防卫研究所-日军技术装备发源地(下)

本文为新能源情报分析网原创稿件,发布于2016年早些时候。

防卫省技术研究本部(以下简称防卫研究所)是日本防卫省(实际相当于国防部)下设的特殊机构,主要作用是用来完善日本海陆空军的现代化装备以及适应新时代的全新战术。在冷战结束后,随着中国人民解放军装备的提升、俄军在北方四岛的兵力布置的态势,转变新的战术思维,真正做到“装备与战术融合一体”的战力提升。

日本军队的防卫研究所自1952年8月作为保安厅技术研究所成立,到2015年已经整整63周年了。到现在为止已经为日军各作战部队提供了无数的先进装备。自创建以来,科技研究本部就对应着科技的发展,正确的把握着时代的走势来制造装备。通过孜孜不倦反复的钻研,不仅是在日本国内,即使在国外也受到了极高的评价。

现在,战斗车辆系统研究室,以CBRN对应远距离遥控工作车辆系统的研究为首,还从事着水陆两用汽车技术的研究和机动战斗车的技术开发。系统部的研究,是在于把多个技术的组成要素合并在一起创制出实际在部队中能够使用的设备。作为将信息与载具合装的部门,战斗车辆系统研究室,实际上是在借助包括三菱、丰田、五十铃等车厂成熟的载具,将自行研发的战斗功能模块相集成,并做好控制系统与硬件“无缝连接”的融合。

早在1980年代,日本陆军就在寻求研发一款较大尺寸的轮式装甲车,老牌日本军工企业小松制作所,获得日本防卫厅的研发和生产合同。1988年开始进行相关准备工作,1992年第一台试制车出台,直至1993年1月一共生产出4台样车。

三菱帕杰罗“73式”轻卡车总重1.94吨(未加武器)、长宽高为4140x1765x1970mm,标准载荷0.5吨,乘员2+4人,三门6座(最后第三排座椅为横向折叠设定,较前两排座椅尺寸较小)。前风窗框架可向前翻到(或拆除),车顶软棚以及前后车门上半部可拆卸,便于空投和空运。

包括丰田生产的“高机动车”、三菱生产的“13式轮式突击炮”、小松制作所生产“96式轮式装甲车”,都有这个机构的存在痕迹。

国方室长是日本陆军设施建设部队的军需品的研究主管。现在正在尽力研究的是IED应对处理系统。这个研究,是要与美军研究人员和战斗人员进行交流的。根据商讨来的信息促进研究的发展,所以一定需要一位具有敏感的国际风向走势,并且注意力高度集中的人去完成这项任务。参与的人员必须具备相当的综合能力进行客观的判断,在众多的情报碎片中拼接并最终整理出完整的情报,完成新装备的制造。

这个军需品建设部门,在战术上确实为日军提供了大量技术装备的预研支持、性能制定、并指导后续的研发部门进行实时(技术研发方向)的调整。在战略上,却是日本陆军军兵种级情报研究机构,通过与美军、德军、英军以及澳大利亚军队的情报合作,共享某些跨国合作的装备研发背景与技战术效能,为日军研发同类型或具备整体作战能力的装备进行把控。

在笔者看来,这家不起眼的研究机构,具备的“软杀伤力”较几个日军师团的“硬杀伤力”更大。利用自身在车辆、电子、加工等层面优势,“抄小路”获取盟国的技术整备情报,甚至通过日本驻中国外交机构以及合资或独资商(工)业机构隐藏的间谍,获取解放军装备情报,为日军现已装备的改进与后续装备的预研提供参考。

近日多家网站发布新闻:以日中友好交流团体为名的日本间谍阿尾博政被中国有关部门扣留。而这个老资格日本间谍已经通过在中国获取的情报为日本政府、外交、军事、经济部门提供150余篇汇总报告。其中大量篇幅涉及我陆海空天军兵种技术兵器的研发与使用。实际上,日军体系中的20余部情报机构,从1960年代(晚些时候)至1990年代中期,对中国情报战始终没有停止,甚至在改革开放之后,疯狂的用众多中日合资后日本独资厂商为掩护,对我国展开全向情报战。

