Nagpaputok ang Japan ng Prototype Naval Railgun mula sa JS Asuka Laban sa Target na Barko, Kauna-unahan sa Dagat

Isang pambihirang pagsubok na may implikasyon sa rehiyon

Nagsagawa ang Japan ng malaking hakbang tungo sa paglalagay sa serbisyo ng operasyonal na railgun sa dagat. Kinumpirma ng Acquisition, Technology and Logistics Agency (ATLA) ng Ministry of Defense na mula Hunyo hanggang unang bahagi ng Hulyo, nagpaputok ang mga inhinyero ng prototype electromagnetic railgun mula sa barkong pansubok na JS Asuka patungo sa isang target na barko sa mga pagsubok sa dagat. Nag-post ang ahensiya ng apat na larawan ng pagsubok at sinabing ito ang unang pagkakataong nagpaputok ang railgun na nakakabit sa barko laban sa isang totoong barko. Isinagawa ang gawain sa tulong ng Japan Maritime Self Defense Force, na nagsisilbing lumulutang na laboratoryo para sa mga bagong sistema ang eksperimental nitong barkong Asuka.

Pinabibilis ng mga railgun ang maliliit na metal na projectile gamit ang kuryente, hindi kemikal na propellant. Lumilikha ng malakas na magnetic field ang dalawang conductive rail at isang dumudulas na armature, na nagtutulak sa projectile palabas ng bariles sa napakataas na bilis. Nangangako ang konseptong ito ng mga putok na malayuan at mabilis sa presyong mas mababa nang malaki bawat putok kumpara sa mga guided missile. Hindi nangangailangan ng mga pampasabog na warhead ang railgun. Umaasa ito sa purong kinetic energy, na nagpapababa sa mga panganib sa pag-iimbak at maaaring magpalaki sa kapasidad ng imbakan ng bala ng barko kumpara sa mga missile cell.

Naganap ang pagsubok noong Hunyo at Hulyo sa panahong namumuhunan ang Japan sa mga advanced na depensa laban sa lumalawak na arsenal ng mga missile sa rehiyon. Binigyang-diin ng mga opisyal sa Tokyo ang mga railgun, high-power microwave system, at laser bilang bahagi ng planong patung-patong na depensa sa himpapawid at laban sa missile. Sinabi ng ATLA na ilalahad ang iba pang teknikal na detalye mula sa mga pagsubok sa dagat sa isang simposyum sa teknolohiya ng depensa sa Nobyembre. Naglaan ang pamahalaan ng pondo para sa pananaliksik sa susunod na henerasyong railgun sa kasalukuyang siklo ng badyet. Layunin nitong paunlarin ang isang kumpletong sistema ng baril na kayang magpaputok ng maraming bala nang sunod-sunod, maisama sa fire control, at magpatatag sa mga projectile habang lumilipad.

Ano mismo ang sinubukan sa dagat?

Ang Asuka, isang barkong pananaliksik at pagpapaunlad na 151 metro ang haba at pumasok sa serbisyo noong 1995, ay may dalang prototype railgun sa hulihang kubyerta nito. Makikita sa mga larawan mula sa pagsubok ang isang maliit na gunhouse, isang haliging pansuporta para sa mga sensor malapit sa kabitan, at isang antena ng radar para sa bilis ng projectile sa bunganga ng baril. Nagkabit din ang ATLA ng mga kamera, kabilang ang isa sa ilalim ng bariles, upang pag-aralan ang sandali ng pagpapaputok at makatulong sa pagsusuri pagkatapos ng putok. Ikinabit ang target sa isang maliit na tugboat na nagsilbing gumagalaw na target sa ibabaw ng dagat; makikita sa mga larawan ang mga target board nito.

