前不久,外界發現日本海上自衛隊唯一的專業試驗艦“飛鳥”號,在經歷了數個月的船廠維護改裝后,其船尾的直升機甲板上,赫然出現了兩個連接有大量電纜的白色箱體,以及一門帶有炮塔結構的神秘艦炮。
經確認,這正是日本一直在研發測試的電磁炮。從日本海上保安廳發布的照片看,這門電磁炮的完成度似乎挺高,炮塔還采用了隱身設計,炮身也具備俯仰能力。此次搭載在“飛鳥”號上,是準備出海測試,進行首次海上射擊,目的是實現電磁炮的實用化并裝備到艦艇上,從而改變日本海上自衛隊的作戰能力格局。
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“飛鳥”號綜合試驗艦是日本海上自衛隊專門用于評估和測試新型艦載技術的關鍵平臺,承擔著十分重要的任務
“飛鳥”號試驗艦
“飛鳥”號綜合試驗艦是日本海上自衛隊專門用于評估和測試新型艦載技術的關鍵平臺,承擔著十分重要的任務,海上自衛隊所有的新型艦上技術、設備、武器,在服役前都要搭載在“飛鳥”號上進行測試與評估,為日本海上自衛隊的裝備發展提供技術支撐,被譽為日本國產船電武器的搖籃。
“飛鳥”號全長151米、寬17.3米,滿載排水量高達6200噸,采用平甲板船型設計,整體構型類似驅逐艦。艦體中部和艉部較為方正,便于艙室和雙軸雙槳布置。上層建筑較為簡單,前部駕駛、瞭望艦島整體呈方形,高度較高,后方是測試艦橋,內部空間很大,可以安裝各種測試裝備。測試艦橋頂部是高大的塔樓,采用多面體設計,方便布置被測試的雷達陣面。
艦橋前部甲板配備了8單元Mk41 mod17垂直發射系統,右舷設置有一座三聯裝魚雷發射裝置,用于各類新型導彈、魚雷的測試工作。艦體前部和中部均有用于搭載測試設備的平臺。艦艉設有直升機庫與飛行甲板,雖然并沒有配備輔助降落系統,但其仍然能容納、操作一架SH-60J反潛直升機,飛行甲板下方還設置有用于拖曳聲吶進行測試的收放設備。
“飛鳥”號試驗艦內設置有安裝各種測試裝備的空間,并設有完善的評估實驗室,艦上人員起居環境也十分舒適。
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“飛鳥”號采用驅逐艦構型設計,圖為該艦與“秋月”級和“最上”級護衛艦的對比圖,可以看出該艦并不小
“飛鳥”號一服役就參與了重要測試工作,接連測試了被稱為“海上自衛隊21世紀三大件”的燃氣輪機發電與燃氣輪機聯合推進系統(COGLAG)、FCS-3(以4面C波段有源相控陣天線為核心探測手段的射擊指揮系統)和日本第四代聲吶原型機OQS-XX。
除此之外,“飛鳥”號試驗艦還先后測試了日本自制的07式火箭助飛魚雷、12式反潛魚雷、17式艦對艦導彈、23式艦對空導彈等新型武器。“飛鳥”號于2024年10月份進入船塢進行修理改裝。外界還拍到了該艦的球鼻艏照片,這是當初為容納OQS-XX聲吶設計的,體積很大,擁有充足的安裝空間,海上自衛隊的各型艦殼聲吶均可在“飛鳥”號上進行測試。
在日本聯合造船株式會社橫濱工廠進行了數月維護改裝之后,“飛鳥”于上個月返回橫須賀母港。艦上最大的變化是艦尾直升機甲板上安裝了一套電磁炮系統,包括炮塔、供電單元、控制方艙及測試設備等,看樣子該艦下一階段的任務是進行電磁炮的海上測試。海上自衛隊艦隊司令大町克士海將也特地登上“飛鳥”號視察電磁炮安裝情況,顯示海自高層對這款新型武器的重視。
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“飛鳥”號直升機甲板上電磁炮系統,白色的集裝箱是供電單元
日本的電磁炮研究
日本防衛省在2010年代中期啟動電磁加速技術基礎研究,但與其他國家發展更大口徑的對海/對地艦炮不同,日本選擇了用于防空、反艦的小口徑軌道炮,以降低研制難度。早期試驗炮的口徑為16毫米,炮管長2米,炮管內徑(軌道間距離)16毫米,可將彈丸加速至每秒2.7千米。
