مساهمات المهندسين اليابانيين في الابتكارات في مجال التكنولوجيا العسكرية

مؤسسة الهندسة العسكرية الحديثة في اليابان

إن تحول اليابان من مجتمع فخري إلى قوة صناعية حديثة خلال عملية إعادة ميجي )١٨٦٨( يمثل أحد أكثر العمليات الهندسية شيوعا في التاريخ العسكري، وقبل هذه الفترة، كانت القدرات العسكرية لليابان مرتكزة على تقاليد ساموراي، مع السيوف والأقواس، ومضاهاة الأسلحة النارية التي لم تتغير منذ القرن السادس عشر، وقد اعترفت حكومة ميجي الجديدة بأن برنامج التحديث الصناعي والعسكري السريع يتوقف على التكييف التكنولوجي غير المسبوق.

وقد أرسل مهندسون وضباط يابانيون لدراسة التكنولوجيا العسكرية الأوروبية في بريطانيا وفرنسا وروسيا - وهي القوى العسكرية المهيمنة في الحقبة، وبدلا من أن ينسخوا التصميمات الأجنبية، وضع مهندسون يابانيون نهجا منهجيا لنقل التكنولوجيا ينطوي على الهندسة العكسية والاختبار الدقيق والتحسين المتكرر، كما أن مؤسسات مثل كلية الهندسة التابعة لجامعة طوكيو الإمبراطورية، المنشأة في عام 1877، وكلية حربية تحويل الأسلحة البحرية، التي أنشئت في 1888.

The طراز 38 بندقية آريساكاوقد صممها العقيد أريساكا ناريكيرا، وهو مثال على هذه الفلسفة الهندسية، وآلية عملها القوي، ونظام التغذية الموثوق به، وخراطيش فعال من عيار 6.5 ملم، جعلته قادرا على المنافسة مع التصميمات الأوروبية المعاصرة مثل المستعمل الألماني 98، والأهم من ذلك أن النوع 38 أظهر أن المهندسين اليابانيين يمكنهم أن يقيّموا بشكل منهجي التصميمات الأجنبية، وأن يحددوا معايير الأداء الرئيسية، وأن ينتجوا الأسلحة المثلى من أجل القدرات الصناعية المحلية ومتطلبات التشغيل.

المهندسة البحرية: الابتكار في أعالي البحار

The Engineering of the Yamato-Clas Battleships

تشييد ياماتو و Musashi وكانت السفن الحربية خلال الثلاثينات وأوائل الأربعينات تمثل بئر الهندسة البحرية اليابانية، وقد كانت هذه السفن التي تزيل أكثر من 000 72 طن محشوة بالكامل أكبر وأقوى سفن قتالية شيدتها على الإطلاق، وكانت التحديات الهندسية غير مسبوقة: فقد كانت هناك زلة كبيرة بما يكفي لاستيعاب هوامش السفن، حيث كانت ستزرع 46 سما (18.1 بوصة) من الأسلحة البحرية التي يمكن أن تجهز 460 1 كيلو مترا من طرازات الحرب على 42 كيلو مترا.

وقد وضع مهندسون يابانيون عدة حلول مبتكرة لفئة ياماتو، وقد شمل تصميم الهيكل لمحة عن الأمعاء المبلورة التي خفضت مقاومة الموجات وحسنت كفاءة الوقود في سمة عالية السرعة، وهي سمة لن تصبح معيارا في الهندسة البحرية لعقود، واستخدمت خطة الدروع ترتيبا فريدا من اللوحات المائلة التي تزيد من الحماية من قذائف الغوص والقنابل الجوية، وقد أدى كل نظام من نظم الذخيرة الرئيسية إلى زيادة الكمية، مما أدى إلى التأثير على تركيبة المتطورة.

Torpedo Technology: The Type 93 Long Lance

The النوع 93 " Long Lance " torpedo إن نظامها الثوري للإكسجين، الذي صمم مهندسين يابانيين في منطقة يوكوسكا البحرية، قد حل محل الهواء المضغوط بأكسجين نقي، وأزالة وعاء الفقاعة الذي خان التورب التقليدي، وقد تصل هذه المادة 93 إلى 40 كيلومتراً في 36 كيلومتراً مربعاً، أي ما يعادل أربعة أضعاف حجم السفن الأمريكية المشابهة التي تُعد 490 كيلومتراً.