Sinabi ng ATLA na kabilang sa pagsubok ang mga pagpapaputok sa malayong distansiya at pagbaril sa target na barko. Hindi naglathala ang ahensiya ng bidyo ng pagtama ng mga projectile sa pagsubok na ito. Gagamitin ang datos ng mga putok, mga feed mula sa sensor, at bidyo sa mas malawak na programa ng pagsubok na nagsimula sa mga pasilidad ng pagpapaputok sa lupa at inilipat sa dagat noong huling bahagi ng 2023. Sinuportahan ng Fleet Research and Development Command ng puwersang pandagat ang gawain, at bumisita sa Asuka ang matataas na opisyal noong tagsibol upang obserbahan ang pagkakabit bago umalis ang barko sa Yokosuka para sa mga pagsubok.

Paano gumagana ang railgun?

Gumagamit ang railgun ng puwersang Lorentz upang pabilisin ang isang projectile. Kapag dumaloy ang malaking bugso ng kuryente mula sa isang rail patungo sa kabila sa pamamagitan ng armature sa likod ng projectile, lumilikha ng puwersang tumutulak sa kahabaan ng mga rail ang interaksiyon ng magnetic field at kuryente. Iniimbak ang enerhiya sa malalaking bangko ng capacitor o iba pang pulse power module, saka pinakakawalan sa loob ng ilang millisecond. Napakatindi ng pinakamataas na acceleration at kuryente, kaya nagdudulot ito ng mga hamong pang-inhinyeriya.

Kuryente at pagpapalamig

Nakasalalay ang pagkakabit sa barko sa kuryenteng ligtas na nalilikha at naiimbak sa isang compact na yunit. Nangangailangan din ang tuluy-tuloy na pagpapaputok ng mabilis na muling pagkarga at pag-aalis ng init. Mahalaga ang pamamahala sa init dahil pinaiinit ng mataas na kuryente ang mga rail at ang dinaraanan ng armature. Kailangang itakda ng mga inhinyero ang kapasidad ng mga power electronic, kable, at cooling loop upang makapagpaputok nang maraming beses ang baril nang hindi matindi ang pagbaba ng performance. Isa ito sa mga pangunahing dahilan kung bakit ginagamit ang Asuka, na may espasyo para sa mga kagamitang pansubok at malalaking generator, bilang unang plataporma; mangangailangan naman ang mas maliliit na barkong panlaban ng mas compact na solusyon sa kuryente.

Itatagal ng bariles at mga materyales

Hindi numinipis ang railgun dahil sa presyon ng pagsabog gaya ng gas gun, ngunit napupudpod ang mga rail at contact surface dahil sa kuryente, init, at alitan. Iniulat ng ATLA na gumamit ng copper rail ang mga unang bariles at kalaunan ay nagpatibay ng iba pang materyales para sa mga rail. Itinakda ng ahensiya ang layuning umabot sa 120 putok ang itatagal ng bariles habang nananatiling matatag ang bilis sa bunganga ng baril. Kabilang sa gawaing ito ang pagpapahusay sa armature na nagdadala ng kuryente, mga patong sa rail, at mga projectile na nananatiling matatag habang tumatagos sa masiksik na hangin sa napakabilis na takbo.

Ano na ang nakamit ng Japan sa ngayon?

Sinimulan ng ATLA ang malawakang gawain sa mga sistemang gumagamit ng electromagnetic acceleration noong 2016. Nagtala ng sunod-sunod na tagumpay ang mga pagsubok sa lupa, at unang nagpaputok mula sa barko ang sistema noong huling bahagi ng 2023. Noong Abril ng taong ito, ipinakita sa mga larawan na ganap nang nakakabit sa Asuka ang baril bago ang mga pagsubok sa dagat. May bariles na mga anim na metro ang haba ang kasalukuyang prototype, na may butas na humigit-kumulang 40 milimetro ang diyametro. Sa mga naunang putok, iniulat ng pangkat ang bilis sa bunganga ng baril na nasa humigit-kumulang 2,000 hanggang mahigit 2,400 metro bawat segundo. Halos Mach 7 ang mga bilis na ito sa matataas na lugar, bagaman nakadepende sa densidad ng hangin at hugis ng projectile ang aktuwal na bilis habang lumilipad sa antas ng dagat.

