“綠色”裝備已成一種潮流

F/A-18戰斗機“綠色大黃蜂”,其使用生物燃料和常規燃料各占50%的混合燃料。

一直以來,傳統的大型裝備無一不是消耗巨大的“油老虎”,不僅使用成本高昂,還可能造成環境污染。但為了能夠最大程度提升裝備戰斗力,各國軍隊一直在“隱忍”。

然而,英國國防部近日卻宣布,他們將在3年內制成一種電動作戰車輛的樣車,為“綠色”坦克鋪平道路。英國陸軍司令表示,當前的軍用車輛可能是英軍最后一代依賴化石燃料的車輛。

科技日報記者了解到,所謂的“綠色”裝備實際上早已開始研究。早在2010年,就有媒體報道稱,美國軍方決定通過大幅削減化石燃料消費量和改善燃料能效來加速打造“綠色部隊”。

根本目的還是提升裝備性能

英國媒體透露,關于“綠色”坦克,其中的關鍵是要研究未來坦克和機器人車輛的電驅動系統。主持這項研究的科學家威廉·薩蒂說:“電動駕駛系統有可能大大提高我們作戰車輛的燃油效率,從而減少軍隊的碳排放……這項技術可能在演習和作戰中產生巨大的成本和環境效益。”

電動武器裝備已經有國家開始嘗試。

比如,著名的卡拉什尼科夫公司為俄軍研發了一款概念型電驅動摩托車,據稱續航里程可達150公里。美國國防高級研究計劃局也在推廣類似項目,其招標研發的“混合動力摩托車”可分別由電力和燃油驅動,專供特種部隊使用。這種摩托車在電力驅動下的動力輸出為40馬力,行進時噪音不會大于普通交談,便于執行潛入、運輸和偵察等特殊任務。

當然,“綠色”裝備不僅包括電驅動這一種技術模式。

遠望智庫特約研究員易方介紹:“化石燃料一度被認為是戰爭的‘血液’。根據美軍一項統計數據顯示,戰爭中運往前線的燃料和水就占據了所有物資70%—90%,可見解決燃料問題對戰爭的影響之大。當前,包括美軍在內的一些軍事強國,均推出了作戰能源戰略。因此,隨著生物能源、光伏能源、小型核能源等新能源技術以及蓄電池技術的發展,取消化石燃料被認為是未來軍事裝備的一次顛覆性變革。”

很多人關心,降低軍隊碳排放的意義到底有多重大?軍隊難道不應該以作戰效能為第一目標嗎?

“戰爭關系到國家的生死存亡和建設發展,戰爭打不贏,一切都是零。因此,對軍隊作戰而言,‘降低軍隊碳排放’只是一種說辭和掩飾,根本目的還是提高裝備的戰術性能,以提高打贏的可能性。”易方說。

未來或先采用混合動力設計

據報道,英國陸軍2018年對電動機器人車輛進行了試驗,這些車輛能完成傷員救治和彈藥補給等任務。但到目前為止,電池一直無法產生驅動重量超過60噸的主戰坦克所需的電力,因此其用途僅限于輕型車輛。

實際上,很多開電動汽車的人也有這種感覺——開起來都有點“肉肉”的,感覺馬力不夠強勁。

“英國所說的‘綠色’坦克可以定義為大大降低有毒物質和有害環境影響的新能源全電動或者混合動力坦克。”易方解釋道,“如果蓄電池技術真正取得突破,那么包括地面車輛、戰機、艦船、高超音速導彈等整個裝備平臺的動力系統將取得革命性突破。因為強勁的動力會大大簡化整個系統,并大大提升作戰的性能,比如車體結構更加簡單、低噪音、遠行程和大負載,但這并不容易做到。”

目前而言,武器裝備動力系統的發展趨勢主要是混合動力,也可以稱為‘原動力’,即自身攜帶動力源。它采用了發動機技術加高能蓄電池技術的組合體,通過可調節的能源分配方案,以提高裝備的作戰效能,特別是生物燃料技術的不斷突破,其混合動力系統也將會得到快速發展。

“當然,外源動力也是研究的趨勢和方向,比如光伏技術以及小型核能技術等,這依賴于蓄電池技術、有線/無線充電技術等方面的突破,這將可能是真正意義上的全電動裝備。”易方說。

那么,在技術尚未取得突破性進展的情況下,英軍這樣做是否屬于冒進呢?

易方認為:“英國此舉只是一種夸大的說辭而已,不管從消息本身還是英國裝甲車輛發展來看,這款未來坦克都是采用混合動力設計。英國公司的混合動力經驗來源于2007年對未來戰斗系統的計劃和2012年美英合作研制戰術裝甲偵察車計劃,因此在近幾年推出電動坦克有很大可能,只不過此次結合了光伏板以使用太陽能等再生能源。目前混合動力已經取得廣泛運用,如美軍的悍馬車、無人機、艦船、戰機等及日本的8X8輪步兵戰車、API潛艇等。2018年,DARPA還甚至投資開發了可驅動高超聲速的混合動力發動機。”

“綠色”裝備已成一種潮流

針對“綠色“坦克,易方指出:“電動坦克必然是近期發展的方向,在短期內就可能投入使用,不過目前主要采用混合動力系統解決方案,還做不到全電動模式。如果是單純的全電動坦克,與單純的燃油裝備相比,更多需要考慮的是技術的可靠性,畢竟燃油裝備已經是一項比較成熟可靠的技術裝備,而全電動力則需要在實踐中不斷檢驗才能更好發現問題。”

目前,“綠色”軍用裝備采用最多還是生物能源這一解決方案。

軍隊是美國最大的燃料消耗部門,占到美國官方年耗油量的90%以上。為節約能源和保護環境,美軍近年來開始了軍用生物燃料的研發工作。

2010年4月,使用生物燃料和常規燃料各50%的混合燃料的F/A-18戰斗機“綠色大黃蜂”在馬里蘭州空軍基地進行了首次飛行試驗。F/A-18生產商波音公司副總裁特納強調:“‘綠色大黃蜂’的飛行性能和保養管理與使用常規燃料時幾乎沒有變化。”時任美國總統奧巴馬則稱,研制生物燃料,戰斗機可減少對進口原油的依賴。

美國海軍計劃在2020年將使燃料中的替代能源比例升至50%。美海軍研發“生物柴油”,即從秸稈等植物性廢料中提煉燃油。美國海軍“大綠艦隊”首艦“斯托克代爾”號,是美海軍首艘采用替代能源的主戰艦艇,并以廢棄牛肉和牛油作為基礎生物燃料。

除了美國,其他國家也開始逐步采用生物燃料。2017年3月,一架瑞典的“鷹師”戰斗機首次完全使用了生物燃料進行試飛。

標簽: 電動   武器裝備   綠色能源  
來源:科技日報
編輯:GY653

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