氣。當彈丸離開炮管時，炮管充滿了氣體。在標準條件下（273 開爾文或 0 攝氏度），氫氣的聲速為 1284 米/秒。隨著開爾文溫度的平方根而增加，因此在 2000 開爾文下，它將達到 3475 米/秒，因此對於這種氣體炮來說，它將略微亞音速。
- - 氫氣從 300 開爾文到 2000 開爾文的比熱約為 15 千焦/千克-開爾文。因此，透過將已知的溫升（1700 開爾文）、H2 的質量（4 公斤）和比熱相乘，我們可以得出加熱所需的能量為 102 兆焦耳。在此基礎上，再加上 22.5 兆焦耳的彈丸動能，它以氫氣的熱量和壓力的損失為代價，總共為 124.5 兆焦耳。
- - 為了在發射過程中加熱氣體，我們不希望氧化鋁顆粒在執行過程中下降超過 500 開爾文。否則，它們會冷卻得太多，無法加熱最後一部分氣體。在 1300 焦耳/千克-開爾文下，那麼我們需要大約 200 公斤的氧化鋁顆粒。這是一個粗略的值，將在熱交換器的熱分析中進行細化。
- - 氧化鋁的密度作為固體為 3.9 克/立方厘米。作為熱交換器中的顆粒，考慮到進出口體積和保持顆粒固定的篩網，假設密度為 1 克/立方厘米。因此，熱交換器的大小約為 0.2 立方米。
- - 未加熱氫氣的儲罐可以透過其在室溫下的物理特性來確定。為了使氣體流向炮管，初始壓力必須高於 20 MPa。假設其從平均炮管壓力的 1.5 倍開始，並以 0.5 倍結束。因此，2/3 的氣體進入炮管，初始儲存氣體為 31 MPa 下的 6 kg。在這些條件下，氫氣的密度為 25.8 kg/m^3，因此儲罐體積為 0.23 立方米。從儲罐中快速釋放氣體將其變成了火箭發動機，因此需要堅固的支撐來固定儲罐。
- - 需要一個快速（與炮彈的 < 0.1 秒發射時間相比）閥門來開啟儲罐並讓氣體流經熱交換器和炮管。從概念上講，這就像汽車發動機的汽缸，其中火花塞引發爆轟，使閥門活塞從閉合位置滑動到開啟位置。在進行設計時，首先要檢查現有的閥門硬體，看看是否存在合適的閥門。如果沒有，則需要設計一個定製的快速作用閥門。
狀態：布魯克海文國家實驗室已經建造了一臺這種小型研究炮。
變體
參考資料
18 粒子床反應堆加熱氣體炮
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型別
描述：熱氣體透過流經粒子床式核反應堆而產生。氣體膨脹以對抗彈丸，使其加速。輕氣炮的執行速度已超過軌道速度，1 公斤的彈丸已加速至超過軌道速度的一半。這種型別的炮在超過氣體音速時效率會迅速降低。因此，工作流體通常是熱氫。傳統氣體炮使用火藥驅動活塞來壓縮和加熱氣體。預計這在發射有效載荷進入軌道的規模上不可行。加熱氣體的一種方法是將其透過小型粒子床式核反應堆。這種型別的反應堆在很小的體積內產生大量的熱量，因為核燃料的小顆粒具有較大的表面積/體積比，可以有效地將熱量傳遞給工作流體。這為空間發射提供了核動力的優勢，而沒有飛行反應堆的缺點。
透過高速旋轉床來保留反應堆中的粒子，氣流冷卻外部結構。核燃料顆粒不需要結構強度，因此可以承受比固體芯反應堆更高的溫度，從而導致更高的效能。然而，與耐火金屬熱交換器相比，這種改進並不大，因此核裝置的成本和政治問題可能超過其益處。
狀態
變體
參考資料
19 電加熱炮
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型別
描述：工作流體透過電放電或微波感應加熱，然後推動炮管中的彈丸。輕氣炮的限制因素是流體中的聲速。加熱流體至更高溫度的一種方法是電放電。如果達到足夠高的溫度，流體就會變成等離子體。磁場或較冷氣體的護套可用於將等離子體遠離壁並防止損壞。這種方法的挑戰是即使對於非常小的炮彈（按空間發射標準）也要在短時間內傳遞數百兆焦耳。磁場不足以在這些壓力下約束等離子體，因此它會迅速將能量損失給物理腔壁。因此，加熱必須迅速進行，這反過來又需要一個大的電源。對於足夠大的版本，可以將有效載荷送入軌道，電源需要提供 2 吉焦耳或更多能量，而電源最終將主導炮彈的總成本。