Nagpakita na ang ATLA ng putok na may limang megajoule sa mga naunang demonstrasyon at tinalakay ang mga planong itaas sa halos 20 megajoule ang nakaimbak na enerhiya ng mga susunod na bersiyon. Mula sa pagsubok ng iisang putok, umuusad na ang programa tungo sa tuluy-tuloy na pagpapaputok, kung saan nagiging pangunahing hamong pang-inhinyeriya ang muling pagkarga, pag-iipon ng init, at katatagan. Sa dagat, may nakalaang fire control console ang Asuka sa tabi ng kabitan upang iugnay ang baril sa mga sensor ng barko at mangalap ng tumpak na datos, gaya ng nasukat na bilis sa bunganga ng baril at anggulo ng paglabas ng projectile. Makikita ito sa mga larawang kasama sa kamakailang anunsiyo.

Kabilang ang industriya ng Japan sa paggawa at kampanya ng pagsubok. Binanggit ng mga opisyal sa depensa ang mga kumpanyang gaya ng Japan Steel Works para sa paggawa, habang pinangungunahan ng ATLA ang disenyo at mga pagsubok. Sinuri rin ng programa ang pakikipagtulungan sa French German Research Institute of Saint Louis upang makapagpalitan ng datos at mga pamamaraan. Layunin ng lahat ng hakbang na ito na paunlarin ang isang kumpletong sistema ng baril na kayang gawin, panatilihin, at gamitin sa pagsasanay sa mga aktuwal na plataporma.

Ano ang magagawa ng sandatang ito sa labanan?

Maaaring makaharap ng isang ganap na napaunlad na railgun ang malawak na hanay ng mga target. Sa dagat, maaaring magpaputok ang tripulante ng barko laban sa maliliit na bangka at mga remote-controlled na sasakyang pandagat, na napakamahal gamitan ng missile. Gamit ang angkop na projectile, maaaring magpakawala ang baril ng mga pirasong sumasabog sa himpapawid upang magapi ang mga drone at cruise missile. Laban naman sa mga ballistic o hypersonic na banta na mabilis at mataas lumipad, malamang na gagamitin ang railgun kasabay ng mga missile at sensor bilang bahagi ng patung-patong na depensa. Dami ang pangunahing bentahe nito. Maaaring magdala ang barko ng daan-daang kinetic round at magpaputok nang maraming beses sa maikling panahon, na mahalaga laban sa mga banta ng sabayang pag-atake.

Mahalaga sa interes sa teknolohiyang ito ang kapasidad ng imbakan ng bala at gastos. May takdang bilang ng missile cell ang mga makabagong barkong pandigma at hindi nila ito mapupunan muli sa dagat. Sa tuwing gagamit ang barko ng mamahaling interceptor laban sa murang drone, gumagastos ito ng milyun-milyong dolyar at nauubusan ng cell na mahirap palitan sa mahabang pagpapatrolya. Mas maliit, mas madaling itago, at mas mura bawat putok ang mga bala ng railgun. Dahil dito, kaakit-akit ito para sa mahahabang deployment at sa paulit-ulit na mga sagupaan gaya ng sa Dagat na Pula, kung saan nagpaputok ang mga barko ng maraming interceptor upang pigilan ang mga drone at missile.

Sa lupa, maaaring gamitin ang railgun para sa counter-battery fire, artilyeriyang pandepensa sa baybayin, o mga pag-atake sa mga nakapirming lugar mula sa mga distansiyang lampas sa abot ng karaniwang tube artillery. Sinuri ng mga programa sa pananaliksik ang mga projectile na kayang magpakawala ng maraming sub-projectile na tungsten sa huling yugto ng paglipad upang mapataas ang posibilidad na tamaan ang mabilis na paparating na mga target. Sinusubukan din ng mga disenyo ang mga pantulong sa paggabay, gaya ng mga payak na GPS receiver para sa mga update habang nasa kalagitnaan ng landas. Gayunman, hindi simpleng gawain ang magdagdag ng elektronikong sangkap sa projectile na dumaranas ng napakatinding acceleration.

