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美华体会体育军作战能源战略及其实施特点

2023-10-28 20:58:22
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  能源是21世纪全球关注的重大领域之一,也是未来所有战争及非战争军事行动得以实施展开的前提和基础。美军针对能源严重制约其作战能力有效发挥的严峻现实,围绕改变能源战略理念,构建未来作战能源安全体系,在摆脱传统能源束缚,最终全面提升部队作战能力上取得了突破性进展。

  美国防部传统能源主要包括作战基地供电系统燃油、主战平台燃油和各类电池,使用量约占美整个联邦政府的80%。2011年,美军消耗了50亿加仑燃料,经费约150亿美元。与2000年前相比,增加了230%。

  为满足伊拉克和阿富汗前线财年,美军担负后勤补给任务的各类人员死伤3千余人。2010年,美军运输司令部组织实施的保障遭受了1100次攻击,而从前进作战基地至巡逻基地战术层级遭到的攻击更是难以统计。为降低人员伤亡,美军运输司令部被迫采用空运方式,但费用比地面输送高出10倍。

  美海军要常年使用15艘补给舰,为前方部署作战舰艇和航空兵部队运输6亿加仑燃料。而在阿富汗战场,美军50%的燃油是用来保障驻区部队的电力需要。尽管动员了国防后勤局及私人承包商全力以赴地输送燃油,但每月4000万加仑(18.2万立方米)的输送量也仅能满足最低需求,在战事紧张时各类电池的消耗更是无法预测,形成供给环节重大漏洞。

  最近10年,大量新型信息化装备配发部队,这使营以下作战部队能耗迅速增加。其中,海军陆战队一线分队各类无线通信和计算设备用电量增加250%~300%;在伊拉克和阿富汗执行巡逻任务的步兵每次要携带33节、重约5千克的电池,为通信和夜视设备供电,而近年来,电池携行量超过50节,重量增至9千克。

  作战过程中无处不在的能源压力使美军深刻认识到:在国家层面,能源对国家稳定和经济发展举足轻重;在战场层面,传统能源的不可再生性以及敌方在漫长补给线上发动的袭击,使美军燃料供给运输线极为脆弱,越靠近一线,能源运输的危险就越大。只要美军对能源的需求不减,能源运输的风险和代价就会继续增加,美军以传统燃油为主的能源战略面临着严峻而致命的挑战,目前的能源资源、使用模式与所期望的作战效能严重不符。

  美军认为,未来的作战对手绝不是只能发动小规模地面进攻的游击小组,而将是具有联合作战能力的强大力量。对手将配备精确制导武器,能随时发动地面、海上、空中、空间和网络电磁联合攻击,将会对美军保障基地、供给线和网络信息系统造成难以估量的破坏。美军认为,必须以全面、系统和长远的视角严肃细致地对待这一事关美武装力量作战能力和生存能力的重大问题。

  一直以来,美军首脑机关通常只把能源视为一般的后勤物资,而没有将其作为作战行动中的一个独立要素。为此,美国防部2010年《四年一度防务评审报告》首次强调了能源安全问题需要改革。6月,确定负责作战能源计划和项目的国防部副部长和参谋长联席会议主席共同领导美军能源转型,由1名助理国防部长具体组织作战能源战略和作战能源计划项目的实施,同时设立2个专职机构—主任办公室和协调办公室,并与美能源部就提高能源效率,加速新能源技术研发进行全面合作签署理解备忘录。

  2012年3月,在美国防部设立了由各军种部长、参谋长、作战部长和国防部相关部局负责人组成的国防作战能源委员会。强调统帅机构必须将传统的能源理念提升至作战能源高度,确立对能源的有效使用等同于提高战斗力的指导方针。把作战能源安全问题作为优先考虑事项纳入美军战略规划、法规政策、作战与保障方案。

  为推动能源保障变革,打破传统的单一汽柴油动力能源模式,最大程度应用再生能源和可替代能源。2011年6月,美国防部颁布首份《作战能源战略》,2012年3月出台了与作战能源战略配套的《作战能源战略实施计划》,确立了“减少作战能源需求;提供多元化能源供应;构建未来作战能源安全体系”三项基本目标及实现时间节点。

  在掌握作战能源消耗数据的基础上,围绕理念、组织、训练、管理、培训和装备等领域加大对新技术、新管理模式的应用,把有助于提高能效的手段综合用于应急作战基地的规划和管理。通过提高作战及训练中的能源使用效能,促进作战能源改革创新。计划到2020年将海上行动能耗降低15%,飞行能源利用率提高10%,地面战场能源利用率提高50%。

  美军在本土及海外的行动很大程度上依赖民用设施提供能源,这些设施易受各种干扰,特别是依靠民用电网的风险极大。天气、自然灾害、操作失误、设备故障以及网络攻击随时可成为美军能源供给的“七寸”,因此替代能源是美军未来的重要燃料来源。围绕提高固定军事设施作战能源安全性和鼓励促进替代燃料开发这2个阶段性目标,美国防部不断加大相关研发、测试和评估投入。加强替代能源的研发、测试、评估和战场配置,在任务区及其周边重点发展和应用太阳能、风能、各类废弃物的替代能源。

