海灣戰爭電池緊俏
1991年,海灣戰爭美軍大獲全勝,但戰后總結時,戰爭中暴露的一些問題引起各方高度關注。盡管美軍后勤保障能力冠絕全球,戰爭中還是出現了物資短缺現象,缺油、缺水、缺彈是老生常談,如經過數天激戰,美軍第3機械化步兵師主戰坦克高爆彈告急;該師一天燃料消耗高達75萬加侖,美軍不得不布設一條長達100公里的臨時輸油管線喂飽“油老虎”。除此之外,還出現了一些新問題,如101空降師用于夜視鏡、GPS、無線電和其他裝備的AA堿性電池(5號)嚴重短缺,某營在“幫助”友軍修理悍馬車時,居然開出了500節電池的“戰地友情價”。當然,海灣戰爭美軍對電池需求量如此之大,缺少充電(鋰)電池也是重要原因,因為第一款商用的可充電鋰電池1991年才問世。
夜視鏡效果越好 耗電越多
如今,軍用電子設備越來越多,非30年前海灣戰爭時可比。在萬物互聯的當下,離開電子設備人就無所適從,這點從日漸膨脹的智能手機出貨量就能看出。包括通訊工具在內的電子設備對士兵非常重要,戰場上離開電子設備,就無法及時獲取戰場動態,無法獲得友軍支援,變成“聾子”和“瞎子”。電子設備離開電源就會變成廢銅爛鐵,設備電量耗盡和沒有無異,徒增負擔。有統計顯示,20世紀80年代,整個美國海軍陸戰隊戰場發電能力為65兆瓦,如今已超過300兆瓦,僅阿富汗戰場就需要65兆瓦的發電能力,這主要是因為無線電臺的數量增長了2.5倍,計算機的數量增長了3倍。
單兵負荷越來越高 電池占到20%以上
2006年,美國陸軍的一項調查顯示,為完成一項5天任務,美軍士兵平均消耗88節5號電池,主要用于武器瞄準具、夜視裝備、導航裝備、個人電臺,一個步兵營每年在電池上的支出超過15萬美元。同樣是2006年,在阿富汗“美杜莎”行動中,加拿大陸軍一個步兵連2周就消耗了1.75萬節電池;1個步兵排(33人)執行48小時(2天)巡邏任務,平均每人電池負載為3.76千克,一個排攜帶電池總量超過124千克,其中近一半是通訊設備所用。到了2011年,美國防部報告顯示美軍士兵執行72小時(3天)巡邏任務,平均每人攜帶33節電池,總重量超過4.5千克;2012年,人均攜帶電池數量增長到50節,重量近8千克。
標槍反坦克導彈CLU上豎長條為制冷設備
需要電能的武器裝備無處不在
武器裝備涉及的電子設備功率不同,小型電器可安裝或內置鋰電池、堿性電池,大型裝備要集成發電機組或連接外接電源。也許上述電池消耗的數字讓您吃驚,但真要盤點一下需要電源的裝備,或許您就能理解。篇幅有限,小編只舉幾個例子。
1.標槍反坦克導彈
真實的單兵便攜反坦克導彈遠沒有游戲中那么瀟灑。以美國標槍反坦克導彈為例,標槍是洛馬與雷神共同研制的第四代單兵反坦克導彈,具備發射后不管能力,1996年裝備美軍。標槍反坦克導彈全重22.5千克,其中導彈重11.8千克,除導彈外,還有CLU(Command Launch Unit,發射器的觀瞄和火控單元)和BCU(Battery Coolant Unit,導彈的電源和導引頭冷卻裝置),他們重量和導彈差不多。發射標槍導彈時,可用CLU中的熱成像通道,但必須提前通電制冷30秒(有反映稱在阿富汗地區需2分鐘),將熱像儀降低到合適溫度。CLU底部有電池室,戰時一般安裝非充電的BA-5590電池。
背帶壓著的長方形外接模塊為一次性BCU
