最近,有日本自民党议员在社会化媒体上公开宣称日本电磁炮可以击沉中国航母,这一言论引发了广泛关注。相比美国几年前就宣布放弃电磁轨道炮项目,日本近年不断宣称在电磁轨道炮技术上取得了突破。那么,日本的电磁轨道炮技术到底是怎样的?它的未来将怎么样发展? 电磁轨道炮的原理是通过强大的电磁力代替传统火药的化学能,借助一对平行导轨将弹丸加速到超高的速度,从而成为一种动能武器。理论上,它能够将炮弹加速到7倍音速,可以攻击数百公里外的目标。由于其炮弹结构相对比较简单,成本相比来说较低,且不需要像导弹那样使用危险的发射药物,也不需要专门的弹药库,因而大幅度减少了殉爆的风险。 由于电磁轨道炮具有巨大的潜力,美国率先开始了这种改变未来战争规则的新型武器的研制工作。20世纪初,美国海军研究办公室向通用原子公司和BAE系统公司发布了研制电磁轨道炮原型机的协议。设计的基本要求是炮口初速超过每秒2500米(约7.5马赫),动能达到64兆焦,射程为200海里(约370公里),射速达到每秒10发,同时导轨常规使用的寿命要求达到1000发以上。
如果这些目标可以在一定程度上完成,计划中的电磁轨道炮将装备在朱姆沃尔特级驱逐舰上。它将以极低的成本和远超传统舰炮的射程,为美国海军提供廉价且持续的超视距精确火力支援,部分替代巡航导弹的功能。而且,电磁轨道炮的炮弹飞行速度很快,远超于亚音速巡航导弹,可以大幅度缩短敌方的反应时间。 然而,在2010年前后,美国海军多次对电磁轨道炮原型来测试,但结果并不理想。即使降低了设计标准,将炮口动能降至32兆焦,依然没有办法解决轨道烧蚀问题以及电源系统集成问题。最终,美国海军在2021年宣布放弃这一项目。 日本在电磁轨道炮的发展方面几乎与美国同步。上世纪90年代,日本防卫厅技术研究本部开始对小口径16毫米电磁轨道炮进行基础性研究。然而,与美国注重开发大威力的对地攻击电磁轨道炮不同,日本从2016年起,开始着手开发小口径电磁轨道炮,大多数都用在防空和反舰作战。2018年,日本防卫省发布了电磁轨道炮原理验证样机的视频,显示日本在该领域已有突破。
2022年5月,日本防卫装备厅与日本制钢所签订了价值4790万美元的合同,用于电磁轨道炮原型机的研发。2023年,日本自卫队开始了40毫米电磁轨道炮原型的上舰测试,最大的目的是验证轨道炮与舰艇的兼容性,并收集关于船舶安装对轨道炮性能影响的数据。据说,试验结果符合预期。根据防卫省的说法,这种中口径舰载电磁轨道炮的成功试射标志着全世界内的首次尝试。 英国《简氏防务周刊》报道,这款电磁轨道炮可以发射重达320克的40毫米钢制炮弹,炮口速度大约为每秒2230米(约6.5马赫)。更重要的是,该电磁轨道炮成功克服了轨道烧蚀问题,经过了120次耐久性测试,这被视为日本在电磁轨道炮技术上的一个重要突破。相比之下,美国的电磁轨道炮由于炮口动能更大,始终未能解决轨道烧蚀问题,导致其项目最终被取消。 完成了基础性研制后,日本开始正式对电磁轨道炮进行上舰测试。今年4月,海上自卫队的测试舰飞鸟号上安装了电磁轨道炮炮塔,附近甲板上还有配套的电力供应和控制设施。在11月的年度国防技术研讨会上,防卫装备厅透露,电磁轨道炮已在6月和7月进行海上实测,成功命中海上靶标,展现出较强的精准打击能力。
测试时,飞鸟号利用电磁轨道炮瞄准了一艘移动的拖船靶船。发射的炮弹被包裹在弹托内,离开炮口后弹托分离,由四片尾翼控制的飞镖形弹丸高速飞向目标。从靶标命中情况去看,弹丸飞行稳定,弹着点呈十字形。除了进行水平射击外,电磁轨道炮还进行了45度仰角的射击,以收集基础弹道数据。不过,日本方面并未透露电磁轨道炮的射程等具体性能。 日本电磁轨道炮的下一步发展目标包括电源系统的小型化。计划在五年内将充电装置体积缩小50%,十年内减少90%。最终目标是将炮口动能提升至20兆焦,射程达到200公里,炮弹飞行速度超过每秒2000米,并且具备每分钟发射10发的能力。日本还曾暗示,电磁轨道炮可能安装于新一代宙斯盾驱逐舰上,这些舰艇的发电能力能够很好的满足电磁轨道炮的巨大能量需求,或者装备在正在建造的多用途导弹防御舰上,用于拦截高超音速导弹的威胁。另一个可能的应用场景是将其发展为陆基型号,安装在重型卡车上,用于防空拦截任务。 从设计思路上看,日本的电磁轨道炮聚焦于中小口径的防空拦截,显然是一种较为成功的设计思路。这种电磁轨道炮能充分的利用其发射速度快的优势,同时由于炮口动能较小,轨道烧蚀问题较容易解决。此外,电磁轨道炮适合用于超高速炮弹的直接撞击杀伤,特别是在防空拦截任务中。日本防卫省已经将其作为拦截高超音速导弹的一部分。
这种设计思路得到了美国方面的认可。今年10月,在美国陆军协会年会上,通用原子公司宣布将恢复电磁轨道炮项目,但目标将从原先的对地攻击转变为防空拦截任务。这款系统将发射高达6马赫的小口径炮弹,用于拦截弹道导弹和巡航导弹的威胁。 从性能上来看,目前日本的电磁轨道炮仍处于试验阶段,距离技术成熟、能够直接上舰尚有很大的差距。从飞鸟号的测试情况去看,它的甲板上安装了四个集装箱,用以容纳额外的系统和设备,以满足电磁轨道炮对发电和冷却系统的巨大需求。这也表明,电磁轨道炮的整体体积很庞大,如果要安装到作战舰艇上,舰体内部将有必要进行重大改进,以适应这些设备并与整个舰艇系统来进行深度集成,这样的一个过程在大多数情况下要很久。 事实上,日本防卫装备厅装备政策部部长伊藤一早前也承认,日本的电磁轨道炮研发虽然取得了一定进展,但仍面临着各种挑战。除了系统集成问题外,轨道烧蚀问题仍可能会引起炮弹射程和精度下降,并增加系统故障的风险。虽然日本选择发展中小口径电磁轨道炮,以减少烧蚀问题,但防空作战中常常要高速连续发射大量炮弹,这又使导轨抗烧蚀问题变得更复杂。目前日本宣称其电磁轨道炮的导轨寿命超过200发,而传统的127毫米舰炮炮管寿命则通常达到数千发。
至于日本议员所宣称的日本电磁炮可以击沉中国航母,这显然是对日本和美国电磁轨道炮不同技术方案之间巨大差异的误解。美国的电磁轨道炮高动能方案虽然理论上具备打击海上目标的能力,但因技术问题已放弃这一方向。相比之下,日本的中小口径电磁轨道炮射程和威力都十分有限,无法执行远距离打击任务。从日本发布的测试照片来看,电磁轨道炮的射击距离并不远。现代火炮进行远距离打击时,常常要导引装置修正弹道,而电磁轨道炮由于产生的巨大加速度,炮弹内部的电子设备返回搜狐,查看更加多