وكان التحدي الهندسي المتمثل في تخزين الأكسجين النقي ومناولته في طوربيدو هائلا، وأكسجين رد فعل شديد، وهو يعرض مخاطر انفجار خطيرة، وقد وضع مهندسون يابانيون مواد تشحيم خاصة وختم ومنظمات ضغط تمنع الفشل الكارثي في الوقت الذي تحافظ فيه على الأداء، كما صمموا المركب بمحرك مدمج وكفوء يستخرج من خليط الوقود التابع للأكسجين.

شركة غواصة هندسة: من طراز I-400

The غواصة من الدرجة الأولى 400وقد برهنت هذه الغواصات التي بنيت من عام ١٩٤٣ إلى عام ١٩٤٥ على استعداد المهندسين اليابانيين لالتماس مفاهيم جذرية، وهى تزرع ٥٠٠ ٦ طن وترمي إلى حمل ثلاثة أطنان. Aichi M6A Seiran وتشمل الاحتياجات الهندسية تصميم هيكل ضغط كبير بما يكفي لاستيعاب الحظيرة، وتطوير نظم إطلاق الطائرات واستعادتها التي تعمل تحت الماء، وإدماج تخزين وقود الطائرات في نظم الدفع الغواصة.

وقد أثرت الهندسة التي أجريت على طراز I-400 على تصميم غواصة بعد الحرب، ولا سيما في مجالات بناء هيكل هيكل هيكل الكتل الضغطي الكبير الحجم والتكامل النظمي، وقد لاحظ المهندسون الأمريكيون الذين فحصوا السفن المأخوذة بعد الحرب جودة اللحام، وكفاءة نظام الباليه، والاستخدام المبتكر للمعاطف المطاطية للحد من التوقيع الصوتي، وستظهر هذه السمات في تصميمات الغواصات التاريخية في الولايات المتحدة، بما في ذلك السياقات الجديدة. 3 - قيادة التاريخ والتراث البحري تقدم وثائق واسعة النطاق.

شركة طيران هندسية: الأداء تحت بند Constraint

The Mitsubishi A6M Zero: Engineering for Range and Agility

كبير المهندسين جيرو هوريكوشي مصممة Mitsubishi A6M Zero تلبية متطلبات البحرية اليابانية الطموحة: مقاتل ناقل ذو نطاق استثنائي، ومناورة عالية، وتنافسية الأداء مع أي خصم أرضي، حقق الصفر هذه الأهداف من خلال التركيز بلا هوادة على خفض الوزن، وقام هوريكوشي وفريقه بوضع مسبار الجناح ذي قطعة واحدة يزيل المفاصل الثقيلة، باستخدام المحركات المتقدمة. Alclad وصممت سبائك الألمنيوم لتقليل سمك القذارة مع الحفاظ على السلامة الهيكلية، وصممت هيكلاً للزراعة يقلل وزنه إلى أدنى حد في كل نقطة.

وقد تم تداول المتاجر الهندسية التي قام بها المقاتلون الزيرو بحذر، وقد أتاح بناء الوزن الخفيف نطاق قتالي يزيد على ٨٠٠ كيلومتر - فار يتجاوز عدد المقاتلين المعاصرين مثل الطائرتين الأمريكيتين F4F Wildcat أو بريطانيا، وقد أدى التحميل المنخفض إلى عدم حدوث تحول استثنائي، مما مك َّن الطيارين اليابانيين من تجاوز المنافسين في مجال مكافحة حرائق الكلاب، غير أن هذه المزايا جاءت بتكلفة الحماية التجريبية، والقابلية للتشغيلية.

إنجازات هندسة الطائرات الملحوظة الأخرى

قام مهندسون يابانيون بتطوير عدة طائرات هامة أخرى خلال الحرب Kawanishi N1K-J Shidenوقد تطورت الطائرة التي صممها مهندس كونيهيرو أندو من طائرة عائمة إلى معترض أرضي يمكن أن يطابق مركب هيلكات الأمريكي F6F في الأداء، وقد أتاح نظام الشيدين المبتكر للتشغيل الآلي للطيران الحفاظ على المناورة في زوايا الهجوم العالية دون أن يكون له سمة مظلة قبل سنوات من وقته. Nakajima G8N Renzanمفجر ثقيل من أربعة محركات، استخدم الديناميكا الهوائية المتقدمة ومحركات قوية لتحقيق أداء مماثل للأداء الأمريكي B-29.