作为研究对象的装轨车的动力源混合化为首,有关日军履带(轮式)装备将来的动力装置的研究在有条不紊的进行。新能源的有效利用,不论内外领域都是非常重要的技术,现在进行讨论的是在将来会有什么样的技术会运用到日军车辆动力的研究里。关于混合动力系统的研究已经成为了日美共同研究的课题。除了丰田、三菱、日产、五十铃等车厂的研究行为,美国也在举行此研究的研讨会议,对于日本来说,防御技术的国际共同研究是千载难寻的一次机会,与美军、包括通用在内众多车厂和研究机构互动交流新能源军用化技术。

实际上从1970年代,第一次能源危机爆发,日本丰田、三菱等车厂就着手开发替代石化的新能源技术。现在丰田普锐斯系(油电混动、插电式混合殴打哪里)以及燃料电池技术,已经以成熟的姿态搭载到整车中全球销售。而三菱停产帕杰罗用更具优势的电四驱和油电混合驱动技术车型替代,而这种基于帕杰罗的混动越野车将成为日本军队装备采用新能源技术的军用车。

2011年-2016年,日军已经着手开发插电、曾程、油电混动六轮驱动突击炮系统。利用丰田的电池、东芝的轮边电机、三菱的总装分系统研发而成。甚至采用油电混合驱动的履带式装甲测试车的三元锂动力电池密度接近400瓦时/公斤,纯电续航里程超过70公里。在新能源技术军用化方面,日军依赖丰田、三菱、日产等车厂的支持,走到了世界前列。

之所以日军极为看重与美军的全方向合作,不仅是政治需要更是出于实际技术获取的诉求。2015年,美军已经在阿富汗、伊拉克等反恐战场布置了油电混合驱动的装甲车。这款由通用提供动力电池以及控制系统、由TM4提供后轴间电机、柴油机前置的近乎于三菱帕杰罗与比亚迪唐的新能源军用装备获得美军的认可。

现在,通用已经将动力电池军用领域转换的使用经验,投入到民用市场。转为中国设计并生产的凯迪拉克PHEV的电池组件、控制系统(BMS)以及散热解决方案,就是源于新能源军用化的延续。

新能源军用化的研究已经在包括众多中国高校内展开,并将智能驾驶、无人控制、电驱动、油电混合多桥驱动相结合。从单纯的电驱动、换电式储能基站到轮边电机与多种结构动力电池的研发,解放军新能源装备的研发在某司的成熟的平台上展开。并将成为继美军、日军、德军之后率先突出多种模式的新能源军用装备系统。

从2008年开始关注新能源技术军用化的笔者,已经撰写过多篇介绍包括日军在内的多个国家新能源军用装备稿件,其中,比亚迪与长安以及北京理工大学,为研发新能源军用装备具备备实战化、常态化,做出了卓越贡献。

日军防卫研究所在有关舰艇在水中辐射噪音的降低的研究,主要致力于有关水中爆炸的抗震性的研究。水中爆炸的试验除了日本之外,也会前往美国军(民)用设施,协助美国的技术人员一起合作完成实验。即使是在结构和材料领域,对用材的强度也会被系统考虑到,所以以复合材料为首的,多样性的工作经验就在“构成和材料系统”的讨论中得到进化。

结构与材料的研究,直接让日本海军最新的苍龙级潜艇受益。曾经以防备苏联红海军为出发点的日本海军,将发展重点放在反潜与抗登陆上。随着军本军国主义势力抬头,中国综合国力的爆发(解放军海、空军战斗力的提升),日本海军装备的航空母舰、驱逐舰以及潜艇的作战效能甚至超过美国海军。

随着世界范围多起因石化资源展开的战争,以及中国南海与东南亚诸国引发的边境矛盾、与日本在钓鱼岛的领土争端,使得中国海军的发展呈井喷态势。日军利用一切机会寻求潜艇结构与材料层面的突破性成果。