Paano maihahambing ang programa sa mga pagsisikap ng ibang bansa?

Itinigil ng U.S. Navy ang programa nito sa railgun noong 2021 matapos gumastos ng daan-daang milyong dolyar nang hindi nakapaglagay ng operasyonal na sistema sa serbisyo. Kabilang sa mga pangunahing balakid ang pagkasira ng mga rail, matinding pag-init, pangangailangan sa kuryente, at hirap sa paggawa ng mga projectile na makaliligtas sa pagpapaputok at makagagabay pa rin nang tumpak. Sinubukan ng China ang malalaking prototype railgun sa mga barge sa ilog at inangkin nitong may pag-unlad sa paggabay, ngunit wala pang pampublikong patunay ng operasyonal na sistemang pandagat. Patuloy na sinasaliksik ng South Korea, Turkey, at mga institusyong pananaliksik sa Europa ang teknolohiyang ito.

Nangunguna ang Japan sa aktuwal na pagsubok sa dagat gamit ang railgun na nakakabit sa barko. Sa pagpapaputok nito sa isang target na barko sa mga pagsubok na sinuportahan ng armadang pandagat, nailipat ng ATLA ang programa mula sa mga demonstrasyon sa laboratoryo tungo sa mga sitwasyong pandagat na higit na kahawig ng aktuwal na operasyon. Isinasama rin ng bansa ang gawain sa mas malawak na plano na kinabibilangan ng mga bagong malalaking barkong panlaban na may sapat na suplay ng kuryente at mga sensor na kailangan para sa tumpak na pagsubaybay at pagkontrol ng putok.

Ano ang susunod para sa railgun ng Japan?

Sinabi ng ATLA na magbabahagi ito ng karagdagang datos mula sa serye ng pagpapaputok noong Hunyo at Hulyo sa isang teknikal na simposyum sa Nobyembre. Nailatag na ng mga opisyal ang programang pananaliksik na tatakbo hanggang sa piskal na taon 2026 upang makabuo ng kumpletong sistema ng baril. Naglaan ang pambansang badyet para sa piskal na taon 2024 ng pondo para sa pananaliksik sa susunod na henerasyong railgun na kayang sumalag sa mga banta sa himpapawid. Malamang na sumasalamin ang kawalan ng bagong nakalaang pondo sa susunod na plano sa maramihang-taong paglalaan ng pondo para sa nagpapatuloy na gawain.

Kabilang sa mga agarang gawain ang pagpapahusay sa katatagan ng paglipad ng projectile, pagpapalakas sa mga rail at contact surface upang mapanatili ang bilis sa bunganga ng baril sa maraming putok, at pagpino sa fire control system. Nakatuon din ang pangkat sa pagpapaliit ng suplay ng kuryente, dahil mahalaga ang compact na generator at yunit ng imbakan ng enerhiya para maikabit ito sa mga destroyer at mga susunod na malalaking barkong may sistemang Aegis. Patuloy na magpapaputok ng mga pang-eksperimentong projectile ang mga pasilidad ng pagsubok sa lupa, habang susuportahan naman ng Asuka ang integrasyon sa barko, mga pagsusuri sa kaligtasan, at pagbuo ng mga taktika.

Kung mananatili sa iskedyul ang pag-unlad, maaaring unang lumitaw ang isang sistemang kahawig ng gagamiting modelo sa produksyon sa isang malaking barkong may sapat na reserbang kuryente. Maaari rin itong maging bateryang nakabase sa lupa para sa mga misyong pandepensa sa baybayin. Alinman dito, magdaragdag ng bagong antas sa postura ng depensa ng Japan ang kakayahang magpaputok ng maraming tumpak na bala sa isang direksiyon nang napakabilis.

