【太說軍武】這不是科幻電影！ 美日中研發艦用電磁砲　極音速武器都擋得下

日本防衛省防衛裝備廳日前罕見公開照片，展示今年電磁砲（Rail Gun）在海上測試的實戰打擊能力驗證成果，目標是未來能投入實戰部署，這打破了美國自2021年暫停電磁砲研發後，民主陣營的多年沉寂狀態，美方可能也會重啟研發工作，不讓中國聲稱研製成功的巨型電磁砲專美於前。前拉法葉艦艦長、國防院助理研究員江炘杓指出，日本研發電磁砲的動機，是面對中、俄等國的極音速武器，提供一種新的、相對經濟的攔截手段，江炘杓也建議台灣可進行科研與可行性評估，以便未來若技術成熟、國際環境許可時能快速切入。



根據軍事新聞網站「The War Zone」報導，日本防衛省防衛裝備廳（ATLA）在11月11日舉行的「防衛裝備廳2025年技術研討會」上，對外公布配備電磁砲的「飛鳥號」實驗艦（ASE-6102）出海測試情況，還有電磁砲擊中靶船的損傷狀況，引起國際軍事科技專家們的高度關注。

電磁砲又被稱為「磁軌砲」或「軌道砲」，20世紀之前被認為是科幻小說中的武器。而美國國防部早在1978年就率先展開研究。為何電磁砲會稱為「磁軌砲」（Rail Gun），因為其發射原理是把要投射的「載體」（projectile，投射物）置放在軌道上，以強大電流通過線圈產生電磁脈衝把載體加速後、順著軌道衝出，其與傳統火藥藥包在砲膛內擊發高速燃燒後、產生巨大壓力把砲彈推出砲管的原理不同。



由於以火藥推進的傳統槍砲，彈頭離開砲口/槍口的初速無法超越每秒1000公尺，但電磁砲卻能達到每秒1700至3000公尺，可提供倍數以上的動能，擊毀地方堅固目標。另外，電磁砲能避免傳統火藥藥包與彈頭存放的危險，尤其在軍艦上被擊中彈藥庫時，常造成「殉爆」將艦艇炸沉，還有相對於每一枚反艦飛彈動轍數百萬美元的造價，電磁砲發射每一顆「載體」（投射物）的成本相對在數萬美元左右，因此較低成本也成為電磁砲的優勢。

冷戰時期，美國軍方在1978年成立「電磁炮發展研究顧問委員會」之後，電磁砲的技術開研發，一開始是美國陸軍主導，因為希望能開發新型的反裝甲砲，用來擊敗數量佔優勢的蘇聯華沙集團國家戰車大軍。1990年代末期，負責研發電磁砲的美國國家桑迪亞實驗室（Sandia National Laboratories），展示研發測試成果，達到可發射2.4公斤重的「載體」。

隨後電磁砲逐漸受到美國海軍注意，美國海軍研究辦公室（Office of Naval Research, ONR）決定於2005年推動艦載電磁軌道砲計畫，由美國通用原子（General Atomics）與貝宜系統（BAE Systems）等兩家廠商各自研製原型砲，進行第一階段測試，在2012年展開評估程序。到了2011年，以軌道發射的電磁砲的原型砲射擊已超過1000發以上，測試結果受到肯定。美國海軍於是在2014年宣布，艦載電磁砲在2016會計年度裝到「聯合高速艦」（JHSV）上進行海測。



各國武力競賽　中國緊追美國研發「秘密武器」

配合軌道型的電磁砲加速後，載體飛行速度遠比傳統砲彈彈頭更高速的特性，美國海軍發展「高速投射載體」（Hypervelocity Projectile, HVP），質量較傳統砲彈輕，降低空氣阻力，已達到更高飛行速度。

通用原子與BAE System研製的電磁軌道砲設計，在當時發射的載體（砲彈）質量為23磅（10.43kg），其砲口初速可達4500至5600英里/小時（也就是7242公里/小時至9012公里/小時），約為海平面的5.9至7.4馬赫，給予動能達到20~32MW（百萬瓦），威力相當驚人。

美國海軍當時若採用具GPS導向能力的「載體」（砲彈）、最大攻擊距離達到100海里以外的話，包括「載體」在內的每次發射成本約為2萬5千美元，也就是大致是反艦飛彈的百分之一。

不過，美國於2021年叫停電磁砲研發工作後，中國的腳步逐漸追上美國。在2018年就有流出的照片顯示，疑似一門電磁線圈砲的「新型號艦砲」安裝到中共解放軍海軍「072III型」的大型登陸艦「海洋山號」，進行相關測試。



隨後根據香港《南華早報》2023年8月25日報導，中國軍方正秘密測試一款世界上威力最大的電磁砲，但未透露這門測試電磁砲的具體口徑和彈丸質量。但是有外媒消息稱，這門電磁線圈砲目前已經可以在0.05秒的時間內，把一枚質量124公斤的載體（或稱彈丸）以700公里每小時的初速度發射出去。據該報導換算，這門所謂新型電磁砲的初速度為0.5馬赫。

對於日本為何積極日本為何積極研發艦用電磁砲，國防安全研究院國防戰略與資源研究所助理研究員江炘杓指出，日本積極研發艦用電磁砲（Railgun）有多重戰略與技術考量，這與其當前面臨的防衛環境高度相關。首先是電磁砲具備高速攔截能力（反飛彈∕反極音速武器）。



江炘杓指出，電磁砲的彈頭初速（可達5-7倍音速甚至更高）遠超傳統火砲，使其具備優異的防空和反飛彈能力，特別是用於攔截新興的極音速滑翔載具（Hypersonic Glide Vehicles, HGV）。這對於面對中國、俄羅斯等國發展的極音速武器，提供一種新的、相對經濟的攔截手段。