2016年,日本啟動了40毫米口徑電磁軌道炮的全面開發,旨在探索高速電磁加速,同時實現連續發射而炮管無明顯損耗,以實現未來的防空和地面攻擊的工程化應用。在2016年至2022年之間,該電磁軌道炮取得了重大的工程進步,包括成功地通過120次耐久性測試,始終能夠將彈丸加速到每秒超過2.5千米以上的速度,這被認為是日本電磁軌道炮的關鍵技術突破。作為對比,美國的電磁軌道炮雖然口徑更大、出膛能量更高,但僅僅進行了幾十次試射后,就會出現軌道嚴重燒蝕的問題,該問題始終無法解決,導致整個項目最終下馬。
2023年,日本自衛隊正式推動40毫米電磁軌道炮原型上艦測試,主要確認軌道炮與船只的兼容性,并獲得有關船舶安裝對軌道炮影響的數據,據說試驗達到了預期的結果。2023年10月,日本宣布搭載該原型炮的“飛鳥”號試驗艦已完成“全球首次海上軌道炮實射測試”。據日本防衛省公布的數據,該電磁炮全長6米,實測最大初速2297米/秒,口徑40毫米,炮彈重320克,充電能量5兆焦耳,炮身壽命僅120發,且只能單發射擊,應該還處于原理樣炮階段。
據悉,日本為這門電磁炮設計了兩種構型的炮彈,以適應多樣化的戰場態勢。其中,分離式炮彈旨在增強打擊靈活性,而一體式炮彈則側重于提升整體結構強度。該系統設計的炮口動能達到5兆焦耳,賦予彈丸高達6.5馬赫的初始速度,預示著其具備可觀的遠程打擊能力。
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日本電磁炮的工程樣機
此次“飛鳥”號上搭載的電磁炮完成度明顯更高一些,炮塔實現了進一步整合,看上去更像艦炮了。從電磁炮與艦體的比例來看,炮塔也就一人多高,與海自廣泛使用的76毫米艦炮相當,小型化工作完成的不錯。炮管不是很長,采用扁八邊型設計,但這只是外殼,從打開的炮口蓋板看,里面就是電磁軌道,口徑也不大,應該還是40毫米。
不過,這款電磁炮的供電單元體積仍舊十分龐大,足足有三個集裝箱,還包括3個5百萬焦耳的巨大電容器。日本消息人士稱,日方在高放電電容器領域的技術已經突破,下一步將采用陶瓷薄膜電容器和氧化鎵電源模組,不僅體積更小,充放電效率也更高,從而實現供電單元的小型化。根據防衛裝備廳文件,日本計劃在五年內將供電系統總體積減少50%,十年內減小90%。如此追求小型化(很有可能無需占用驅逐艦主炮的空間)的電磁炮,確實不像是以對陸/對海攻擊任務為主的武器。
對于日本海上自衛隊而言,電磁炮下一步的實用化方向非常明確,那就是“應對高超聲速導彈”。因為其現有的防空反導體系存在諸多不足,現役的8艘“宙斯盾”驅逐艦,除了“標準3/6”系列遠程艦空導彈外,缺乏可靠的第二層攔截手段。
海上自衛隊認為小口徑電磁炮的防空攔截作戰,能夠充分發揮電磁軌道炮發射速度快的優勢,同時相對較小的動能,也減少了軌道的燒蝕問題。此外,由于防空攔截作戰時對射程要求不高,超高速炮彈更適合直接撞擊式殺傷,因此日本防衛省已經將其作為攔截攔截高超音速導彈的計劃組成部分。
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日本電磁炮的炮塔并不大,和76毫米艦炮差不多,但供電單元足有3個集裝箱那么大,還需要繼續小型化
結語
根據日本防衛省的規劃,2027年前完成小口徑艦載反艦軌道炮系統原型,2028年前推出適用于艦艇、地面或車輛部署的中口徑防空版本。至于未來,則將發展炮口動能20兆焦,射程200公里,能以每秒2000米以上的速度、按照每分鐘十發的頻率快速發射,用于日本下一代彈道導彈防御驅逐艦。
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