音信化沙场上相互涌现的先进武备,中黄炎子孙民共和国军网香江三月二日电

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展会开幕式 伍行健 摄

  制图:刘程

中国军网北京6月22日电六月的北京,第七届中国国防信息化装备与技术博览会在北京中国国际展览中心盛大开幕。本次展会由产品展示和高峰论坛两部分组成,分布在七个展馆中的近六百余家参展商为观众带来了涉及航空、航天、兵器、船舶、光电、通信、元器件等领域的数千件展品。笔者在此将展览的内容进行浓缩,带领大家粗略了解我国信息化装备的发展现状和军民融合领域的最新成果。

  信息化条件下的高技术战争,士兵除携带武器弹药外,还将配备头盔显示器、激光测距仪、卫星定位终端以及高性能作战计算机等,这些设备每时每刻都需要充足的电量供应。美国陆军曾预测,未来单兵装备的平均耗电功率将达到100瓦,传统的干电池、蓄电池等早已“不堪重负”。

综合指挥系统演示 伍行健 摄

  日前,在美国能源部耗资3400万美元资助的科技创新项目中,就包括4个与燃料电池高度相关的项目。连宝马等汽车公司都在跃跃欲试,将在2020年后正式发行搭载燃料电池的汽车。

智慧党建系统演示 伍行健 摄

  燃料电池是一种直接把化学能转化为电能的装置,不仅不需要反复充电,还更加清洁高效。事实上,燃料电池正在成为军用电源领域的“明日之星”,将在未来战场发挥重要作用。

展会现场,蓝信以模拟联合救灾视频展示蓝信移动工作平台在应急指挥中所具备的一键建群、快速部署、协同配合和位置共享等功能。蓝信展出了国防现代化、国防安全、应急指挥、智慧党建和从严治军五大方面针对性的国防现代化建设解决方案。特别是蓝信专属化服务在智慧党建中发挥了重要作用,借助蓝信APP,部队能够实现基于互联网的党风建设、文化宣传及技能培训。解放军报蓝信订阅号被战士们称为指尖上的“思想风暴”,战士们都能从中获取高品质的军事资讯。

  随身携带的“发电厂”

光学监视设备 伍行健 摄

  打赢未来信息化战争,需要高效可靠的“能量源”。近年来,信息化战场上竞相涌现的先进武器装备,对战场电力供应提出了新的更高要求。以美国为首的西方国家尤其重视燃料电池技术发展,从为单兵装备供电,到电推动军用卡车,更甚至是驱动无人航潜器和无人机,处处可见燃料电池的身影。

手持式侦察设备 伍行健 摄

  说起燃料电池中的“燃料”,当然不同于生活中常见的煤、油、天然气等传统燃料。我们都知道,让强大的电流从水中经过,水便会分解为氢和氧。燃料电池的原理正好与此过程相反,是通过特殊装置使氢和氧作为“燃料”发生反应,最终产生电能。因此,与干电池、蓄电池等储能装置在需要时才把储存的电能释放出来不同,燃料电池更像是一座把化学能直接转化成电能的“发电厂”。这也难怪燃料电池被认为是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。

小到手持式夜视望远镜,大到可以安装在边防哨所上的远距离监控站,多家公司推出了几十种用途不同的光电设备。这些设备有的能帮助侦察兵看穿敌人的迷彩和伪装,将目标从自然界中找出来;有的能在漫天飞雪的国境线上24小时值守,边防战士只需要在温暖的哨所里遥控热像仪,就能从几公里的距离上捕捉到非法越境人员的“热量”行踪。

  对于燃料电池而言,只要含有氢原子的物质就可以作为燃料。这就大大增加了“燃料”的来源范围,使燃料电池成为军用电源装备领域的“红人”。燃料电池投入军事应用,还有许多“先天性优势”。燃料电池在使用时能量转换效率高、系统反应快、运行可靠性强、维护方便。与其他电池相比,燃料电池的发电效率可以达到85%-90%。由于燃料电池的内部结构相对简单,工作时噪声很低,散热量和红外辐射较少。

