从20世纪80年代起，世界上许多国家就开始了电热化学炮的概念和原理研究，至90年代初，美国人的研究已取得阶段性成果。当时的主要研制商美国食品机械公司的专家声称，如果在巡洋舰和驱逐舰上装备中口径的电热化学炮，则其对海上和岸上目标的打击能力将相当于“依阿华”号战列舰上的3联装406mm火炮。随后，美国对电热化学炮进行了一系列试验研究。1989年，美国海军提出了电热化学炮的开发计划，要求研制60mm炮和自动装填机，研制60mm电热炮弹和指令制导弹，整合脉冲动力源系统并使舰载雷达、光电跟踪系统综合化。1990年，美国海军授予食品机械公司460万美元的合同，委托其设计可装在Mk-15“密集阵”近防武器系统标准炮座上的60mm对空电热化学炮的演示样炮；1991年4月，通用动力公司受命开始研制与60mm电热化学炮演示样炮相配用的指令制导脱壳弹（弹重3.5kg，弹长350mm）。1992年10月，美国海军水面战中心道尔格兰分部用脉冲形成电路活动拖车进行了两发脱壳弹点射，这是世界上电热化学发射技术的第一次试验；1993年初，食品机械公司推出的60mm电热化学炮开始进行炮架验证性试验、常规速射试验、电热功率传输试验和电热速射试验。1993年6月，电热化学炮/自动装填系统交付海军水面战中心，随之开始了一系列鉴定和验收试验。1993年年底，60mm电热化学炮全系统（包括自动装填装置、先进的火控子系统）对空中来袭目标进行了10发灵巧弹药的实弹发射试验，试验获得了极大的成功，各项指标均达到设计要求。
在60mm电热化学炮取得成功的基础上，美国食品机械公司又与国防核武器局联合推出了127mm舰载电热化学炮。1994年，127mm电热化学演示炮在“阿利 伯克”级驱逐舰上进行了首次试验，使25kg的弹丸达到1300m/s的初速。1997年，在127mm电热化学炮的第二阶段试验中，25kg重的弹丸初速达到了1414m/s。据称，海军的最终要求是使弹丸初速达到2500m/s以上。1997年以来，美国海军开始了包括改造武器作战平台在内的电热化学炮工程化研制，其中1999财年的投资达2.2亿美元。目前，有关电热化学炮的几项关键技术正逐步得到解决，其中高功率脉冲电源技术已列入了国防关键技术计划，一种基于电容储能原理的模块化电源已达实用化程度；等离子体发生器技术以及武器与载舰的集成技术也已取得突破。美国海军宣称，水面舰艇全电力推进系统的发展趋势可以使舰载电热化学炮在不久得以实现。
作为一种舰载新概念武器，电热化学炮不但将大大提升水面舰艇的防空反导和对岸火力支援能力，而且也将为传统火炮的发展开辟一个全新的领域，它的最终服役将对未来战争产生重大的影响。
三、膨胀波火炮
传统火炮由于固有的特性一直保持着庞大而笨重的“身躯”，虽然这有助于使其承受高速射击产生的巨大动能和后坐力，但却给其携载平台造成了“压力”，使得较小吨位的现代舰艇难于搭载大口径火炮（美国海军目前研发中的155mm远程先进火炮竟要上万吨的舰艇才能列装）。近些年来，世界上许多国家都在利用新材料、新技术、新工艺千方百计地减轻火炮的重量，但迄今收效不大。1999年初，美国人艾里克·凯斯博士提出了一种全新概念的火炮——膨胀波火炮，以独特的方式解决了传统火炮后坐力大、身管发热严重且使用寿命短等多个技术难题，从而在不影响火炮技战术性能的前提下明显减轻了其重量。
所谓膨胀波火炮，就是在弹丸在膛内高速运动的某一瞬间突然打开炮尾、使部分火药气体向后喷出、从而大大减小后坐力的一种火炮（火药气体向后喷出并使膛内压力减小的现象称为膨胀波）。如能精确控制打开炮尾的时机和速度，使作用在弹丸底部的火药气体压力保持不变，从而不致降低弹丸飞离炮口的速度，则膨胀波火炮的战技术指标即已达到。可以这么说，膨胀波火炮的工作原理介于常规火炮和无后坐力火炮两者之间，即打开炮尾之前类似于常规火炮，打开炮尾之后类似于无后坐力火炮。
