智能化军事能源保障有啥特点

来源:中国军网-解放军报作者:周铭浩责任编辑:杨晓霖
2020-02-13 07:13

引言

未来智能化战争,作战方式、武器装备甚至战场环境都将发生根本性变化,特别是大量无人作战装备将逐步替代作战人员运用于广阔的战场空间,将对军事能源保障产生重大影响。未来智能化战争对能源的依赖性将有所增强,所需能源类型更为多样,需要通过不同类型能源间的互联互通、高效转化,逐步形成多能并用、智能调控的能源综合利用模式。

能源保障对象从有人装备向无人装备拓展

随着无人智能化作战装备的快速发展及逐步应用,特别是部分无人装备已实现小型化甚至微型化,将对军事能源保障提出更高的要求。一方面,需要提供更为持久的动力。传统的有人装备需要定期返回进行人员休整或更换,并借机进行油料或其他能源的补充。而无人装备往往需要持久应用于战场发挥作用,特别是高空无人侦察机、无人水下潜航器等侦察监视装备,更需要长期执行侦察警戒任务,对能源的持久性要求较高。另一方面,需要实现微型高能。现代化技术催生了微型无人装备。微型无人作战装备具备隐蔽性好、安全性高等优势,将在未来智能化战场发挥越来越重要的作用。但动力系统等比例缩小体积后,能否提供充足的能源供给,成为制约微型无人装备作战半径,甚至决定作战效能发挥的关键因素。比如,扑翼式微型无人机直径仅为5-10毫米,与苍蝇大小相同,由于体积极小需要专门的微型太阳能电池提供动力,这对能源保障提出很高要求。

能源保障功能从提供动力向提供火力拓展

未来智能化战场,新概念武器的大量应用在改变杀伤机理、增强毁伤能力甚至改变作战方式的同时,还将颠覆长期以来武器装备对弹药的依赖模式,通过将能源转化为光、电或动能等其他作用对敌进行打击,军事能源将在一定程度上代替弹药成为新概念武器实施杀伤的基础。当前,各军事强国都非常重视激光武器、电磁轨道炮、高功率微波武器等新概念武器的研发和应用。美陆军已完成加速高能激光器的演示验证,并计划在中型战术卡车中配备100千瓦级激光器,美海军则利用电磁轨道炮在航母上实现了实物弹射。未来智能化战场,军事能源在为装备提供动力的同时,还要为部分武器装备提供充足火力,对能源保障的需求量及保障要求都将有所提升,特别是激光、粒子束等新型作战装备需要能源系统在短时间提供巨大的脉冲功率,对军事能源保障在高效蓄能、短时释能等方面提出了更高的要求。

能源保障类型从传统能源向新型能源拓展

未来智能化作战样式将发生革命性变化,作战环境复杂多变,大量智能化新型作战装备广泛应用,以石油为主的传统能源受限于能量转化率偏低、易燃易爆等缺陷,难以适应未来智能化战争军事能源保障的多样化需求。美军研制的X-37B无人空天战机,配备涡轮喷气推进器、液体火箭推进器、冲压喷气推进器等多种动力设备,升空动力以液态氧作为燃料,在轨动力则由含锂离子的砷化镓太阳能电池提供,可实现数百天的持续空天飞行,且最快飞行速度能够达到25倍音速。美军已计划于2050年全面推广使用新能源,完成新旧能源的转换。可以预见,未来智能化战争军事能源的类型将大为拓展,太阳能、生物燃料、小型核堆、燃料电池等新型能源将在军事能源保障中发挥更为重要的作用。