日本研發艦用的電磁砲，另一重要考量是要應對中國艦隊數量的「質量優勢」。江炘杓說，中國人民解放軍海軍（PLAN）的艦隊數量持續成長，日本希望在數量劣勢下取得質量優勢。電磁砲具有極低的單發成本（相對於昂貴的飛彈）和極高的彈藥儲存量，能進行連續高射速攻擊，極大地延長艦艇持續作戰時間。

日本或其他國家研發艦用電磁砲，是否有希望「一發癱瘓」敵艦的構想？江炘杓指出，電磁砲的極高動能確實能造成巨大的穿透性毀傷。它可能無法「一發癱瘓」大型戰艦，但能持續、低成本地對敵方艦艇及其上層建築、雷達、武器系統造成結構性、系統性的嚴重損壞，使其喪失戰鬥力。



電力發射動能跟笨重火藥說byebye

另外，降低成本與彈藥儲存，也是日方積極研發電磁砲的考量之一。江炘杓指出，電磁砲使用電力發射動能「彈丸」（載體），不再需要儲存和搬運笨重的火藥推進劑，這不僅降低單發成本，還能提升艦艇的安全性（避免彈藥殉爆），並在有限空間內攜帶更多彈藥。

江炘杓還說，遠程打擊潛力，更是日本研發電磁砲的重要因素之一。目前電磁砲的射程已可達到100公里以上，遠超傳統艦砲，能為日本海上自衛隊提供一種新的「超視距」火力支援能力。

不過，美國海軍曾是電磁砲研發的領導者，但在2021年左右幾乎暫停相關研究，江炘杓指出，主要瓶頸首先在於龐大的供電需求，因為發射一枚高速「彈丸」需要數百萬焦耳（MJ）的能量，且必須在極短時間內（毫秒級）完成充能，這是最大的挑戰。

江炘杓進一步指出，現有美軍艦艇（如「勃克級」驅逐艦）的電力系統難以提供持續且快速充能的脈衝功率。雖然朱瓦特級（Zumwalt-class）驅逐艦具備全電力推進系統，理論上電力充裕，但其系統整合複雜度高，成本極高。這個問題與福特級（Gerald R. Ford-class）航空母艦的電磁彈射系統（EMALS）面臨的挑戰類似，兩者都要求極高的瞬間大功率輸出，需要先進的電力儲存和轉換技術。



儘管電磁砲是以導軌供「載體」（彈丸）高速滑出，並非傳統砲管，但同樣有「砲管」（導軌）壽命與可靠性的問題，江炘杓說，電磁砲發射時產生的巨大熱量和電弧會快速侵蝕砲管導軌，導致壽命很短，因此必須頻繁更換導軌，但這會嚴重影響戰鬥可靠性。

江炘杓也指出，還有個問題是「彈頭（丸）」的導引難度，因為發射後的「彈丸」在極音速下飛行，如何進行精確的末端導引，特別是遠距離射擊時是個難題。

由於中國聲稱已研製成功「砲口」初速達到1700公尺/秒的線圈電磁砲，未來美方是否可能重啟電磁砲研究，江炘杓研判，美方極有可能會重啟或變相部署。



反制極音速武器　戰力大幅提升

江炘杓強調，由於極音速武器的威脅日益嚴重，電磁砲是一種經濟有效的反極音速手段，其戰略價值較之前大幅提高。美國海軍可能會將研發重點從「全尺寸部署」轉向「關鍵技術突破」（如脈衝功率系統和砲管材料），或將其與雷射武器等其他導能武器（DEW）整合為多功能艦載電力武器系統。一旦電力系統問題能在新一代戰艦上（如取代勃克級的艦艇）得到解決，電磁砲的部署幾乎是必然的。

另外，由於美國總統川普也表示，將發展新型2萬噸的「黃金戰艦」，整合無人機等不對稱戰力，國防院國防戰略與資源研究所所長蘇紫雲也表示，「黃金戰艦」應該是新一代的「火力艦」，因此兼具經濟成本效益與攔截高超音速武器需求的電磁砲，一定會被採用，美國應會重啟研發電磁砲。



江炘杓也建議台灣對電磁砲技術進行科研與「可行性評估」，而非立即投入全系統研發部署。

首先是可行性評估的必要性，因為從技術儲備來說，台灣應至少跟進國際電磁武器發展趨勢，從事基礎物理、高壓電容、脈衝功率系統等關鍵技術的理論研究與儲備，以便未來若技術成熟、國際環境許可時能快速切入。

另一方面是「不對稱戰力」的考量，江炘杓分析，電磁砲的高射速、低成本攔截特性，對台灣需要面對大量飛彈與機艦威脅的防衛體系來說，理論上極具吸引力。



至於台灣電磁砲研發的挑戰，首先要面對巨大的技術與成本門檻，江炘杓指出，電磁砲需要龐大的電力系統、耐高溫高壓的砲管材料以及複雜的射控系統。這對臺灣的國防資源和工業基礎來說，是一項高風險與高成本的投資。

江炘杓建議，台灣的發展策略可先聚焦在「電能技術」，把科研重點放在脈衝功率、電容儲能以及新型高強度複合材料等基礎技術上，這些技術也能應用於雷射武器、先進電力推進系統等其他領域。

江炘杓強調，鑑於電磁砲高昂的成本與風險，若未來技術成熟，台灣優先考慮與盟友（如美國）合作或採購，會是更具效益的選項。