理论研究和技术原理演示表明，膨胀波火炮较之常规火炮有以下几方面的独到优点。其一，后坐力大大减小，膨胀波火炮在某一瞬间打开炮尾后会有大量火药燃气高速向后喷射，这种喷射气流的动能可对火炮形成反向压力，从而大大减小了后坐能量。试验表明，发射北约标准的35mm炮弹时（发射初速1150m/s），采用膨胀波原理的火炮后坐力减小了80％以上。其二，火炮重量明显减轻。膨胀波火炮可减轻重量的原因有两个方面：一是由于后坐力大大减小，使得火炮反后坐装置的重量随之减小。二是由于部分火药气体提前从炮尾喷出，炮膛内高压高温持续时间缩短，因此可以使用壁厚更薄的轻量炮管。美国海军用127mm火炮进行的膨胀波原理发射试验表明，在战技术性能保持不变的情况下，膨胀波火炮的身管重量可减小到常规火炮的1/10。理论研究也表明，膨胀波火炮的整体结构重量可比同口径常规火炮减少50％以上，作战威力保持不变。其三，初速可控，射速提高。理论研究表明，通过精确控制炮尾打开的时机，可以实现控制弹丸初速乃至射程的目的（提前打开炮尾可减小弹丸初速和射程），从而解决了常规火炮发射同一弹药时无法改变初速的难题，也使同一弹药对付不同目标成为可能。另外，由于膨胀波火炮在弹丸飞离炮口前就从炮尾释放部分火药气体，从而大大延缓了炮管发热的速度，缩短了火药气体排放时间和后坐周期，所以可使火炮实现较大的爆发射速和持续射速，与此同时，身管的使用寿命也得以有效延长。其四，战场生存力增强。膨胀波火炮将部分火药燃气从炮尾释放出来，不但可明显减少炮口焰的生成能量，而且还可降低二次炮口焰生成的可能性，从而显著减弱火炮的发射症候，十分有助于火炮的隐身（实际上，常规火炮的火药燃气只有约30％直接作用于弹丸，大部分都变成炮口焰释放出来），使其战场生存能力得以增强。
目前，美国陆海军都在对膨胀波火炮进行技术攻关和方案论证，其中面临的技术挑战主要是炮尾打开的方法和时机。炮尾打开的方法要非常可靠，以免影响火炮的内弹道性能和发火率；炮尾打开的时机要非常精确，以确保火炮和射弹的总体性能不致大起大落。据悉，美国已提出多种炮尾打开技术方案（如利用炮闩打开，利用火药气体打开，利用药室阀门打开，利用主动式爆炸隔板打开等），有些已在进行原理演示，有些已取得重大进展。另外，如何使火炮的整体结构与从炮尾排放部分火药燃气相适应这一技术也在研究之中。有消息称，美国沃特弗利兵工厂正在试制一种35mm膨胀波火炮，设计目标是后坐力减小75%，热负载降低50%，重量减轻25%，弹丸初速不变，计划先制造出样炮并进行地面试验，然后再集成到车辆平台上进行发射试验。
武器专家认为，膨胀波火炮虽不像电磁炮和电热炮那样采用了全新的杀伤机理，但仍不失为对常规火炮的一大创新，很可能在世人长期不能解决的火炮轻型化方面首开先河，具有广阔的应用前景。尤应指出的是，作为常规火炮重大技术改进的这种膨胀波火炮一旦问世，对重量要求较为苛刻的舰载火炮武器将迎来一个全新的时代，小舰装大炮将变成现实，而未来海战的场面也将随之而改观。
四、液体发射药火炮
传统火炮的发射均以固体发射药为能源。由于固体发射药自身特性的限制，使得火炮的初速、射速、射程、战场生存能力和后勤支援能力长期得不到明显的提高。虽然近年来人们通过增加装药密度、提高膛压、加长身管等措施，使火炮初速有了一定的提高，但要实现2000m/s以上（防空反导和对岸攻击所要求的理想初速）似乎还遥遥无期。可以说，固体发射药火炮的初速已达极限。因此，近20多年来，美国等发达国家一直在寻求各种全新的火炮发射能源和新概念的火炮发射技术，液体发射药火炮就是其中之一。
所谓液体发射药火炮，实际上就是将发射药由传统的固态改为液态并由此使结构出现一些变化的火炮。与传统火炮相比，液体发射药火炮仍然通过化学推进剂燃烧产生的高温高压膨胀气体将弹丸推出炮管，两者的发射机理在本质上没有区别。但人们之所以把液体发射药火炮称为新概念武器，是因为它有着许多远胜于传统火炮的优良性能，例如发射率高，初速大，命中精度高，使用安全，战场生存力强，成本低廉等。