加固式作战指挥终端 伍行健 摄

  近年来,包括美国国防部、美国陆军研究实验室、美国海军研究实验室等,都高度重视并全程参与了燃料电池的研发过程。从制订研制计划、明确技术指标,到研制后续环节安排部队进行试验,再到相关产品投入战场进行实战检验,燃料电池的研制都离不开美国军方的倾力支持。美国很多燃料电池产品的研发经历十几年时间,也与美国军方坚持将最新技术加以应用的决心不无关联。

必威betway官方网站,军用加固式计算机在合起来的时候像是个平淡无奇的铁皮盒子,打开后却变出了屏幕和键盘。这种按照军标制造的计算机具有“防水、防尘、防震”的三防功能,能在恶劣的环境下正常工作。借助军用计算机这一平台,可以衍生出加固式平板电脑、加固式无人机操纵台、战场会议设备、战场监视器、作战指挥终端等应用形式。

  “上天下海”无所不能

微小型水下潜航器 伍行健 摄

  未来的燃料电池,将越来越轻型便携,并朝着移动式电池供电系统方向加速发展,必将成为信息化战场当之无愧的“能量源”。

微小型水下潜航器是是一种无人驾驶的遥控或自动控制的水下载具,主要遂行深海探测、救生、排雷、反渗透等高危险性水下作业。与潜艇相比,它有许多优势:作为一种无人作战平台,水下潜航器可以有效降低战争的伤亡;由于不需要载人,传统潜艇上的生命维持设备也不需要出现在潜航器上,故可达到减轻重量和增加可靠性的目的;潜航器多具有小型化、电力推进、非金属材料构成等特点,它的隐身性能大大高于传统潜艇。可以预见在不久的将来,水下无人潜航器必将在未来战争中发挥巨大作用,并将深切地改变未来海洋作战的具体模式。

  燃料电池除可作为海面舰艇的辅助动力源外,还能为无人潜航器和潜艇提供驱动动力。美国海军已经完成了用作船用电网和推进系统的燃料电池系统研发,目前正逐步尝试将燃料电池用于驱逐舰。早在2005年,德国就试航了第一艘现代化的燃料电池潜艇。2016年获得澳大利亚海军潜艇项目大单的“梭鱼”级潜艇,也装备了由法国研制的燃料电池系统。2017年,美国国防部批准600万美元经费,专门用于研发无人潜航器的静音推进系统,或将采用由美国陆军研究实验室研制的燃料电池供电推进系统。此外,美国海军研究实验室还与通用汽车公司合作,正在致力于将车用燃料电池移植到下一代无人潜航器中,以大力提升无人潜航器的航程和持久力。

头戴式双目夜视仪 伍行健 摄

  燃料电池也将助力飞行器展翅高飞。现有的无人机电池主要为锂离子电池,供电缺口较大,尤其需要研制供电时间更长、更安全可靠的供电系统。加拿大巴拉德公司为美军战术无人机研制了氢燃料电池,具有适应能力强、安全可靠、重量轻等特点,目前已经在洛克希德·马丁公司的系列产品中得到应用。美国国家航空航天局研制的使用燃料电池推进的太阳能无人机,一度创造出3.2万米的世界飞行高度纪录。目前,美国国防部正致力于使用燃料电池动力装置的长航时无人机项目,将尽快装备美军各军兵种。

结语:随着军民融合战略的推进,越来越多的企业加入了国防建设的队伍中,大批量的创新型和高技术型装备被研究、生产和装备。在这次国防信息化展上展出的一部分产品都达到了世界一流水平,部分企业甚至实现了百分之百的国产化率,从而摆脱了来自外国的技术限制。技术创新不是一蹴而就的事情,只有脚踏实地的进行研发,才能真正实现追赶和超越。