BCU是安裝在導彈發射管上安裝的獨立部件,由電池部分和壓縮氣體冷卻劑部分組成,發射前也要提前打開,將導引頭冷卻到最佳工作溫度。BCU是一次性用品,只能工作4分鐘,開機4分鐘后未能鎖定目標,要么停止發射,要么更換新的BCU。由于戰機把握存在不確定性,戰時往往攜帶數塊甚至10多塊。紅箭12反坦克導彈一樣需要攜帶很多備用電池,便攜式反坦克導彈并不那么“便攜”。
二戰夜視裝備 電池體積巨大 如今雖已小巧不少仍是負擔
攜帶大量備用電池的情況還出現在夜視裝備、無人機上。夜視裝備誕生于二戰時期(德國黑科技),德國發明了“吸血鬼”夜視突擊步槍,由一臺電池供電的紅外探照燈和瞄準鏡組成;美國也據此研發了M3夜視卡賓槍,但兩國均沒有大量裝備,主要原因就是電池難以小型化,性能也一般。今天的夜視設備同樣依賴電池,穩妥起見,士兵肯定會攜帶一些備用電池,有時候還將其作為夜視鏡的配重安裝在頭盔上。無人機使用鋰電動力,通常情況下,一塊電池只能支撐半個小時,電池數量要根據任務來確定。
框中為臺風戰斗機的APU
2.戰斗機
飛機發電的方式和汽車類似,只不過中間多了一個步驟。先用電源啟動APU,再由APU啟動主發動機,發動機帶動發電機發電。APU的全稱是Auxiliary Power Unit,輔助動力裝置,它為地面上主發動機未啟動的飛機提供電源,支持電子設備、空調系統運轉,提供壓縮空氣供發動機啟動。客機APU一般裝在機尾尾椎內,我們熟悉的“法棍”空客A340因發動機較小,被戲稱為5APU。不僅客機,戰斗機同樣裝有APU,臺風戰斗機側面熏黑的小洞就是APU的排氣口,為了增加設備壽命,降低燃料消耗,戰斗機在地面也使用電源車供電,用于啟動發動機、照明和空調。
綜合后勤車輛 自備發電機組
除此之外,無線電、GPS、火箭和導彈制導系統、智能彈藥、魚雷、地雷、聲納浮標、火炮引信、主動誘餌系統、彈道修正附加套件、近炸引信或彈藥傳感器都需要供電。那些電磁炮、電磁彈射、激光武器等新式裝備更不用提,人家從設計之初就拋棄了傳統思路,直接利用電能,當然對能量密度要求非常高,供電系統是武器的核心組成部分。
BLU-114/B石墨炸彈
戰場供電存隱患,訓練強制斷電逼著官兵想辦法
正是因為軍事行動、武器裝備對電力高度依賴,摧毀敵方供電設施也成為削弱對方戰斗力的主要手段之一。石墨炸彈又稱“電力殺手”,海灣戰爭首次登場便摧毀了伊拉克85%的供電系統;1999年,北約空襲南聯盟,使用F-117A隱形戰斗機投擲BLU-114/B石墨炸彈,僅一天就讓南聯盟全國70%地區停電。石墨炸彈原理并不復雜,但對精度要求較高,破壞性極大。炸彈內部裝有100-200個易拉罐大小的容器,容器釋放后打開頂部的小降落傘,減速下降并保持垂直。
純碳纖維絲搭載在電線上導致短路
容器內裝有大量純碳纖維絲(膜),底部炸開后纖維絲飄散開來,接觸電網時造成短路,同時還會受熱汽化或產生電弧,使石墨纖維涂覆在電力設備上,破壞絕緣性能。由此可見,供電設施是戰時襲擊的重點目標,易于破壞難以修復。一旦電網中斷,軍隊用電必須自給。我軍在演習中也注意到戰場供電存在隱患,媒體就曾報道,中部某訓練基地就模擬真實戰場環境,增加了指揮所突然停電科目,逼著參演部隊啟用發電車,提高自我保障能力。
Ba5590軍用鋰電池