突破性測試，牽動區域局勢
日本已朝著部署可實際投入作戰的艦載電磁軌道砲邁出重要一步。防衛省防衛裝備廳（ATLA）證實，工程師於6月至7月初在海上試驗期間，從試驗艦「飛鳥」號（JS Asuka）發射原型電磁軌道砲，射擊一艘目標船。防衛裝備廳公布了試驗的四張照片，並表示這是艦載軌道砲首度向真實船艦開火。這項工作是在海上自衛隊支援下進行；海上自衛隊的試驗艦「飛鳥」號則是新系統的海上實驗室。
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軌道砲以電力而非化學推進劑加速小型金屬彈丸。兩根導電軌與一個滑動電樞產生強大磁場，將彈丸以極高速度推出砲管。這項技術有望以遠低於導引飛彈的單發成本，實現遠程、高速射擊。軌道砲不需要裝填爆炸彈頭，而是依靠純粹的動能，可降低儲存風險，與飛彈發射單元相比，也能增加艦艇的彈藥攜行量。
6月和7月的試驗正值日本投入先進防禦系統，以因應區域內不斷擴大的飛彈庫存。東京官員已將軌道砲、高功率微波系統和雷射列為多層次防空與飛彈防禦計畫的一環。防衛裝備廳表示，海上試驗的更多技術細節將於11月的防衛科技研討會公布。日本政府在本輪預算中編列經費，推動未來軌道砲的研究。目標是研發成熟的完整砲系統，能連續發射多發砲彈、整合火控系統，並確保彈丸在飛行中保持穩定。
海上究竟測試了什麼？
「飛鳥」號是一艘長151公尺、於1995年服役的研究開發船，原型軌道砲安裝在艦尾甲板。試驗照片顯示，砲台外觀緊湊，砲座附近設有供感測器使用的支援桅杆，並配有砲口初速雷達天線。防衛裝備廳也安裝了多部攝影機，包括砲管下方的一部，用來觀察發射瞬間並協助事後分析。目標裝在一艘小型船塢拖船上，拖船以移動水面目標的方式航行，影像中可見目標標靶。
防衛裝備廳表示，試驗包括遠程射擊及射擊目標船。當局沒有公布此次試驗中彈丸命中目標的影片。射擊數據、感測器資料與影片將納入更大規模的測試計畫；該計畫先在陸上靶場展開，並於2023年底移至海上。海上自衛隊艦隊研究開發指揮部支援了這項工作；今年春季，「飛鳥」號出港前，海上自衛隊高階軍官曾登艦查看裝置情況，之後該船自橫須賀出發進行試驗。
軌道砲如何運作？
軌道砲運用洛倫茲力加速彈丸。大電流脈衝從一根軌道流經彈丸後方的電樞，再流向另一根軌道時，磁場與電流的交互作用會沿著軌道產生推力。能量儲存在大型電容器組或其他脈衝電力模組中，並在幾毫秒內釋放。其峰值加速度與電流都極為驚人，因而帶來工程挑戰。
電力與冷卻
艦載整合取決於能否以緊湊的裝置安全產生並儲存電力。持續射擊也需要快速充電與散熱。熱管理至關重要，因為高電流會使軌道及電樞路徑升溫。工程師必須為電力電子設備、電纜與冷卻迴路妥善配置規格，讓火砲能連續射擊多發而不致大幅降低性能。這也是初期選用「飛鳥」號作為平台的主要原因之一：該船有空間搭載測試設備與大型發電機；較小型的作戰艦艇則需要更緊湊的電力方案。
砲管壽命與材料
軌道砲不像燃氣砲會受爆炸壓力侵蝕，但軌道與接觸面仍會承受電流、高熱與摩擦造成的磨損。防衛裝備廳表示，早期砲管使用銅製軌道，後來改採不同的軌道材料。當局設定的目標是在維持穩定砲口初速的條件下，讓砲管壽命達到120發。相關工作包括改良傳導電流的電樞、軌道塗層，以及能在高速穿越高密度空氣時維持穩定的彈丸。
日本目前取得哪些進展？
防衛裝備廳於2016年展開電磁加速系統的全面研發。陸上試驗逐步達成各項里程碑，並於2023年底首度從艦上發射。今年4月的影像顯示，在海上試驗開始前，火砲已完整安裝於「飛鳥」號上。目前的原型砲管長約6公尺，口徑約40毫米。團隊先前表示，早期射擊的砲口速度約為每秒2,000至逾2,400公尺。在高空時，這些速度接近7馬赫；但實際上海平面飛行速度會受空氣密度與彈丸外形影響。
防衛裝備廳先前曾展示5百萬焦耳的射擊，並談及計畫將未來型號的儲存能量提高至2,000萬焦耳左右。計畫正從單發射擊測試邁向連續射擊；此時，重新充電、熱量累積與穩定性將成為主要工程課題。海上試驗期間，「飛鳥」號在砲座旁設置專用火控操作台，將火砲連接至艦載感測器，並收集砲口初速、彈丸離膛角度等精確數據。近期公告所附照片中可見這套設備。
日本產業界也參與建造與測試工作。防衛官員提及，日本製鋼所等企業負責製造，防衛裝備廳則主導設計與試驗。該計畫也曾探討與法德聖路易研究所合作，交流數據與方法。這些工作都是為了使完整砲系統成熟，最終能在實際平台上製造、維護並訓練操作人員。
這種武器在戰鬥中能發揮什麼作用？