Mga panganib, limitasyon, at tanong na hindi pa nasasagot

Kailangang patunayan sa dagat ang mga pahayag tungkol sa abot at bisa laban sa makatotohanang mga target na nagmamaniobra at dumarating nang marami. Nangangailangan ang pagsagap sa cruise missile o ballistic target ng maaasahang pagsubaybay, tumpak na pagtantiya sa oras ng paglipad, at projectile na makaliligtas sa pagpapaputok, makapagmamaniobra, at sasabog sa tamang sandali. Lalong nagpapakomplikado rito ang pag-init, pagbuo ng plasma sa paligid ng projectile, at paglaban ng atmospera. Ipinakikita ng pinakabagong mga larawan na binibigyang-pansin ang pagsukat gamit ang radar para sa bilis sa bunganga ng baril at mga high-speed camera, ngunit kailangan pa ring patunayan ng programa na makatatama ito sa mahihirap na kondisyon.

Hindi lamang problema sa kuryente ang tuluy-tuloy na pagpapaputok. Binabago ng pagyanig at init ang mekanikal na pagkakahanay at ang kontak sa kuryente sa pagitan ng mga rail. Kahit maliliit na pagbabago ay maaaring magpababa sa bilis sa bunganga ng baril o makagambala sa katatagan ng projectile. Kailangan ding pamahalaan ng barko ang electromagnetic compatibility upang hindi maantala ng putok na may mataas na kuryente ang iba pang sensitibong sistema. Dapat ding isaalang-alang ang kaligtasan sa pag-iimbak ng malaking dami ng enerhiyang elektrikal sa isang barkong may sakay na tripulante. Malulutas ang mga hamong ito sa inhinyeriya, ngunit mangangailangan iyon ng panahon at paulit-ulit na pagsubok.

May tanong din tungkol sa gastos at kakayahan ng industriya. Ipinagpapalit ng railgun ang mamahaling missile sa mas murang mga bala, ngunit hindi nito inaalis ang pangangailangan sa suplay. Kailangan pa ring gumawa, sumubok, maghatid, at mag-imbak ng maraming projectile ang armada. Kailangan ng mga tagagawa ng mga materyales na maramihang mapoprodukto nang hindi umaasa sa mga bihirang sangkap. Kailangang pinuhin ang pagsasanay, doktrina, at mga tuntunin kung kailan gagamit ng railgun sa halip na missile upang maiwasan ang pag-aaksaya ng mga putok o labis na pangako sa kakayahan ng baril sa masalimuot na mga sitwasyon.

Sa isang tingin

• Nagpaputok ang ATLA ng prototype railgun mula sa JS Asuka laban sa isang target na barko sa mga pagsubok sa dagat mula Hunyo hanggang unang bahagi ng Hulyo
• Ayon sa ahensiya, ito ang unang pagkakataong nagpaputok ang railgun na nakakabit sa barko laban sa isang totoong barko
• Ipinakikita sa mga larawan ang isang compact na turret, radar para sa bilis sa bunganga ng baril, at mga kamerang nangalap ng datos
• Nakakabit ang target sa gumagalaw na tugboat na nilagyan ng mga target board
• Umabot sa humigit-kumulang 2,000 hanggang mahigit 2,400 metro bawat segundo ang bilis sa bunganga ng baril sa mga unang pagsubok
• Nakapagsagawa na ang ATLA ng putok na limang megajoule at layuning itaas ito sa halos 20 megajoule
• Kabilang sa mga layunin ng programa ang tuluy-tuloy na pagpapaputok, itatagal ng bariles na 120 putok, at nakalaang fire control system
• Naglaan ang Japan ng humigit-kumulang 167 milyong dolyar para sa pananaliksik sa susunod na henerasyong railgun sa piskal na taon 2024
• Inaasahan ang karagdagang teknikal na detalye sa isang simposyum sa teknolohiya sa Nobyembre
• Itinigil ng United States ang programa nito sa railgun noong 2021, samantalang nagpapatuloy ang aktibong pagsubok ng Japan sa dagat
• Kabilang sa mga posibleng misyon ang depensa laban sa mga drone at cruise missile, pag-atake sa mga target sa ibabaw ng dagat, at paggamit bilang artilyeriyang pandepensa sa baybayin