水下声呐究室负责舰艇及有关音响器材水中声学测量分析,水中声波传播,信号处理方式的研究与开发。特别是信号处理的研究与开发,随时要与日本海军相关部门保持紧密且直接关系,即便在天气恶劣的海面上进行试验,也要坚持对完成每一项新技术的验证。

以反潜见长日本海军,在引进了美军P-3C系列反潜机,宙斯盾技术后,自行研发并装备了相关反潜雷达与反潜武器。现在,日海军的反潜战斗力仅次于美国海军。日海军反潜力量已经常态化对解放军海军进出宫古海峡以及在西太平洋航行时监控并收集相关情报。

此前,日本意图相澳大利亚海军推销苍龙级潜艇,作为交换日军购买澳大利亚生产的野狗2反恐安全车。作为美日澳同盟的危险信号,相互进行军贸交易也需要具备相当性能优势的产品支撑。日海军装备的苍龙级潜艇,因为低噪音、不依赖空气潜航并具备相当的反潜效能,成为最具进攻性的柴电潜艇。其搭载的ZQQ系列声呐以及支持系统(部分)由日军防卫技术研究研制。

通过舰艇的水下电位态势测量,可以获取不同材质的舰体结构件在不同海域不同密度以及不同形式强度下的状态。这种介于材料、海洋、气候以及军用层面的研究,对于制造潜艇与大型战斗舰的航速、始终静音、耐腐蚀效能至关重要。水下电位测量的目的是通过测量钢结构物不同部位的电位值,了解阴极保护系统的运行情况,从而评定结构的腐蚀状况、防腐系统的性能。

通过广泛且枯燥的实验,最终在数以万计的配方中,寻求在中国南海、东海、以及太平洋区域适航的海军用复合材料。根据舰船的吨位、技战术要求确定舰身材料的配方。为了舰艇可以在不同海区航行并降低自身声信号,还要对材料配方进行进一步调整。放宽的看,类似的对钢板防腐蚀的研究也应用在民用制造业中,尤其是汽车行业。

在距离东京往东约100km的地方,千叶县旭市额饭冈支所,是以专门研究電磁特性机构。作为日军唯一对隐形轰炸机(战斗机)评估技术的专业研究室在研究室,拥有极高的安宝防护级别。研究的成果已经应用在F-2型战机、F-15J系列技术验证机以及最新测试的X-2技术验证机(心神)。

年初进行了试飞的心神,在引进美军F-35短距垂直起降战机时,仍然被寄予厚望。这种研发源动力,已经脱离了单纯的通过换装装备提升日本空军的初衷。意图通过持续的研发与装备全新装备,提升日军技术开发的实力与技术储备。风神的试飞,融合了日本数百家跨行业的合作单位最新技术成果。包括发动机、减速机、电子、隐身和反隐身分系统,通过集成后验证这些技术成果的最真实状态以及改进潜力。

这家评估(研发)日军隐身技术的研究所,还在对解放军歼-20系列、歼-16系列、隐身轰炸机(研发中)的探测、引导与攻击雷达系统进行研发。毫无疑问,一旦中日爆发战争,类似的研究机构将会与丰田、日产、神户制钢所、尼康和东芝等极具战略潜力的公司进行彻底打击。

在雷达研究室,进行着下一代警戒管制雷达的研究等,有关新方式的雷达的研究。雷达与天线技术,信号处理技术,半导体技术等很多的专业技术有关的一切技术都是研究的对象。在前文就提及,日军装备的特点是引进+自研相结合,通过小批量引进成品,再根据自身(众多日本汽车、造船、航天、精密仪器、微电子)技术特点进行改进,最终成品甚至超过原型装备的作战效能。而日本的强项原本就在精密仪器和微电子上。其包括雷达在内的众多电子对抗类装备,无疑对解放军、俄军构成极大威胁。

支撑日本擅自推出与我领海领空重叠的防空识别圈相当因素,源于日军装备了众多自行研发的对空、对海扫描雷达以及电子战支援系统。

从2010年早些时候,日军技术防卫部,依托下属众多研究机构开发类神经式电传控制系统。这种智能与生物结合技术,可以对机翼出现故障等极端情况通过神经网络算法进行控制。