成熟的軌道砲可用來攻擊多種目標。在海上，艦艇人員可用它射擊小型船隻與遙控水面載具，避免動用成本過高的飛彈。搭配適當彈丸時，火砲可發射空炸破片彈，以摧毀無人機與巡弋飛彈。面對高空高速飛行的彈道飛彈或極音速威脅，軌道砲可能會與飛彈和感測器協同運作，成為多層次防禦的一環。其優勢在於可大量射擊：艦艇能攜帶數百發動能彈，並在短時間內連續發射，這對抗蜂群威脅尤其有利。
彈藥庫存深度與成本，是這項技術受到關注的主要原因。現代軍艦的飛彈發射單元數量固定，且無法在海上重新裝填。每當軍艦使用高階攔截飛彈擊落低成本無人機，就要耗費數百萬美元，並損失一個難以在長期巡弋期間補充的發射單元。軌道砲彈體積較小、較容易儲存，單發成本也低得多，因此適合長期部署，以及紅海周邊那類反覆交戰的情境；當地軍艦曾發射大量攔截飛彈，以阻止無人機與飛彈攻擊。
在陸上，軌道砲可用於反砲兵射擊、海岸砲兵任務，或打擊傳統身管火砲射程之外的固定目標。研究計畫曾探討在末段釋放多枚鎢製子彈，以提高命中高速來襲目標的機率。設計人員也在測試簡易GPS接收器等導引輔助設備，提供飛行中段更新；不過，要讓電子設備承受彈丸發射時遭遇的極端加速度，並非易事。
與其他國家的研發相比如何？
美國海軍在投入數億美元、仍未能部署作戰系統後，於2021年暫停軌道砲計畫。主要障礙包括軌道磨損、嚴重發熱、電力需求，以及難以製造既能承受發射又能精確導引的彈丸。中國曾在河駁船上測試大型軌道砲原型，並宣稱導引技術有所進展，但尚未公開證明已有可投入作戰的海軍系統。南韓、土耳其與歐洲研究機構仍持續研究這項技術。
日本在艦載軌道砲的實際海上試驗方面走在前列。防衛裝備廳在艦隊支援下進行測試，並向目標船開火，使計畫從實驗室展示進一步走向更貼近實際作戰的海上情境。日本也正將這項研發納入更大的計畫，包括建造電力供應充足的新型大型作戰艦艇，以及整合所需感測器，以掌握高品質目標航跡並控制射擊。
日本軌道砲計畫接下來有何進展？
防衛裝備廳表示，將在11月的技術研討會上分享6月和7月一系列射擊試驗的更多數據。官員已公布一項持續至2026會計年度的研究計畫，目標是研發完整砲系統。2024會計年度國家預算編列經費，研究未來可攔截空中威脅的軌道砲。下一份計畫未列出新的專案經費，可能是因為多年期預算已涵蓋持續進行的工作。
近期工作包括提升彈丸飛行穩定性、強化軌道及接觸面，使多次射擊後仍能維持砲口初速，以及改良火控系統。團隊也著重於電力供應的小型化，因為若要安裝在驅逐艦及未來配備神盾系統的大型艦艇上，緊湊型發電機與儲能模組不可或缺。陸上測試平台將繼續發射研發中的彈丸，「飛鳥」號則支援艦上整合、安全檢查與戰術研發。
若進展順利，接近量產規格的系統可能會先搭載於電力儲備充足的大型艦艇。另一種方案是部署陸基砲台，執行海岸防衛任務。不論採取哪條路徑，能以高速朝特定方位精確發射大量砲彈，都將為日本防衛態勢增添新的一層能力。
風險、限制與未解問題
有關射程與殺傷力的說法，必須在海上對抗會機動、且可能成群來襲的擬真目標，才能獲得驗證。要攔截巡弋飛彈或彈道目標，必須具備可靠追蹤能力、精確的飛行時間估算，以及能承受發射、進行轉向並在適當時機引爆的彈丸。發熱、彈丸周圍形成電漿，以及大氣阻力都會使情況更複雜。最新照片顯示，測試團隊透過砲口初速雷達和高速攝影機重視測量工作，但計畫仍須證明能在嚴峻條件下命中目標。
連續射擊不只是電力問題。衝擊與熱量會改變機械校準狀態，以及軌道間的電氣接觸。即使些微變化，也可能降低砲口初速或影響彈丸穩定性。軍艦還必須管理電磁相容性，避免高電流射擊干擾其他敏感系統。艦上儲存大量電能，也涉及載有人員船艦的安全考量。這些工程問題都能解決，但需要時間反覆改良。
成本與產業基礎也是待解問題。軌道砲以較便宜的砲彈取代昂貴飛彈，但並不能消除後勤需求。艦隊仍須生產、測試、運輸並儲存大量彈丸。製造商需要能大量生產、且不依賴稀有原料的材料。操作訓練、作戰準則，以及何時使用軌道砲、何時使用飛彈，都必須進一步完善，避免浪費彈藥，或高估火砲在複雜情境中的能力。
重點一覽
- 防衛裝備廳在6月至7月初的海上試驗期間，從「飛鳥」號向目標船發射原型軌道砲
- 防衛裝備廳表示，這是艦載軌道砲首度向真實船艦開火
- 影像顯示緊湊型砲塔、砲口初速雷達及資料收集用攝影機
- 目標裝在一艘配有標靶、正在航行的船塢拖船上
- 早期試驗達到約每秒2,000至逾2,400公尺的砲口速度
- 防衛裝備廳已展示5百萬焦耳的射擊，並以提升至2,000萬焦耳左右為目標
- 計畫目標包括連續射擊、砲管壽命達120發，以及設置專用火控系統
- 日本在2024會計年度編列約1億6,700萬美元，投入未來軌道砲研究
- 預計11月的科技研討會將公布更多技術細節
- 美國於2021年中止軌道砲計畫，日本則持續進行海上測試
- 潛在任務包括防禦無人機與巡弋飛彈、攻擊水面目標，以及執行海岸砲兵任務
