混合動(dòng)力登上戰(zhàn)爭(zhēng)舞臺(tái)

如今，鑒于燃料能源供應(yīng)的緊張，許多國(guó)家開始研發(fā)混合動(dòng)力作戰(zhàn)平臺(tái)。2013年7月30日，俄羅斯軍事工業(yè)公司新聞秘書謝爾蓋·蘇沃羅夫表示，在BTR-90裝甲車基礎(chǔ)上研制了一輛使用混合燃料和電子傳動(dòng)帶的戰(zhàn)車。這是世界上第一款混合動(dòng)力裝甲戰(zhàn)車。

混合動(dòng)力戰(zhàn)機(jī)將飛翔空中

當(dāng)今，出于多種因素考慮，空中作戰(zhàn)平臺(tái)強(qiáng)調(diào)的規(guī)避雷達(dá)可能讓位于更加重視節(jié)能，這反過來會(huì)推動(dòng)新式武器和其他能力的開發(fā)。例如，美國(guó)空軍的F-22和F-35隱形戰(zhàn)斗機(jī)雖然發(fā)展已經(jīng)基本成熟，但是美國(guó)空軍還在著手研制下一代戰(zhàn)機(jī)，這種新型戰(zhàn)機(jī)稱為“多電飛機(jī)”。這種新型戰(zhàn)機(jī)可能代表著世界頭號(hào)空軍力量在戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)方面的新思路。

強(qiáng)調(diào)節(jié)能更甚于隱形的“多電飛機(jī)”是美軍未來戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)的另辟蹊徑。空軍研究實(shí)驗(yàn)室正在研制一種新型的飛機(jī)電氣基礎(chǔ)系統(tǒng)，在某種程度上仿效了民用混合動(dòng)力汽車的設(shè)計(jì)。裝有混合型電氣系統(tǒng)的飛機(jī)將不需要當(dāng)前飛機(jī)所使用的體積大、反應(yīng)遲鈍的液壓系統(tǒng)，而且可能更加高效。這一變化可能有助于空軍降低油耗。目前空軍一年的平均油耗為2 5億加侖（約合113.65億升）。而且，有了更多更好的電力，“多電飛機(jī)”就可以攜帶激光和微波武器以及更多強(qiáng)大的傳感器。此外，通過干擾或給敵方雷達(dá)加入軟件病毒，它有可能具備發(fā)動(dòng)“電子攻擊”的能力。為了給“多電飛機(jī)”的電氣系統(tǒng)提供動(dòng)力，空軍研究實(shí)驗(yàn)室正在研制一種新型的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。這種先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)是該新型戰(zhàn)斗機(jī)的另一個(gè)研究項(xiàng)目。

另外，美國(guó)還研發(fā)采用電力驅(qū)動(dòng)的超靜音無人機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)。無人機(jī)已經(jīng)成為軍事偵察任務(wù)的最有效工具，但有時(shí)其推進(jìn)系統(tǒng)的噪聲或紅外特征會(huì)使之暴露。2012年7月17日，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室代表美國(guó)情報(bào)先進(jìn)研究計(jì)劃局（IARPA）授予D-STAR工程公司一份價(jià)值480萬美元的合同，以開發(fā)一種靜音無人機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，可以安靜地利用汽油或柴油燃料發(fā)電，確保純電力驅(qū)動(dòng)的無人機(jī)安靜飛行。該項(xiàng)目旨在開發(fā)將先進(jìn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)相結(jié)合的燃料發(fā)電系統(tǒng)，以及采用電力推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)備。整個(gè)項(xiàng)目將持續(xù)到2016年。D-STAR工程公司將首先開發(fā)無人機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，結(jié)合一個(gè)汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和電池，類似于混合動(dòng)力汽車。該無人機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)不僅將幫助無人機(jī)完成大部分任務(wù)，也將發(fā)電并傳送到無人機(jī)電動(dòng)馬達(dá)，供無人機(jī)超靜音運(yùn)行。

其他國(guó)家和地區(qū)也開始研制混合動(dòng)力戰(zhàn)機(jī)，如中國(guó)臺(tái)灣已經(jīng)于2010年5月13日試飛了首架混合動(dòng)力無人飛機(jī)。由臺(tái)灣成功大學(xué)航天工程學(xué)系賴維祥教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“灰面鷲號(hào)”在屏東試飛，以時(shí)速80千米～100千米飛行，總航程距離約30千米，過程順利。這是亞洲首架具備高空酬載能力及長(zhǎng)滯空飛行系統(tǒng)的混合動(dòng)力無人飛機(jī)，未來可望運(yùn)用到軍事使用或救災(zāi)體系。“灰面鷲號(hào)”設(shè)計(jì)特色為翼展3.4米、總重可達(dá)30千克、4千瓦無刷馬達(dá)、以及1千瓦燃料電池與鋰電池混合動(dòng)力。目前其總重不到22千克，仍可再容納約8千克的鋰電池或氫氣燃料，未來還有相當(dāng)?shù)目蓴U(kuò)充空間。

“灰面鷲號(hào)”燃料電池與鋰電池混合，具有造價(jià)低（約節(jié)省3/4）、試驗(yàn)周期短、發(fā)射快速等優(yōu)點(diǎn)，且分辨率不低于衛(wèi)星；當(dāng)飛機(jī)起飛時(shí)，鋰電池出力比較大，升高后，燃料電池則可以自產(chǎn)氫，可以飛得更久。