这种智能化控制策略已经脱离了单纯用计算机采集各种数据,形成一个样本,然后把这个样本和其他的样本进行对比,机器进行主动学习模式。

更主动、并预先获悉近20余种可能出现的结果,进行预先干预的控制策略,需要更多分系统支持协调运作。这其中就包括防卫研究所在隐身、雷达、电子方面的贡献。而这一全新的控制策略将会应用在心神战机甚至使用新能源驱动的无人驾驶战斗装备。

为日本空军隐形轰炸机项目,也是防卫研究所领一下重要项目。依赖来自卫星、P-3C、舰艇以及地面部队的支持,隐身轰炸机可以在距离攻击目标300公里外进行超视距攻击,更可以利用自身电磁电子系统进行隐身突防中国大陆东南沿海以及河北省腹地,遂行编队精准攻击战术。

未来日军个人单兵走战系统,似乎是太多国家正向研发的侧重点。包括外骨骼、信息终端、多口径枪支等装备综合研发方案,日军也在追求其列。原本就在微电子有着相当储备的日本,在通讯、信息、导航、观瞄系统小型化高性能化成绩显著。甚至其研发的通信系统以合作形式有摩托罗拉生产并装备美军。

以“降低队员的风险到最小化”这个为目的找寻追适合的系统的过程中,催生集侦查、攻击为一体的无人驾驶飞机。由此扩展成包括个人手持无人侦察系统、小型攻击侦查排爆机器人、不同吨级无人驾驶飞机多平台控制系统。

有不同吨级无人机构成的日军智能侦查打击平台,可以通过一台铃木吉姆尼越野车,搭载统一规格的控制系统,对超过6种型号(载荷、航程、功能)无人攻击机进行操控并实时回传视频、音频甚至电子侦察情报。而小巧且高通过性的吉姆尼越野车,则成为整套系统的核心载具。

作为世界上第一个也是唯一一个遭受核武器攻击的国家,日本从二战结束后允许再次拥有武装时,处心积虑的建设核电站,并研发核武器所需的所有技术。与此同时,对核防护技术和研究更走在各国前列。

CBRN评估系统的研究是可以开拓像气象学及环境工学,在日军技术研究本部里设立专门研究核防护的科室,将研发的装备与技术提供给日军诸多部队。甚至定期与美国的研究机构,或国内的研究机构共同研究进行项目合作。

日军技术防卫研究所在和升华侦测装置领域最新成果,就是6台以96式轮式装甲车为基础改型的核生化武器侦察车。

2011年,综合仿真系统的研究从日军技术防卫研究所的电子部门剥离,获得编制后进行独立研究。从电子沙盘、超精度模拟、VR虚拟演示甚至到为不同装备研发模拟训练器。作为一个全新研究项目,综合仿真系统的出现,可以降低培训周期和成本。在全新项目开发初期,有利于帮助设计人员直观且设身处地般的进行结构与策略的优化。

现在,民用VR虚拟现实技术已经商业化应用。实际上,在2013年军用VR虚拟现实技术就成为美军培训士兵的常用方法。日军在综合仿真技术研发上接住了民间科技力量,更多的应用领域在洲际导弹、多款技术验证机以及潜艇和航母等大型设备设计中。让设计人员和生产人员通过VR技术身临其境的熟悉操作流程。

其实,太多民用技术都是源于军用,经过必要的简化与降低成本流程,得到大规模商业推广。

「引擎高空性能试验装置」,是即使在地上也能够做出高空飞行的条件,是日军乃至众多与动力、航天、航海关联的行业自豪的最大规模的装置。为航空用喷射-引擎的发展提供了巨大的贡献。

在日本全境已经建设超过20座综合实试验场(军用、民用),其中包括陆上综合测试场、特殊项目试验场、动力驱动组件测试平台以及不同功能的专用测试场站。

下坡北试验场主要负责设计试验跟警报试验等的业务。下北试验场是面朝太平洋的宽阔的射击练习场。是日本唯一的多功能射击场,保有各种的试验设施,弹道雷达和高速摄影机等的高精度的试验评估用测量器材。