能源保障储备向零散分布、柔性调整转变

未来智能化战场作战力量高度分散,大量无人智能化作战装备广泛分布于战场空间,传统的集中储备方式和相对固定的储备规模将难以适应,需要结合智能化作战军事能源保障需求的变化进行相应调整。一是储备方式由集中储备向零散分布转变。未来智能化战场空间将更为拓展,不同作战力量异地联动,“分布式杀伤”等作战概念逐步应用于战场,作战部队的分散部署将成为常态,传统的以油料为主的集中统一储备方式将逐步向多种能源并存的零散分布储备方式转变,以适应各级部队及不同类型装备的能源保障需求,提升能源保障的时效性。未来军事能源保障,借助智能指挥控制系统,能够对零散分布的化石燃料、生物燃料、太阳能充电站、电池板等多种类型的能源储备进行统筹管理和使用,便于广泛分布、灵活机动的作战装备进行能源补给,为实现高效及时的军事能源保障奠定基础。二是储备规模由固定标准向柔性调整转变。未来智能化战争军事能源储备规模将不再依照“一成不变”的储备标准,而是借助物联网、大数据等技术,利用智能系统依据受敌威胁程度及可能担负的能源保障任务,结合各类能源的预计需求量、使用时效性及周边获取能源的难易程度等因素,通过智能算法对每种能源在不同地理位置所需的储备数量进行科学计算,形成适应军事能源保障需求变化的动态柔性储备,确保军事能源储备规模适度、科学合理。

能源保障供应向就地取能、远程供能调整

油料作为传统军事能源的主要类型,在近几次局部战争中的消耗量均占后勤物资的70%以上,以后方前送为主的供应方式占用了大量的运力。即使是运输投送能力较强的美军,也逐步认识到随着作战区域的不断拓展,自身的油料运输能力已经饱和甚至开始下降,难以满足日益增长的油料运输需求。未来智能化战场能源运输压力将进一步增大,以后方前送为主的能源供应方式难以适应新的要求。一是借助周边环境,实现就地取能。随着能量转化技术的不断发展,未来智能化军事能源保障将更多利用战场周边的能量进行转化,通过高效利用太阳能、生物能源、垃圾发电等方式,增大前方作战部队从周边主动获取能源的能力,有效降低能源前送压力,同时提升战场能源保障持续性。美军通过应用单兵太阳能、动能汽车及垃圾发电机等技术装置,有效提高了部队从战场周边环境或营地周围采集各类能源的能力,大幅降低了前方部队的能源补充需求。二是依托技术发展,实现远程无线供能。随着无线充电等远程供能技术的不断发展,无线供能的距离逐步增大,传输效率显著提高。据悉,美国Powercast公司研制的无线充电器,可以实现在24米范围内同时为30台设备进行无线充电。随着电磁感应、磁耦合谐振等远程无线供能技术的不断突破和发展,未来将逐步实现远距离供电或其他类型能量的传输,作战装备只需进入能源补给点的无线供能范围内,不必与补给点设备直接接触即可实现能量自动补充,甚至能够在执行作战及运输任务途中借助周边能源补给点实现能量自动补给。

能源保障补给向感知反应、自主寻的拓展

未来智能化战场军事能源补给在时效性等方面的要求将显著提升,需要积极拓展军事能源补给方式,满足不同类型作战任务的军事能源补给需求。一是感知反应式能源补给。传统的能源补给方式,通常根据部队或作战装备提报的补给需求,组织相关力量实施补给。随着未来智能化战场作战节奏不断加快,传统的被动式能源补给方式将导致补给需求响应不及时等问题。未来智能化军事能源补给,借助广泛分布的各类智能传感器,实时监测各类作战装备能源消耗数据,通过智能系统主动感知能源补给需求,智能调控周边保障力量进行主动式能源配送补给,大幅提升战场军事能源补给的时效性。二是自主寻的式能源补给。未来智能化作战,大量无人作战装备在多维战场分散运用、快速机动,特别是对于数量庞大、种类繁多的小型、微型无人装备,传统的伴随补给、巡回补给等方式将难以适应。未来高度智能的能源补给控制系统,可根据不同作战装备的能源补给需求及周边补给力量分布情况,实施自主寻的式能源补给。当作战装备投入战场一段时间后,自身能源携带量低于某一阀值时,装备将主动发出自身位置信息及能源补给需求,由智能系统根据周边能源补给点的能源储备量及补给任务饱和程度,结合作战任务规划,远程引导无人作战装备前往合适的补给点进行自主能源补给。

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