The Yokosuka MXY-7 Ohka إن هذا السلاح الصاروخي الكميكازي يحمل 200 1 كغم من الرؤوس الحربية في الأنف، ويدفعه ثلاثة صواريخ من الوقود الصلب، مما يعجله إلى سرعة أكثر من 600 ميل في أثناء الغوص النهائي، بينما كانت هندسة أوكا متطورة بشكل مفاجئ، مما يغذي البناء الخشبي على نحو يحفظ المواد الاستراتيجية، وهو نظام مبسط من أجهزة الصمامات المسيل للدموع، مصممة على نحو أفضل.

تطوير نظم القذائف والتوجيه

حقق مهندسون يابانيون تقدما كبيرا في تكنولوجيا التوجيه خلال الحرب. Ishikawajima K-1 Gyro compass وقدم مراجع موثوقة عناوين الملاحة الجوية في مسرح المحيط الهادئ الواسع، وقام مهندسون في معهد البحوث الجوية في جامعة طوكيو الامبراطورية باستحداث نظم للتشغيل الآلي المبكر لتثبيت الرحلات الجوية ووضعوا نظما توجيهية متحكمة بالإذاعة للقنابل. Igo-1A وقد استخدمت قذيفة جو - أرض، تم اختبارها ولكنها لم تنشر على نحو عملي، طيارا آليا من طراز gyroscopic للحفاظ على مسارها بعد إطلاقها، وقد أنشأت هذه البرامج التجريبية قاعدة معارف تدعم فيما بعد تطوير منظومات قذائف يابانية متطورة مثل النوع 80 من القذائف من الهواء إلى السفينة و النوع 91 من القذائف من الجو إلى الجو-

إعادة تحويل مسار العمل ونقل التكنولوجيا المدنية - العسكرية

وقد أدت هزيمة اليابان في عام ١٩٤٥ إلى تفكيك مجمعها العسكري الصناعي في ظل الاحتلال المتحالف، مما أدى إلى اضطرار آلاف المهندسين إلى إعادة توجيه خبرتهم نحو الصناعات المدنية، وقد كان لهذا الاعادة منافع غير متوقعة طويلة الأجل، وقد طبق المهندسون الذين صمموا هياكل الطائرات معارفهم على هندسة السيارات، مما أدى إلى ابتكارات في أساليب بناء وتجميع الوزن الخفيف.

وقد أدى اندلاع الحرب الكورية في عام ١٩٥٠ إلى حدوث تراجع سريع في القيود المفروضة على الاحتلال، وأصبحت اليابان قاعدة لوجستية حاسمة لقوات الأمم المتحدة، وأصدرت القوات العسكرية الأمريكية أوامر كبيرة مع المصنعين اليابانيين للمركبات والإلكترونيات وخدمات الصيانة، وهذا الطلب يعيد بناء القدرات الصناعية لليابان، ويوفر الأساس لقوات الدفاع الذاتي اليابانية التي أنشئت في عام ١٩٥٤. Mitsubishi Heavy Industries، Kawasaki Heavy Industriesو IHI Corporation استئناف إنتاج الدفاع تحت رقابة حكومية صارمة

The F-2 Fighter: Indigenous Engineering with International Collaboration

The Mitsubishi F-2 وينطوي برنامج المقاتل الذي تم تطويره في التسعينات على مشروع مشترك مع شركة لوكهيد مارتن على مساهمات هندسية يابانية في مجال الطيران الحديث، وفي حين أن الطائرة من طراز F-2 تشارك في تشكيلة الطائرات الأساسية مع الطائرة الأمريكية من طراز F-16، أدخل مهندسون يابانيون تعديلات واسعة النطاق حولت الطائرة، وأعيد تصميم الأجنحة بمجال أكبر ومواد مركبة متقدمة تقلل من وزن الرادار وزيادة القوام، وأدمجت هياكل مركبة متعاونة أدت إلى تحسين الحياة.