狀態
變體
參考資料
20 核裝藥加熱炮
[edit | edit source]別名：核炮
型別
描述：與其他輕氣炮一樣，目標是使用熱氣體來加速彈丸。在這個版本中，加熱來自大型地下室中的一枚小型原子彈，地下室充滿了工作氣體。這個概念只有在需要發射非常大的有效載荷的情況下才有意義，因為任何核裝置都需要大量的最小能量才能運作。一個大型炮管從地下室向上傾斜。在靠近地下室的炮管內設定了一根橫樑，彈丸透過一個在預定應力下設計的螺栓固定在橫樑上。這將彈丸固定住，直到達到工作壓力。一枚小型原子彈懸掛在地下室中，爆炸後在極短的時間內產生大量高溫氫氣。
這個概念有幾個明顯的問題。即使是小型原子彈也會在過短的時間內釋放出過多的能量，難以控制。挑戰在於如何避免摧毀炮彈本身。另一個問題是輻射，輻射會損害貨物，並作為放射性塵埃從炮管中噴出。最後是使用原子彈進行任何用途的政治限制。
狀態
變體
參考資料
21 燃燒驅動兩級炮
[edit | edit source]其他名稱
型別
描述：這是一種兩級氣體炮。圓柱形腔體包含一個活塞。在活塞的背面，高壓氣體透過燃燒產生。這可以是火藥或燃料空氣混合物。在活塞的正面是工作氣體，通常是氫氣。氫氣被壓縮和加熱，直到閥門或密封件開啟。然後，工作氣體加速彈丸。壓縮理論上可以產生無限的溫度和壓力。實際上，它受到腔室結構的耐壓能力的限制，但耐壓能力可以做得非常高。因此，對於小型彈丸，炮口速度已達到地球軌道速度以上（8 公里/秒）。缺點是腔室必須是炮管體積的數倍，以容納燃燒驅動氣體和氫氣，這會增加大型版本的成本。
狀態：這種型別的輕氣炮是最常見的，已經建成。它們最早是在 1960 年代或更早的時間建造的。這種型別最大的炮是勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的 SHARP 炮，它用於在 1990 年代初測試超燃衝壓發動機元件。它有一個 10 釐米 x 45 米的炮管和一個 30 釐米 x 100 米長的腔室。
變體
參考資料
- 輕氣炮（維基百科文章）
- 航空週刊與太空技術，1990 年 7 月 23 日。
- “世界上最大的輕氣炮在利弗莫爾即將完工。”航空週刊與太空技術，1992 年 8 月 10 日。
22 重力驅動活塞
[edit | edit source]其他名稱
型別
描述：在這種方法中，使用滑動或下落質量來壓縮腔室中的氣體。然後，氣體在炮管中膨脹。與所有輕氣炮一樣，熱氫氣是最佳工作流體，問題是如何產生它。在之前的方法中，活塞由燃燒驅動，非常類似於內燃汽車發動機。在這裡，透過使用重力驅動一個巨大的重量來省去很大一部分高壓腔室。如果炮彈建在山坡上，正如通常所希望的那樣，發射的能量就會以重量的勢能形式儲存起來。下落的重量在空氣或潤滑軸承上滑動，沿山坡滑到腔室。活塞密封腔室的後端並被固定住。下落的質量設計為小於活塞，因此它不需要在高速撞擊時精確配合。然後，腔室通向包含彈丸的炮管，彈丸向上加速。
這種方法的一個優點是下落的質量不會立即停止，而是可以隨著炮彈的發射逐漸繼續壓縮氣體。下落的質量 + 工作氣體 + 彈丸系統可以設計為一個調整後的耦合彈簧系統，以最大限度地將能量傳遞給彈丸。另一個優點是成本相對較低，因為下落的質量在露天執行，可以使用混凝土等低強度材料製成。第三個優點是質量可以根據需要緩慢地升高，因此不需要大型電源。最後，這種方法可以作為“增壓器”新增到粒子床式加熱器中，以提高效能。氣體首先被加熱到流經熱交換器床的實際限制，然後重量驅動的活塞提供額外的壓縮加熱。然後問題就變成了是否需要額外的效能以及是否能夠證明雙重加熱和壓縮系統的複雜性是合理的。
狀態：到目前為止，這只是一個概念。
變體
參考資料
D. 電磁加速器