混合動(dòng)力戰(zhàn)艦馳騁大海

其實(shí)，俄羅斯早在2007年就開始研制混合動(dòng)力潛艇，只不過它是集中柴油和核潛艇兩大優(yōu)勢(shì)的柴電-核能混合動(dòng)力潛艇。當(dāng)年9月12日俄羅斯就已經(jīng)秘密設(shè)計(jì)并制造出一種新型柴電-核能混合動(dòng)力潛艇，并成為俄羅斯新一代潛艇力量的組成部分。這種新型混合動(dòng)力潛艇技術(shù)足以打破傳統(tǒng)的常規(guī)潛艇與核潛艇的分界，其核心技術(shù)有可能是在柴電動(dòng)力潛艇上加裝微型核反應(yīng)堆，以延長(zhǎng)水下運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間。常規(guī)柴電潛艇的噪聲小于核潛艇，但苦于動(dòng)力不持久，每隔一段時(shí)間就要浮出水面進(jìn)行充電，因此各潛艇大國(guó)都在發(fā)展前沿的不依賴空氣推進(jìn)技術(shù)（AIP）。俄羅斯的新型潛艇如果研制成功，將兼具常規(guī)柴油潛艇的隱蔽性和核潛艇的持久性，作戰(zhàn)效果將十分驚人。還有一個(gè)好處是它比核潛艇造價(jià)更為低廉。然而在常規(guī)潛艇的總體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上加裝核反應(yīng)堆技術(shù)難度不小，必然要涉及反應(yīng)堆小型化等復(fù)雜的技術(shù)改造，甚至有可能面臨全新設(shè)計(jì)。

美國(guó)海軍未來的發(fā)展方向，是采用混合動(dòng)力系統(tǒng)的海軍戰(zhàn)艦，一部分采用電力，一部分采用燃?xì)猓康氖菧p輕海軍對(duì)于石油的依賴。2011年11月14日，已建成兩年的美海軍首艘混合動(dòng)力戰(zhàn)艦“馬金島”號(hào)兩棲攻擊艦駛出圣迭哥灣，開始服役。“馬金島”號(hào)是第一艘采用混合動(dòng)力系統(tǒng)的海軍戰(zhàn)艦，一部分采用電力，一部分采用燃?xì)狻Ｃ绹?guó)海軍還將對(duì)35艘“阿里·伯克”級(jí)驅(qū)逐艦進(jìn)行混合動(dòng)力系統(tǒng)改造，時(shí)間不晚于2016年。2011年8月，美國(guó)海軍部長(zhǎng)就曾表示，海軍打算將舊有的DDG-51驅(qū)逐艦改裝成混合動(dòng)力推進(jìn)方式，并在設(shè)計(jì)新的FlightIII型驅(qū)逐艦時(shí)也采用類似的推進(jìn)系統(tǒng)。

美國(guó)海軍造艦官員認(rèn)為，混合動(dòng)力在“馬金島”號(hào)和驅(qū)逐艦上應(yīng)用，標(biāo)志著向電力海軍邁出了第一步，為戰(zhàn)艦逐漸開始采用基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電力系統(tǒng)鋪平了道路。海軍電力船官員表示，民用領(lǐng)域已開始越來越依賴電力系統(tǒng)，包括混合動(dòng)力車乃至全電力車，這也將是海軍的發(fā)展方向。但全電戰(zhàn)艦需要對(duì)船型設(shè)計(jì)進(jìn)行大規(guī)模改動(dòng)，考慮到費(fèi)用問題，并不適用于在役艦船。作為國(guó)防部第二大礦物燃料消費(fèi)者，海軍于2009年開始設(shè)法減小其對(duì)石油的依賴。2011年11月，海軍還在圣地亞哥對(duì)一艘加注了海藻燃料的退役驅(qū)逐艦進(jìn)行了測(cè)試，經(jīng)過17個(gè)小時(shí)的航行軍艦抵達(dá)位于加利福尼亞南部懷尼米港。這是有史以來規(guī)模最大的一次替代燃料演示驗(yàn)證。

混合動(dòng)力戰(zhàn)車將奔馳陸地

現(xiàn)在許多汽車制造商開始轉(zhuǎn)向研發(fā)混合動(dòng)力汽車或全電動(dòng)汽車，美國(guó)軍方也似乎已經(jīng)決定轉(zhuǎn)向研發(fā)綠色燃料動(dòng)力汽車，以減少其對(duì)傳統(tǒng)燃料的依賴。目前，美軍正在研發(fā)兩種太陽能混合動(dòng)力悍馬車——FED Alpha和FED Bravo。FED Alpha將在后艙安裝一個(gè)太陽能電池板，為電氣系統(tǒng)供電。該車還將具有一個(gè)康明斯渦輪增壓4缸200馬力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、六速傳輸系統(tǒng)和低滾動(dòng)阻力輪胎。據(jù)美國(guó)陸軍坦克機(jī)動(dòng)車輛研究發(fā)展與工程中心說，依靠這些設(shè)備將節(jié)省燃料70%，并可提供與傳統(tǒng)悍馬相同的性能。

【責(zé)任編輯】林 京