وكانت أهم مساهمة يابانية من الفئة واو-2 هي: جهاز راداري ياء/APG-1وقد استحدثت شركة ميتسوبيشي للكهرباء، وقد استخدم هذا الرادار، وهو أحد أول نظم الوكالة في أي محارب، مئات الوحدات الفردية للاستلام على أجهزة الإرسال، لتوجيه الشعاع إلكترونياً دون قطع متحركة، وقد وفر الفريق الاستشاري المشترك المعني بالعلماء - 1 مجالاً للكشف، ومقاومة للتشويش، وقدرة على تتبع أهداف متعددة في آن واحد، وهي الآن معايير للمقاتلين المتقدمين شبه العسكريين. Mitsubishi Electric defense Radio Page وتقدم مواصفات تقنية إضافية بشأن هذه النظم.

Submarine Lithium-Ion Battery Technology

ويظهر أسطول اليابان الحديث الغواصات التقاطع بين الهندسة المدنية والعسكرية. صف (سيريو) وخلفه صف تايغي الإدماج نظم بطارية الليثيوم -يون وهذه البطاريات توفر تحملا أطول بكثير من البطاريات التقليدية التي تستخدم الرصاص، مما يتيح إطالة الدوريات التي تقارب قدرات الغواصات النووية دون تكلفة وتعقيد الانطلاق النووي.

وتحتاج هندسة نظم البطاريات هذه إلى حل مشاكل السلامة الصعبة، حيث إن خلايا الليثيوم -يون عرضة للهرب الحراري إذا تعرضت للتلف أو الشحن غير السليم، وقد وضع مهندسون يابانيون من شركات مثل خ عيسا وتوشيبا نظما متقدمة لإدارة البطاريات ترصد كل خلية من الفول السوداني ودرجات الحرارة، وتمنع الظروف الخطرة، وتصمم عبوات البطاريات بنظم لقمع الحرائق وضائق قوية تتضمن أي فشل.

الهندسة الآلية والنظم غير المأهولة

وقد أرست القيادة العالمية لليابان في مجال الروبوتات المدنية أساسا قويا للنظم العسكرية غير المأهولة، وقد قام المهندسون اليابانيون بتكييف تكنولوجيا المناورة الصناعية، ومجسات التصورات، وخوارزميات التحكم في تطبيقات الدفاع بنتائج ملحوظة، وتقوم وزارة الدفاع اليابانية حاليا بتشغيل عدة طائرات استطلاعية ومراقبية، بما في ذلك الطائرات الآلية المشتركة بين الوكالات والمعنية بالتشغيل والشبكة. RQ-4 Global Hawk لمراقبة عالية المستوى و ScanEagle للاستطلاع التكتيكي، نظم السكان الأصليين مثل Q-300 “Hawk” وتوفر الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الدوارة للسفن البحرية القدرة على الاستهداف في الأفق.

كما استفاد الروبوتات الأرضية من الامتياز الهندسي الياباني. مركبة إزالة الألغام من النوع ١٠ تستخدم أجهزة الاستشعار المتقدمة والملاحة المستقلة لإزالة الألغام بأمان مع حماية المشغلين. UGV-100 وتؤثر المركبات الأرضية غير المأهولة في تصورات " ليدار " وتتبع نظماً واضحة للملاحة في التضاريس الخام حيث لا يمكن تشغيل المركبات المتحركة. " راء - ٤ " ويظهر النموذج الأولي للغاز الآلي الذي وضعته منظمة كوادا روبوتس قدرات مستقلة في مجال حمل الحمولة تقلل من العبء المادي على جنود المشاة، مما يزيد من استمرارهم في العمليات وفعاليتهم.

تحت الماء، اليابان تتفوق في تكنولوجيا ذاتية تحت الماء، مؤسسات بحثية مثل JAMSTEC وقد طورت طائرات بدون طيار لاستكشاف أعماق البحار مثل الطائرات العمودية كايكووقد تم تكييف هذه المركبات من أجل حرق الألغام البحرية، ورسم خرائط قاع البحار، ومراقبة المحيطات. " عطر " ويمكن أن تعمل سلسلة من الطائرات بدون طيار تحت الماء التي تستخدمها القوة اليابانية للدفاع عن النفس في البحر لفترات طويلة بأعماق تتجاوز 000 3 متر، مما يوفر قدرات استخبارات واستطلاع مستمرة تحت الماء.