[edit | edit source]這組裝置使用磁場在加速器和彈丸之間提供力。中等長度的電加速器需要在短時間內提供高峰值功率。因此，廉價的儲能對於這些概念非常重要。尋找廉價儲能的兩個地方是：（1）磁約束聚變實驗，它們也需要短時高功率電源，以及（2）感應儲能。後者分為冷卻正常導體和超導體這兩個子類別。或者，可以透過使裝置非常長來降低峰值功率，但這樣就變成了建造一個幾公里長的裝置的建設問題。
23 軌道炮
[edit | edit source]別名：電磁炮
型別
描述: 在這種方法中，由大型導軌提供的超高電流會短路到彈丸後端產生的等離子體電弧中。等離子體透過與電流產生的磁場之間的洛倫茲力相互作用而加速。然後等離子體推動彈丸沿著導軌運動。如果電源足夠大，可以考慮將其用於地球發射系統，其加速度低於為武器系統提出的加速度。
現狀: 該裝置正在為戰略防禦倡議進行密集開發。在佛羅里達州埃格林空軍基地建造了一門大型炮，並使用數千個並聯連線的汽車電池組作為電源。原型電磁炮獲得了很高的速度，但高電流和等離子體產生了導軌的侵蝕。
變體
參考資料
- Robinson, C. A. "Defense Department Developing Orbital Guns", Aviation Week and Space Technology, v 121 no 12 pp 69-70, 1984.
- Bauer, D. P. et al "Application of Electromagnetic Accelerators to Space Propulsion" IEEE Trans. Magnetics vol MAG-18 no 1 pp 170-5, Jan. 1982.
其他名稱: 質量驅動器
型別
描述: 在這種方法中，構成炮管的一系列線圈與彈丸上的線圈（或線圈）磁性相互作用，產生線性推力。它被稱為質量驅動器，其工作原理與電動機相同。該概念最初是在與發射用於太空製造的月球材料有關時發展起來的。月球上的低軌道速度和真空使其成為可能。已經提出了效率很高（> 90%）和高槍口速度（> 8 公里/秒）的加速器設計在地球上使用。這可能導致一個運輸系統，其執行成本主要由電力構成。由於需要大量的電力來驅動該裝置，電源的成本往往佔系統總成本的很大一部分，因此對於非常大容量的發射，電磁加速器是有意義的。
與其他在地球表面產生高速的發射器一樣，需要某種方法來處理大氣阻力和熱量。選項包括彈丸上的隔熱罩、真空隧道或將發射器安裝在足夠高的塔架上以避開大氣。
現狀: 線性電動機和磁懸浮列車的工作原理與線圈炮相同。線圈炮只是效能更高的版本。原型線圈炮大約在 1980 年建造，達到了 1800 倍重力加速度，這已經足夠了。
變體
- 24a 淬火炮 - 能量儲存在構成炮管的超導線圈中。迴圈電流在彈丸前方被淬火，要麼透過將線圈加熱到超導體的轉變溫度以上，要麼透過使用彈丸上的線圈提高磁場。無論哪種情況，槍管線圈中的電流都會停止流動。由於彈丸後面的線圈已關閉，而前面的線圈仍處於開啟狀態，因此淨力將使彈丸加速。
參考資料
- Nagatomo, Makoto; Kyotani, Yoshihiro "Feasibility Study on Linear-Motor-Assisted Take-Off (LMATO) Of Winged Launch Vehicle", Acta Astronautica, v 15 no 11 pp 851-857, 1987.
- Kolm, H.; Mongeau, P. "Alternative Launching Medium", IEEE Spectrum, v 19 no 4 pp 30-36, 1982.
- Kolm, H. "An Electromagnetic 'Slingshot' for Space Propulsion", Spaceworld pp 9-14, Feb. 1978.