Le pistolet ferroviaire, ou canon ferroviaire ou plus simplement, railgun, utilise un champ magnétique alimenté par l'électricité pour accélérer un projectile. Bien que les idées de base qui sous-tendent la construction d'un fusil ferroviaire sont simples, le tir d'un typique résultat rail gun de projectiles dans une force répulsive énorme. Le résultat est que le pistolet ferroviaire doit être réparé après presque chaque coup, ce qui les rend moins pratique que les projectiles conventionnels. Ils nécessitent également une très grande alimentation en énergie, capable de fournir un million ou plus ampères de courant, ce qui rend la mise en place d'armes à feu portatives ferroviaires difficile.
Le pistolet de rail se compose de deux rails métalliques parallèles fermement ancrés, connectés à une alimentation électrique. Un projectile capable de conduire l'électricité est placée entre les rails, l'achèvement du circuit. Étant électriquement chargé, les rails métalliques se comportent comme des électro-aimants, créant un champ magnétique qui circule autour de chaque rail. Il se déplace sur le terrain dans le sens horaire autour de son chemin de fer, l'autre dans le sens horaire, créant un champ magnétique entre les deux qui crée une force parallèle net pour les rails, à l'écart de l'alimentation. Le projectile se comporte comme n’importe quel fil chargé dans un champ électrique, connaît une force perpendiculaire à la direction du courant et la direction du champ magnétique. C’est ce qu'on appelle la force de Lorentz.
Lorsque le courant électrique est très fort, le projectile, en subissant des forces puissantes, accélère à l'extrémité du canon à rail opposé de l'alimentation, et sort par une ouverture. Le circuit, ainsi cassé, met fin à la circulation du courant électrique. Le projectile doit avoir un contact physique avec les rails lors de l'accélération. Si le projectile se déplace assez vite, la friction seule ne peut sérieusement endommager ou même vaporiser les rails, matériaux assez solides absents. En outre, si les rails ne sont pas solidement fixés à une surface stable, ils peuvent être propulsés par des énergies puissantes part dans le pistolet ferroviaire.
Plusieurs millions de dollars ont été mis dans la recherche des armes à feu ferroviaire par l'armée des États-Unis, et de nombreux prototypes réussis ont été développés, qui possèdent de très hautes vitesses de bouche, de l'ordre de 3,5 km / s (2,17 mps), environ trois fois plus rapide que fusils modernes. Cependant, ces modèles nécessitent de grandes alimentations, et le maintien reste un problème. La marine américaine a exprimé son intérêt pour canons à rails en raison de leurs non-munitions explosives, mais ils n’ont pas conclu d'usage courant. Une solution proposée au problème du rail gun usure et aux déchirures est l'idée d'utiliser de très petits projectiles accélérés à des vitesses très élevées, un design parfois appelé un gun aiguille.
Les canons ferroviaires ont également été examinés dans le contexte de l’application pacifique telle que Voyage espace. Un pistolet ferroviaire très long, ou le conducteur de masse, pourraient être utilisés pour accélérer des charges utiles pour échapper à la vitesse des coûts beaucoup moins chers que celui des fusées chimiques. Un inconvénient est l'investissement initial élevé nécessaire pour construire un tel conducteur de masse. Pour créer un pilote de masse qui accélère un projectile d'échapper à la vitesse à un taux acceptable pour les passagers humains (~ 2 gs), exigerait un baril de longueur ~ 50 km (30 miles). Une autre application potentielle de canons à rails peut être dans l'arène de la fusion nucléaire, où les pressions et les températures immenses sont nécessaires pour fusionner les noyaux atomiques ensemble.