關鍵的短板

鴻鵠

電磁炮是一種電能武器，為了獲得較高的彈丸初速和射程，需要大量的電力作保障。而這些電力，都要從平臺的能源裝置上獲得。其中能源裝置主要分為動力源和儲能裝置兩個部分。如今圍繞這兩部分的科研尚處在困難之中，因此能源裝置也是限制電磁炮進入實戰的“關鍵短板”之一。

動力源

能源裝置的組成要素中，艦船、車輛之類的移動平臺受限于所攜帶的燃料量、發電機艙容積等因素，發電量有限。即使是現代的大型水面艦艇，現有主機和艦載電站的功率也很難滿足電磁炮這樣耗能大戶的需求。只有在采用了全電推進系統，或者至少也是采用艦載綜合電站技術以后，才能為使用電磁炮提供可能。

以曾經考慮使用電磁炮的朱姆沃爾特級驅逐艦為例，該艦的發電量相當于一座小型城市。另外核動力的大型航母，如果已經采用了電磁彈射技術來放飛艦載機，那么當然也有可能滿足電磁炮所需電量。現在的科研難點，是如何在小型艦艇或者其他陸、空基移動平臺裝備電磁炮。為此，人們正在考慮核動力裝置的進一步小型化，或者尋找其他可替代的微型高能動力源。

儲能裝置

儲能裝置對于電磁炮也同樣重要。動力源所產生的電是無法直接用于發射炮彈的，必須用儲能裝置儲存，再通過瞬間大量放電，才可以將彈丸發射出去。因此，儲能裝置的能量密度、瞬間充放電能力所帶來的換能效率要與傳統火炮的發射藥相當甚至更強。

與電磁彈射技術的原理類似，電磁炮儲能裝置的核心技術都是強迫儲能裝置。一些研究指出，航母的電磁彈射系統要求其強迫儲能系統在45秒內充滿所需要的能量，而電磁炮為了滿足每分鐘數發的射速需求和高初速需求，對儲能裝置的要求就更為苛刻。

目前，美國采用超級電容作為電磁炮的儲能裝置。電容器在瞬間充放電能力方面具有獨特的優勢。相比于蓄電池，電容器還可以不用考慮大電流充放電損耗電池的壽命等問題。

在2017年，BAE系統公司進行了一次32兆焦電磁炮發射試驗。該試驗使用超級電容作為儲能裝置，一分鐘內發射了兩次，驗證了超級電容的性能。相比于坦克炮炮口動能（15兆焦），32兆焦的優勢不言而喻。

然而電容器卻存在能量密度小的致命缺點。為了滿足發射需求，當前的科研電磁炮不得不采用多組電容的組合。這就造成了儲能裝置的尺寸太大。對于大型艦艇而言，其缺點還不算明顯。但是對于坦克大小的裝備來說，這種電容設計的實用性有限，提高其能量密度刻不容緩。

除了超級電容器，電磁彈射還可使用慣性飛輪強迫儲能裝置（飛輪電池）。飛輪儲能系統是一種機電能量轉換的儲能裝置。工作時發電機產生的電能與飛輪的機械動能之間相互轉換與儲存。這種方法突破了化學電池的局限，無需考慮大電流充放影響，而且通過有效維護和保養潤滑系統，可以有效保障儲能裝置的壽命。

不過飛輪儲存的能量是與轉速、轉動慣量直接掛鉤的。為了滿足電磁彈射的需求，飛輪會有極高的轉速，隨之機件產生的強大離心力使常見鋼材料并不合適用在此處。為了避免飛輪在高低速切換時產生的震蕩，避免因此而帶來的軸承溫度驟增等破壞性傷害，用作儲能裝置的飛輪在加工時要具有極高的精度，材料還需要承受速度變化帶來的大扭矩。如果要降低轉動慣量，進而減小飛輪的質量和體積，在相同的儲能量下，飛輪的轉速還會進一步提高，工藝要求就更加嚴格。

減小體積勢在必行

正是因為上述困難，如今只有大型艦艇可能實際采用電磁炮。艦艇能夠為電磁炮提供足夠大的空間，以滿足動力源、儲能系統等對空間的需求，還擁有強大的主機來提供充足電力。而中小型艦艇安裝電磁炮還遙遙無期。陸軍、空軍使用這種武器的難度更大。

實際上海軍的大型艦艇內部空間也是相當緊張的。電磁炮系統在緊湊性和電源裝置小型化方面還要繼續努力。目前中國和美國在電源小型化方面皆有一定突破。美國還提出，要在現有儲能量保持不變的前提下，再縮減儲能裝置體積的三分之一。

能源裝置設計制造的上述難點，決定了電磁炮離實戰尚有一段路要走。根據公開資料，有關各國目前都沒能完全解決能源裝置的選擇與體積的問題。