电磁弹射的工作原理是什么？

说到电磁弹射，我们得从一个简单的概念说起，直线电机或者直线电机。在传统的DC电机中，输入是电流，输出是旋转机械能。

机械设计中最常用的方法是用滚珠丝杠把旋转运动变成直线运动。但后来，人们发明了直线电机，它可以驱动零件做直线运动，广泛应用于数控机床。

直线电机的概念广泛应用于工程领域，如过山车、磁悬浮列车等。中国2006年从德国引进磁悬浮技术，实际上是为电磁弹射做准备。

简单来说，电磁弹射的核心就是利用磁力弹射，但是磁场是怎么来的呢？电流产生的磁场。我们知道，导线通电会产生磁场，如果中间放一个铁芯，磁场会更强。

但由于各种工程原因，电磁弹射一般不使用铁芯。电磁弹射的导轨上布满了通电的线圈，每一个线圈都有十厘米厚，大约有餐盘那么大，它们在轨道上形成一个又一个磁场。电磁弹射推进的物体是磁铁。

在磁场中，由于同性电荷相吸，异性电荷相斥的原理，滑块被向前推动。这些轨道中的线圈依次通电。当磁铁穿过第一线圈时，第一线圈通电产生磁场，吸引磁铁前进。

但当磁铁穿过第一个线圈时，枪托正对着磁场，异性被吸引，会被磁场拉回。那么我们该怎么办呢？有两种方法。

第一是改变第一线圈中电流的方向，从而改变磁场的方向。原本互相吸引，现在互相排斥。

但是经常控制电流的方向并不容易。还有一种方法，也是电磁弹射器采用的。当滑块经过第一线圈时，第一线圈停止充电，磁场消失。下一个线圈通电，在新位置产生磁场，推动滑块前进。

也就是说，在100米长的轨道上，形成一个又一个动态磁场，这些磁场接力推动滑块前进。

电磁弹射的概念其实很早就出现了。如果你去坐过山车，有些过山车是利用电磁弹射的原理推动过山车前进的。甚至一些地铁轨道交通也采用了电磁弹射原理。它本身并不是先进的科技。

但这是一个非常具有挑战性的项目，用于航空母舰和工程。以美国福特级航母为例，电磁弹射的轨道是91米。在这么远的距离如何保证物体的加速度，空气中的大量杂质如何影响海洋环境中的磁场，都会影响电磁弹射的效率。