在这里可以进行多种火炮的弹道观测(威力)试验,静态爆破、发动机加速、12米落下和水井观测试验。

土浦试验场用于日军洲际导弹、运载火箭以及核武器运载集成试验,同时担负着多款在研的导弹发动机燃料燃烧测试。验证导弹发动机的性能,安全性,可靠性。到现在为止以“中距离空对空导弹(AAM-4)”为首,为各种火箭发动机进行了试验。

1990年到1997年,日本开展了“未来超音速反舰导弹”的先期技术论证工作,确定新型导弹采用整体式冲压发动机,此后在“超音速反舰导弹原型弹”项目下开始了整体式冲压发动机的研究,在日军技术研究所的土浦试验场进行了地面启动及燃料特性的试验,在札幌试验战场完成了高空模拟启动和飞行试验。

在日军防卫技术研所下属舰艇装备研所(位于川崎港附近)是开发电磁推进、全泵推进、以及众多军用舰艇技术的核心单位。包括日向号航母、最新金刚级驱逐舰以及亲潮号潜艇(苍龙级)的推进用螺旋桨(包括辅助泵体推进系统),由舰艇装备研究所提供技术支持。

航空装备研究所(新岛支所)不仅负责众多日海陆空军装备的导弹引导与扫描雷达的研发,更全程担负测试与数据监测职能。

航空装备研究所发展了利用接收到的雷达回波信号获取的目标的距离和角度信息,进行处理并成像的技术,有了这一技术,即使遇到隐形目标,也能通过对目标的成像而进行制导了。

作为研究中的一环,为在实际飞行环境下运用主动雷达目标进行成像测试,发展图像处理技术,并获得关于制导技术的相关数据,在2014年10月到11月间在新岛支所实施了发射试验,试验达到了预期目的。

日军将在对试验获取数据进行详细分析后,对这型技术的发展以及实用的可能性进行讨论。从发射图来看,试验使用了最新的AAM4B空空导弹作为试验弹,估计是直接利用了原弹的AESA导引头技术。

电子装备研究所(饭纲支所),主要研发方向是雷达侦测系统,尤其针对解放军装备和在研的隐身战机。

上图是不同的日军防卫技术研究所本部下属的不同研究所与测试厂位置分布信息。

笔者有话说:

直接为日军海陆空天各部队提供技术装备(研发)的防卫技术研究说(集团),已经具备对核武器、尖端雷达、航天动力、智能控制、新能源技术以及众多进攻性武器的原创研发能力。为了填充自身不具备的技术和学术空白,防卫技术研究所不间断的与日本国内各大院校、企业研发机构以及国外相关部门合作,甚至直接“收购”相关技术与团队。

包括日本东京工业大学等4所大学、理化学研究所、宇宙航空研究开发机构(JAXA)、松下等9家机构在2015年获得日本国防部认证的巨额研发经费。其研发成果将直接用于日军防卫技术研究所各项企划。

东京电机大学提交计划为,通过协控2架搭载雷达的无人机来提高检测移动目标的能力。松下提交的计划为,在海里向远离的对象送电旨在完善海底光纤通信质量与保密效能。间接提升海底无人机研发项目的进展等等。

相对丰田、三菱、富士重工以及川崎等传统汽车(舰船)制造大厂的日本军工背景,那些包括医疗、光学、电子、钢铁以及加工企业的军工背景并不为人所知。实际上,从二战之初,这些日本著名企业就围绕着发动侵华战争而紧密联系。现在,日本政府利用财阀之间的经济关联进行“政治可靠的控制”。利用技术分包与研发经费的划拨,来掌控各大车厂会社之间的技术和业务发展。通过合作研发技术装备常态化,来保持这种高度合作且通用的技术沟通能力。日军技术防卫技术研究所,最终为提升日本陆海空天军装备效能和对解放军作战优势而存在。

文/新能源情报分析网宋楠

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