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進入日本電磁砲發展順利贏在「這項」技術 專家：看好打擊極音速飛彈
日本電磁砲技術正在穩定發展，國防院學者詹祥威分析，未來可利用電磁砲的砲彈速度優勢，作為攔截中國超音速，甚至極音速飛彈的利器。（圖:日本海上自衛艦隊）
〔記者劉宇捷／綜合報導〕日本防衛裝備廳（ATLA）日前與自衛隊合作，在「飛鳥號」測試艦上安裝持續穩定研發的「電磁軌道炮（レールガン）」，該武器已領先美國，安裝耐高溫、耐磨的砲管正進入下一階段的艦艇測試。國防院學者詹祥威近日發表評析分析，陶瓷塗層的加工技術是突破砲管壽命的關鍵，此外小體積的電池開發也是幫助成功登艦的重要推手；未來，可利用電磁砲的砲彈速度優勢，作為攔截中國超音速，甚至極音速飛彈的利器。
日本海上自衛艦隊日前發布新聞表示，艦隊司令官大町勝志少將親自登上測試艦「飛鳥號」，視察了電磁砲開發項目的最新情況，並曝光了電磁砲在船上的近照。對此，國防安全研究院網路安全與決策推演研究所助理研究員詹祥威昨（23）日發布觀察評論表示，雖然釋出的照片有限，但基本可看出整體武器外型與過去差異不大，延續陸上測試的基礎，並完成單發、連發不同階段的測試，如今在船艦上進行進一步測試，顯示整體研發進度持續正向進展。
自衛艦隊司令官大町勝志少將親自登上測試艦「飛鳥號」，視察了電磁砲開發項目的最新情況，並曝光了電磁砲在船上的近照。（圖:日本海上自衛艦隊）
研發過程與打擊目標
綜觀研發過程與優勢，日本防衛裝備廳於2016財政年「中長期防衛技術優勢確保」方針下，將「電磁加速」的原型概念列入6年期發展計畫，編列2億3000萬元新台幣用以技術開發。2021年，陸基型的40公厘電磁砲原型成功開發，完成初始「單次發射」的開發測試階段性目標，預期目標設定砲彈初速每秒2000公尺，而實際測試結果達每秒2297公尺，相較傳統戰車火炮初速約為每秒1750公尺。
從防衛省釋出過的測試畫面來看，基本電磁砲砲彈本身並未含有爆炸裝藥，而是僅依靠自身速度、動能打擊目標；如同戰車砲彈在打出後彈藥與外衣脫離，子彈本身擊發後持續依動能慣性飛向目標。
詹祥威進一步認為，由於其速度達6.5馬赫，因此預期設定用以攔截、打擊敵方的超音速導彈，如解放軍「東風17」或「鷹擊21」等。當艦隊防空網難以攔截對方戰術突穿，電磁軌道砲作為近距離的超高音速反制武器，形成了實際的「多層次防空網」；乃至於對敵方艦隊的打擊成效上，也會使敵方傳統反導產生一定難度，預期優於一般艦對艦導彈的打擊成效。
「儲能設備小型化」以及「快速反覆充電放電」的落實，讓日本電磁砲能順利搬上艦體進行下一步測試。圖為裝上電磁砲的「飛鳥號」測試艦。（圖片擷取自@Ogawa_reaacco的Ｘ帳號）
基礎技術研究開發促成穩定進展
日本科研單位能領先已放棄的美國，克服砲管易過熱的問題，其關鍵之一在於「化學沉積表面塗層」技術的研發，該技術主要係於室溫減壓條件下，將固態粒子噴附薄膜上使其固化的技術，減少高溫加工可能造成的耗能與材料異劣，並且將欲加工的塗層材料如陶瓷，研磨或以其他工法製成微米乃至奈米級粉末，再以氣溶膠方式藉由高速熱能噴附於加工表面，形成極致薄膜的陶瓷塗層。
此化學沉積工法一般廣泛應用於半導體工業的微製程，其加工材質則依據產品特性而定，如廣為人知的「西門子製程法」即採用多晶矽去除過度金屬與雜質。而作為耐熱、耐磨耗性絕佳的陶瓷，過去亦被大量運用於太空乃至軍工產業；也由於此項技術開發，成功於2007年獲得日本社團法人發明協會的「21世紀發明獎」，並於後續成功加工應用於電磁軌道砲管，因此奠定了承受更能量，與裝備小型化的基礎，並克服電磁軌道砲身因高速而需承受熱能的風險。
此外，為達成艦射型「連續發射」的目標，其整體必須要能將電能進行「儲能設備小型化」以及「快速反覆充電放電」的實用目標，雖未有進一步的公開資訊揭露其採用的商品，但日本川崎重工的既有電池開發技術，依評估顯然已足以達成設定。再對照過去陸基型測試照片或原理示意圖可發現，過去使用至少3個貨櫃用以供電與控制鏈路，如今艦測照片似乎僅剩一個貨櫃，因此大膽判斷自衛隊的開發已初步達成小型化、少供電、快速反覆放電的目標。
過往美國2005年就展開相關技術的開發，但由於諸多因素在2021年後便擱置，其中幾項重大因素便是電磁砲自身的高耗能特性，難以有效裝載於高耗能的現代化軍艦，並且發射過程產生對砲身的磨耗，以及熱能難以處理等因素。
對照過去陸基型測試照片或原理示意圖可發現，過去使用至少3個貨櫃用以供電與控制鏈路，如今艦測照片似乎僅剩一個貨櫃，因此大膽判斷已初步達成小型化、少供電、快速反覆放電的目標。（圖:日本防衛省）
目標多邊合作與性能穩定化
日本已於去（2024）年5月與法國、德國共同簽署《電磁軌道砲技術合作實施指南》，旨在加速電磁軌道砲技術交流、共同研發與加速實用化，同時也已派遣官員前往美國海軍吸取過往開發的數據、技術與經驗，預計能加速後續研發的進度並減少誤區嘗試。
後續的研發目標，將是聚焦在模擬實戰狀態下的連續、多發射擊，以其強化電磁軌道砲的穩定性與可靠性，在連續、多發射擊下將預期產生更高的熱能與動能，既有砲管與砲身是否能承受此嚴苛條件，以及在此條件下砲擊初速是否因此改變等，都是正式完成艦載化研發前必須考量的重點。
最後，詹祥威也點出，外界不應過度樂觀的部分是，依據過往美國開發與研究的經驗，認為此電磁軌道砲至少需能產生64兆焦耳的發射能量才具備實戰性，而目前日本研發進度約為7.9兆焦耳，若按美軍過往標準恐怕距離實戰化仍有相當進程。
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