因應中國北韓發展高超音速飛彈 日本要讓電磁砲走出科幻用於國防

日本再投入 65 億日圓研發新型武器電磁砲。(圖/防衛装備庁)

「電磁軌道砲(Railgun/軌道砲/電磁砲/磁軌砲)」是一種不使用火藥,改用電磁力可以連續發射的超高速、長射程武器。原本只存在於科幻作品和動漫中的新型武器,日本政府在 2022 年度預算編列了 65 億日圓正式投入研發。目標是作為新的防空手段來對抗中國、北韓持續進行開發難以攔截的高超音速武器。

過去,只存在於創作作品裡的電磁砲,日本防衛省在 2016 年度的追加預算編列了 10 億日圓進行「電磁加速系統的研究」,製作出原型機,發射出的砲彈速度達到秒速 2000 公尺(約 6 馬赫)超越了原定目標的戰車砲秒速 1700 公尺。根據防衛裝備廳的數據,在試做階段的紀錄達到秒速 2297 公尺。

日本防衛省傾力於電磁砲的研發是因為周邊國家接連在開發高超音速武器,這類型的武器會以音速 5 倍以上的速度飛行且透過導引可改變軌道,不同於一般飛彈拋物線軌道,導致攔截不易,有可能會突破日本的飛彈防禦(MD)系統。

電影變形金剛中的電磁砲
日本動畫作品中的電磁砲

若是遭到一般彈道飛彈同時多發的攻擊,也很難防衛。防衛省認為用飛彈攔截飛彈的現有編制會超過負荷。且彈道飛彈發射的前置時間較長,造價也高。需要有能在短時間內連發的裝備來提昇攔截的機率。

中國 2021 年的國防預算達到 1 兆 3553 億人民幣(約新台幣 5.87 兆元),在 10 年內增長了 2.3 倍,大量部署了射程範圍包括日本的飛彈。比起防衛費用加上追加預算才首次突破 6 兆日圓(約新台幣 1.47 兆元)的日本有著壓倒性的差距。在有限的財政狀況下,必須選擇與集中,所以會重視目前最不足的飛彈防禦。

日本 2022 年度(4 月開啟新年度)規劃的防衛預算為 5 兆 4405 億日圓,加上 2021 年度修正預算 7738 億日圓,涵蓋 15 個月(2022 年 1 月初~2023 年 3 月底)總共為 6 兆 1744 億日圓,約佔 GDP 1.09% 。

相關報導:因應中國威脅 日本國防預算史上最高 2022年達5.4兆日幣

日本電磁砲原型機

日本打算以 ① 加強現有飛彈防禦系統 ② 電磁砲 ③ 從遠距離反擊的長程飛彈,這 3 個階段來防禦。為了提升探測對方飛彈的能力,也考慮構築小型衛星網。

受到長程飛彈攻擊時能針對源頭打擊的「敵方基地攻擊能力」也在考量內。目的並非要用來迎擊而是要讓對方放棄攻擊。這些根據《日本經濟新聞》的報導,將會寫進 2022 年底前要完成修訂的國家安全保障戰略當中。

美軍武官最高將領、參謀長聯席會議主席密利(Mark Milley)在去(2021)年 10 月接受美國媒體採訪時提到中國在夏季時曾進行高超音速武器的試射。朝鮮中央通訊社也在同年 9 月報導了北韓國防科學院開發的超高音速飛彈「火星 8」的實驗射擊。俄羅斯的高超音速飛彈系統「先鋒(Авангард /Avangard)」在 2019 年底正式服役。

根據防衛裝備廳的資料,在電磁砲開發領先的美國研究中,電磁砲的砲彈的飛行距離約 100~180 公里。大日本帝國海軍的大和戰艦上配備的 46 公分艦砲(海軍史上最大口徑)最長射程約為 42 公里,電磁砲的長射程可與飛彈匹敵。電磁砲可連續發射,能夠應對大量的飛彈攻擊。預估可以活用在對地、對空和反艦等全部領域,也有觀點認為電磁砲將會改寫軍事上的遊戲規則(Game changer)。

美軍的電磁砲實驗記錄

美國終止研究 防衛省內也有憂心

只不過,實際進行研發會面臨許多課題。根據裝備廳,美國已經終止了此項研究,據稱是認為「效果與飛彈等沒有太大查弊,不符合成本」。日本政府官員則強調不能指望轉向開發高超音速飛彈的美國,日本將走在電磁砲開發的前端。

電磁砲雖然在各國都有研究但還沒有正式部署的例子。要投入應用需要有導電性高且耐用的材料。防衛省認為在材料產業突出的日本可能具有優勢。另外,假設連續發射要間隔在數秒之內,海外也有研究指出每次發射需要 25 兆瓦的電力(1 兆瓦 = 1000 度,以一個家庭平均單日用電約 10 度來計算,這大約是 2500 個家庭一天的用電量),要如何去的電力來源也會是一大課題。發射時會產生高溫,連續發射會在軌道上造成磨損等損傷也會是研究的難題。

日本防衛省將從 2022 年度進行能源高效化和高速連發技術的研究,目標在 2028 年度以後開始部署。不過防衛省內也有傳出憂心「不知道能不能正常運作。能擊中超高速移動的物體嗎」。

參考新聞來源:
2022/01/01 毎日 防衛省、レールガン開発に本腰 SF・アニメが現実に?
2022/01/04 日経 対中抑止へ次世代迎撃技術 防衛省がレールガン開発計画

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