تكنولوجيا التصريف والاستشعارات المتقدمة

Radar and Electronic Warfare Engineering

وقدم المهندسون اليابانيون مساهمات كبيرة في تكنولوجيا الرادار والحرب الإلكترونية. J/APG-2 (أ) رادار AESA، وهو تطور في النظام المتطور لـ F-2، يجهز مقاتلين من طراز F-15J ذوي قدرات حديثة للكشف والتتبع، ويوفر هذا الرادار نطاقاً معززاً، ومقاومة للتشويش، والقدرة على تتبع أهداف صغيرة في سلسلة ثقيلة، ويستخدم فريق J/APG-2 مواد موصلات نصف متطورة للشبكة في وحداتها الاستلامية، مما يوفر كفاءة أعلى في استخدام الطاقة وأداء أفضل من التصميمات القديمة.

نظم الحرب الإلكترونية البحرية التي طورتها NEC وتوفر الشركات اليابانية الأخرى حماية شاملة من القذائف المضادة للسفن. المعاملات المالية وتدمج مجموعة الحرب الإلكترونية، التي تم تركيبها على مدمرات الطائرات المجهزة بشبكة إيغس اليابانية، تدابير الدعم الإلكتروني لتحديد الإشارات وتحديد الاتجاه مع اتخاذ تدابير مضادة نشطة تُربك أجهزة الرادار المعادية وأجهزة البحث عن القذائف، وتعمل هذه النظم تلقائيا، وتكشف التهديدات، وتنشر التدابير المضادة بسرعة أكبر من قدرة المشغلين البشريين على إدارة ذلك.

أثاث وهندسة تصميم

وتوفر صناعة المواد المتقدمة في اليابان، ولا سيما في المركبات المحتوية على مركبات الكربون، القدرات الرئيسية لتكنولوجيا التسلل. Toray Industries تنتج مواد عالية الأداء للكربون - الفيرفوري تستخدم في أُطر الطائرات الخفية في جميع أنحاء العالم، وتوفر هذه المواد نسبا استثنائية من القوة إلى الوزن، مع تمكين الممتلكات الرادارية - غير المؤمنة من خلال السلوكيات الكهربائية الخاضعة للرقابة.

The Mitsubishi X-2 Shinshin وتقوم الطائرات التجريبية التي كانت تحلق قبل حلول عام 2016 باختبار مجموعة من التكنولوجيات الخفية لمقاتل من الشعوب الأصلية في المستقبل، وتشمل هذه التكنولوجيات طلاءات رادارية - مُخفِّض إمكانية الكشف عبر نطاقات الترددات المتعددة، وخليج الأسلحة الداخلية التي تزيل التوقيع الراداري للمخازن الخارجية، والألمات التي تُوجِّه الأشعة التي توفر المناورة دون أسطح مراقبة كبيرة تعكس إشارات رادارية. البرنامج العالمي لمكافحة الطيران- تعاون بين اليابان والمملكة المتحدة وإيطاليا لتطوير طائرة مقاتلة من الجيل السادس.

نظم الدفاع عن القذائف وتكنولوجيا الفضاء

وقد أدى دور اليابان في الدفاع عن القذائف التسيارية إلى وضع برامج هندسية متطورة، واشترك المهندسون اليابانيون من صناعات ميتسوبيشي الثقيلة وغيرها من الشركات في تطويرها SM-3 Block IIA معترضة مع (ريثيون) تقدم رأساً حربياً حركياً أكبر وتحسّن حساسية الملتمس مقارنة بالنسخ السابقة Aegis Ashore ويستخدم النظام الذي يتم نشره في موقعين في اليابان نفس التكنولوجيا في تشكيلة أرضية للدفاع عن القذائف الإقليمية. النظام الوطني لبابا نون - ٣ وتشتمل البطاريات التي تديرها وزارة الدفاع على ملتمسة وأجهزة إلكترونية للتوجيه تنتج اليابانية، مما يحسن الأداء في مواجهة التهديدات المتقدمة بالقذائف.