液体发射药火炮从结构上讲有整装式、外力喷射式和再生喷射式三种类型。其中，整装式是将液体发射药连同弹丸一起装入火炮药室，结构简单，装填方便，但火炮内弹道过程难于控制，初速波动严重，战技术性能不尽人意；外力喷射式需要外部高压辅助机构完成发射药喷注，导致系统复杂化；而再生喷射式是利用差动活塞使发射药压力增大，再将发射药从储液室喷射到火炮燃烧室，差动活塞可重复循环使用。目前，国外工业界研制的重点是再生喷射式液体发射药火炮。
实际上，美国、苏联等国早就启动了液体发射药火炮的研究，但直到20世纪80年代后，研究工作才有了明显的进展，部分技术难题（如再生喷射装置、发射药的喷射和燃烧控制、单元发射药的优化、火炮结构的改型等）已获得突破。作为试验研究，美国曾用液体发射药发射过40mm的弹丸，初速达2.3km/s；俄罗斯也在23mm口径火炮上进行过液体发射药试验，弹丸初速也达到2.3km/s以上。1992年，美国洛·马公司着手研制舰载155mm液体发射药火炮，试验显示可将陆用155mm炮弹的射程提高到65km。目前，火炮样炮已经推出，洛 马公司正在研究火炮装舰后某些问题（如液体发射药的存放、运输、勤务处理、安全性等）的解决方案。除美国和俄罗斯外，英国、德国也都在开展液体发射药火炮的研制工作。
液体发射药火炮没有脱离传统火炮的范畴，原有火炮的许多结构和原理都可借鉴，因此与电磁轨道炮和电热化学炮等新概念火炮相比，技术上实现的可能性更为现实。可以相信，随着液体发射药及其再生喷射技术和相关装舰技术的不断成熟，液体发射药火炮完全有可能在不长时间内投入使用，成为率先应用于战场的新概念火炮。
五、舰载激光武器
激光是物质中的粒子受激后产生的一种相位、频率、方向等完全相同的光，以其方向性好、相干性强、功率密度大、传输速度快和能量高度集中等独有特点而被称为“死光”。1963年，即世界上第一台激光器问世后不久，时任美国总统的肯尼迪曾在国会当众展示了一把被激光洞穿的普通钢尺。这说明在军事领域用激光作武器不仅不再是遥不可及，而且已经是现实可行的了。
所谓激光武器，就是利用定向发射的激光束直接摧毁目标或使之丧失作战能力的光束武器。与古代的冷兵器（刀、枪、剑、戟等）和现代的热兵器（导弹、火炮、飞机甚至核武器等）相比，激光武器这一新概念兵器具有以下一些独特的优点：
（1）反应迅速，零时飞行
激光的传播速度为3×105km/s，激光光子的“飞行时间”一般在数微秒之内，在这一瞬间，以马赫数4.0速度机动的目标的移动距离不超过20mm，完全可以忽略不计。因此，激光武器攻击目标时不必考虑对目标的跟踪和拦截提前量问题，完全可以实现对目标的“发现即摧毁”。另外，激光对目标的攻击是按直线“射击”，能够攻击它所能“看”到的任何目标，瞬发即中，大大缩短了武器系统的反应时间。
（2）火力转移快
激光束的重量接近于零，且本身无惯性，因此射击时不存在常规火炮的后坐问题，可以迅速变换攻击方向，转移攻击火力，实现全方位射击，短时间内攻击多个目标。
（3）攻击精度高
激光武器是一种定向能武器，它是靠在目标表面的某一控制点上沉积热能来摧毁目标的。极窄的激光束可以精确对准某一方向，既可以有选择性地杀伤来袭目标群中的某一个，也可以对来袭目标的某一部位实施精确的、外科手术式的攻击而无损周围环境。
（4）软、硬杀伤功能兼备
通过控制和调整累积在目标上的电磁能的大小，激光武器可以同时具有软杀伤（非致命性毁伤）和硬杀伤（致命性毁伤）能力。低能激光武器可使敌方指战员的眼睛致盲，使来袭目标的光敏传感器失灵，而高能激光武器则可使目标遭到结构性破坏，直至完全被摧毁。
（5）战场生存能力强
激光武器具有极佳的隐身性（舰载激光武器的主要部分均装在甲板下），发射时没有闪光、声响和烟雾，不易被敌方发现；激光传输时不受电磁波干扰的影响，而且不可能被其他武器系统所拦截，因而具有较之制式武器强大得多的生存能力。