轨道炮与激光
轨道炮(railgun)
轨道炮,一译导轨炮,是电磁炮最常见的式样。
轨道炮由两条平行的导轨组成,弹丸夹在两条导轨之间。两轨接入电源,电流经一导轨流向弹丸再流向另一导轨产生强磁场,磁场与电流相互作用,产生强大的洛仑兹力推动弹丸,达到很高的速度(理论上可以到达亚光速,当然这是几乎不可能实现的)。
激光(larbeam)
激光武器可利用强大的定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效。其优点在于弹道速度快(光速嘛)、精度高、弹药价格低廉且易于补充等。缺点是威力会随射击距离递减,在大气内衰减现象尤其严重。
根据能量强弱,激光武器可分为强激光器和弱激光器。强激光器又称高能激光武器,可利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方目标。
粒子光束(particlebeam)
粒子光束通常与激光武器统称为光束兵器(beamweapon)。这是因为发射出来的粒子团可以达到亚光速或光速,而且高能粒子束会与大气分子撞击产生漂亮的光束。不过粒子炮在宇宙中并不会产生光束效果,对于动画片中那些五颜六色的beam……唉,大家就当是艺术加工吧。
粒子武器的基本原理是利用磁场将粒子团加速、集束后发射,利用粒子团高速撞击产生的能量以及二次磁场作用将目标瞬间蒸发。由于是分子层面上的上海,因此对于粒子武器来说,单纯的实体装甲基本上是没有意义的。比起激光武器,粒子武器的威力要大得多,而且可以随时调整质量与弹道速度。但缺点在于粒子加速器体积巨大难以携带,采用环状加速器虽然可以缩减体积,但加速轨道的切线又会产生致命的辐射……因此除了拥有无敌的米诺夫斯基物理学的gundam世界外,粒子武器一般只有战舰才用得起。
粒子武器的分类十分庞杂,基本上可以分为带电的荷电粒子炮(electronbeam)和不带电的中性粒子炮(neutralparticlebeam)两大类:
荷电粒子炮(chargedparticlebeam)
荷电粒子炮发射的是带有电荷的粒子团,视种类的不同正电荷或是负电荷都有可能。一般使用线性铁氧体磁场感应加速器来产生高速电子束,绝对速度为每秒30万公里。俄美研制的地基粒子加速器均为质子加速器,其基本原理是:首先把电子束发生器产生的电子进行加速,然后在高频振荡装置上振动,再在离子发生装置上把进来的质子用电子包围起来,使其进入离子加速装置进行加速,质子因接收能量而加速。在接近出口时,把电子去掉,利用磁场使之变成尖锐的高能定向束流,随后把质子束向空间发射出去。
其优点是构造简单易于生产,此外粒子团携带的电荷会对目标的电路产生一定的附加伤害。但缺点是荷电粒子团本身的粒子互斥会使粒子团迅速扩散,造成射程降低和威力扩散。此外粒子团也很容易受磁场的影响而偏转,在具有高磁场的星球周围使用时会增加弹道解析的难度。有些sf作品中能用“电磁防壁”之类挡住的粒子炮应该多属此类。
比较有名的荷电粒子炮,要数《eva》中第五使徒ramiel的加粒子炮(accelerationbeam)。片中可以明显看出加粒子炮与初号机的阳电子炮相互干涉后的弹道偏转现象。
中性粒子炮(neutralparticlebeam)
与粒子团带电的荷电粒子炮相对的,是粒子团不带电的中性粒子炮。由于弹药是用中性粒子,因此没有弹道受磁场影响而偏转的问题,也没有荷电粒子炮的互斥问题,使威力随距离下降的扩散效应也几乎不会发生。
中性粒子炮的原理为利用对原子进行加速的方法制造出中性粒子(中子、光子等),然后聚集成高能定向束流,以亚光速发射出去,击毁目标或使其失效。
《银河英雄传说》中,帝国与同盟的舰载/要塞炮多为中子光束炮(neutronbeam),间或有荷电粒子炮及激光炮。著名的巨炮“雷神之槌”便是一门巨大的中子光束炮。
此外值得一提的是在游戏《钢铁之咆哮2》中出现的“中微子光束炮(neutrinosbeam)”。中微子是现今知道的穿透力最强的粒子,无论是铅还是混凝土,对于中微子来说都像空气一样可以轻易穿透。因此游戏中的中微子光束炮是一种攻击力0、“对自己对敌人对地球都有好处”的搞笑武器。由于中微子只参与弱交互作用,与质子、电子等一般粒子很难产生关系,因此很难测量得到。“我假设了一种粒子的存在,但这种粒子却无法测量出来!”物理学家w•;泡利(wpauli)这样说。