كما أحرز تقدم كبير في تطوير القذائف الجوية من أجل الجو للشعوب الأصلية. AAM-4 (Type 99) يوفر قدرات التعقب الراداري النشطة مقارنة بـ (AIM-120 AMRAAM) الأمريكي، بينما تقدم AAM-5 وتستخدم ملتمسا للتصوير تحت الحمراء مع تكنولوجيا كهرباء الدفع من أجل قدرة عالية على المشاركة في العمليات خارج نطاق البحر، وتتيح هذه القذائف للمقاتلين اليابانيين أن ينخرطوا في أهداف من أي جانب، مما يؤدي إلى تحسين فعالية القتال بشكل كبير.

ويوفر برنامج الفضاء الياباني قدرات عسكرية حاسمة من خلال تكنولوجيا السواتل. ساتلا جمع المعلومات وتوفر شركة ميتسوبيشي للكهرباء وشركة الكهرباء الوطنية صورة رادارية ذات فتحات بصرية عالية الاستبانة واصطناعية لعمليات الاستخبارات والمراقبة والاستطلاع. نظام كواسي - زينيث للسواتل (QZSS) ويعزز دقة النظام العالمي لتحديد المواقع في منطقة آسيا والمحيط الهادئ إلى الدقة على مستوى المقاس المركزي، مع ما يترتب على ذلك من آثار مباشرة على الذخائر الموجهة بدقة، وتنسيق حركة القوات، والملاحة البحرية. موقع رسمي للشبكة ويقدم معلومات تقنية مفصلة عن نظام تحديد المواقع هذا.

الهندسة السيبرية وأمن المعلومات

وقد عزز المهندسون اليابانيون أمن الفضاء الإلكتروني الوطني من خلال اتباع نهج مبتكرة في الدفاع عن الشبكات. قيادة سايبر اليابان تستخدم أدوات الشعوب الأصلية لكشف التهديدات والتصدي للحوادث ورصد الشبكات. Trend Microتقدم حلولاً أمنية للمؤسسة تستخدمها منظمات الدفاع في جميع أنحاء العالم الإطار المضمون للملوثات العضوية الثابتةويوفر هذا الإطار، الذي وضعه مهندسون يابانيون بالتعاون مع الباحثين الأكاديميين، بروتوكولات أمنية للأجهزة العسكرية المستقلة التي تعمل في بيئات الشبكات المتنازع عليها، ويكفل أن تكون المركبات غير المأهولة والمجسات ونظم الاتصالات قادرة على مقاومة القرصنة والحفاظ على السلامة التشغيلية حتى عندما تعطل وصلات القيادة.

مستقبل الهندسة العسكرية اليابانية

ويواصل المهندسون اليابانيون دفع حدود التكنولوجيا العسكرية من خلال مزيج من الابتكارات المحلية والتعاون الدولي. البرنامج العالمي لمكافحة الطيران ويمثل أكثر أشكال التعاون الهندسي طموحا في تاريخ اليابان بعد الحرب، حيث يجمع بين الخبرات اليابانية في مجال المواد والإلكترونيات المتقدمة والقدرات البريطانية والإيطالية في مجال تكامل النظم وتكنولوجيا المحركات، ويهدف البرنامج إلى إقامة محارب من الجيل السادس بحلول عام 2035، سيتضمن معلومات استخبارية اصطناعية لعمليات مستقلة، وتصميما متطورا للسرقة، وقدرات حربية مترابطة.

إن الثقافة الهندسية لليابان - التي تجسدها الاهتمام الدقيق بالتفاصيل، والتسوية المنهجية للمشاكل، والمزايا المستمرة للتحسين - التي تؤدي إلى تطوير تكنولوجيا الدفاع، ومن المراكب الحربية للبحرية الأمبراطورية إلى غواصات الليثيوم في القرن الحادي والعشرين، أثبت المهندسون اليابانيون قدرتهم على تكييف المفاهيم الأجنبية، وصقلها من خلال الحرف الصاروخية الصارمة، وإنتاج نظم مصممة على نحو أفضل بالنسبة لمسابقات تشغيلية محددة.