  早在20世纪60年代,由于载人航天器对特殊性能电池的迫切需求,美国曾研制出氢燃料电池。此后往返于太空和地球之间的“阿波罗”系列飞船,就专门安装这种体积小、容量大的供电系统。此外,美国通用汽车公司也在持续挖掘燃料电池在陆上军事应用中的潜力,已经推出使用氢燃料电池的“通用静音多功能电动平台”计划。该平台理论续航里程超过460千米,越野能力较强,还具备运送集装箱、作战方舱和医疗方舱等能力。

武装装甲越野车 伍行健 摄

  战场应用驶入“快车道”

高大威猛的装甲越野车顶安装有由装甲板焊接而成的开放式炮塔。这种轮式车辆在搭载了大口径机枪后可以有效完成治安巡逻、战场侦察和火力支援等作战任务。相比一般的军用越野车,装甲越野车防护性好,能有效降低人员和装备损失的几率。相比履带式侦察车,轮式车辆成本低、行动时安静、战车可维护性好、公路速度快、续航里程长,具有其独特的优势。

  随着战场军用电源系统要求的不断提升,燃料电池不仅为各类武器装备提供了强劲的供电能力、低热辐射和电磁辐射的使用环境,还具有高效、清洁、经济以及安全等优点,正逐步打开军事领域应用的大门。

倾转旋翼无人机 伍行健 摄

  现有的单兵可穿戴系统,士兵们背负的作战装备往往令人不堪重负。美国陆军目前正在尝试使用燃料电池取代传统锂离子电池,将减少约50%的负荷。美国陆军通信与电子研发和工程中心,同通用汽车公司合作,已经推出了一款用于单兵可穿戴设备的新型氢燃料电池系统。美军目前装备的军用燃料电池,尺寸与传统的一次性小型电池相同,输出的电流量却提高了1倍。韩国三星公司研发的单兵燃料电池系统,一次产生的电量高达1.8千瓦时,可满足士兵连续执行72小时任务需求。德国SFC公司研制的燃料电池系统,已经交付英国、挪威、比利时和荷兰等多国军队使用。

倾转旋翼无人机是将两种成熟的技术相结合,从而生成的一种创新型装备。同时具有固定翼无人机飞行速度快和作战半径大等优势,还能像多旋翼无人机一样垂直起降,对起降场地要求小。

  燃料电池系统的出现,对武器装备性能的提升也大有裨益。美军在燃料电池研发过程中遵循的“先易后难、先小后大”原则,不仅推动了燃料电池从单兵装备和野战携行电源,到无人机、无人潜航器以及作战车辆动力系统的升级,也在逐步积累技术和经验的过程中,为今后装备燃料电池武器装备性能的提升奠定了基础。野战条件下夜间作战时,对武器装备的隐蔽性要求极高,普通车辆发动机产生的热能会直接暴露于红外夜视仪中。对此,美国陆军与通用汽车公司联合研制出使用氢燃料电池驱动的轻型作战卡车,噪声水平明显降低,热能排放也非常少,极大地提高了战场生存能力。由于燃料电池反应后副产物是水,该型作战卡车还能为士兵进行战场供水。

单兵手持式反无人机系统 伍行健 摄

  目前,阻碍燃料电池实用化的主要问题,在于燃料电池的环境适用性、使用寿命和经济成本。近年来,尽管燃料电池的使用寿命有所提升,但绝大多数仅维持在2200小时左右,与实用化5000小时的目标寿命还有不小差距。同时,燃料电池的生产和使用成本比较高,人们试图通过使用廉价替代材料、改进制备工艺、加速批量化生产等方式,使燃料电池的军事应用走上“快车道”。(李东海
许妍敏)

单兵手持式反无人机系统外形酷似一支科幻电影中的枪械,但它实际上并不依靠发射子弹作战,而是使用无线电干扰机来控制和迫降无人机。这种武器系统使用方便、反应速度快,相比传统的防空武器,成本更低且持续作战时间更长,能有效克制现代战场上越来越多的微小型无人机的威胁。

  

作者: 编辑:段莹

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