  美军现行编制、装备和部署特点决定了其对能源尤其是石油的依赖越来越大。在现役主战武器平台较长使用寿命基础上进行的革新只能降低统一能耗,而不能彻底改变消耗模式。随着车辆、舰船和航空兵出动率大幅增加、大批通信及电子信息设备的广泛部署使用,能源需求仍将继续快速增长。

  因此,美军在制定战略规划和装备开发部署时正全面考虑作战能源,将能源安全考量纳入作战需求和装备采购。围绕作战计划、人员训练、装备研制和装备管理等领域寻求全面解决方案,加强政府和私营企业在新能源开发方面的通力合作。

  根据国防部作战能源实施计划统一部署要求,美军按国防部和军兵种2个层级,在全军同时开展了多项作战能源技术研发项目。在经费保障上,美军2013~2017年度用于作战能源开发创新约90亿美元,其中2013财年计划投入16亿美元,而当年燃料采购费约163亿。

  负责作战能源计划项目的部长助理、负责研发与工程的部长助理和负责制造与工业基地策略的主任部长助理分别执行与作战能源有关的联合计划项目。主要包括:

  制冷设备研发创新/演示计划 美陆军通信电子研发工程中心、陆军研发试验室和海军研发办公室联合项目;

  海军远征技术转换计划 将海军先进能源研究项目局的加热制冷技术实用化,降低能耗20%~50%。

  应急作战先进高效方舱系统 以新型帐篷为基础的陆军和空军联合先进方舱开发项目。

  超能箱式居住单元设计开发 海军工程司令部牵头,非洲司令部参加的联合项目。

  降低作战能源消耗 太平洋战区司令部负责,海军陆战队太平洋试验中心和相关实验室参与的联合项目。

  持久自由作战地面行动能耗倡议 以远征作战中的阿富汗战场能源消耗为基础拟定定量使用基线并评估能源效能技术。

  前方作战基地废弃物能源转换 战略性环境研发项目,以创新技术减少电力设备的体积和重量,提高营级部队废弃物气化效能并与现有战术电机一并使用。

  联合能力技术演示 包括能源及电力独立自给系统以及陆军通信电子司令部人员参加的优先项目。

  快速反应部队特别项目 包括燃料电池、供电系统、阿富汗战场微电网、可替代能源和增能降耗技术。

  由负责永久性军事基地、能源和环境的陆军部长助理统管陆军作战能源事务。主管人员和职能机构包括陆军后勤主任、后勤创新局、陆军装备部研发工程司令部、训练与条令司令部和陆军工程司令部。其中,陆军装备部研发工程司令部负责电能和能源技术开发研制;训练与条令司令部负责提出能源需求;陆军工程司令部则负责美大陆及前方部署部队作战效能、能源及再生能源解决方案。

  美陆军能源安全战略目标的核心是降低能源消耗、提高作战平台和军事设施能源效率、加大再能和替代能源使用。计划5个大型基地2020年实现不依赖供电网、另外25处大型设施在2030年实现自我保障。

  为精确掌握作战地区燃料分发及消耗情况,美陆军在阿富汗部署的36处燃料系统供给点均配备了先进开发与战术燃料管理防御(TFMD)支持系统。这种工具可以全面掌握负责地域燃油消耗、储备和违章活动。所形成的精确数据对美陆军编制采购计划起到重大作用。目前,美陆军通过标准后勤信息系统可以对战术平台燃料消耗数据进行跟踪,由作战与支援管理信息系统汇总进行分析。

  根据伊拉克和阿富汗作战经验教训,美陆军提出了要建立一支“自给自足投送力量”的设想。要求部队部署展开后,完全不依赖后方燃油、电源和电池补给保障,只依靠本身的风能、太阳能和其他再生能源,形成燃料及电源自我保障能力。显著降低后勤运输压力及人员伤亡比例,使各部队成为具有独立作战能力的全球投送快速部署建制分队。

  围绕这一基本目标,2011年以来,美陆军通过野战通信演示和网络集成评估,先后组织第1装甲师第2旅等部队试用战场战术部队供电设备、高效微电网和可用人力携带的先进电源设备。美陆军计划在近期对以下项目给予重点关注:

  先进发电设备 采用可运式风能/太阳能技术,降低燃油消耗,满足战场战术分队高效微电网需求,最终取代低效率点状发电设备。

  主战装甲车辆 提高现役M1A1坦克和“布雷德利”装甲车燃油效能。加强新型车载通信系统、传感系统和网络系统供电能力。争取延长车辆寿命10年。

  基地营房能源效能改进项目 开发战术废旧物发电系统,为基地营房提供额外电力。研制可重复组装帐篷、方舱区域照明及太阳能光伏设备,实现平衡供电,降低前沿阵地能耗;改进帐篷支撑桩、帐篷遮阳物、发光二极管(LED)和微电网;改进水加热、冰箱、厨房和废水利用系统。燃油消耗减少50%、水资源消耗降低75%。

  航空模拟设备和旋转翼发动机 推广“阿帕奇”、“黑鹰”和“支奴干”直升机模拟设备。以新型发动机替换“阿帕奇”和“黑鹰”武装直升机现用T-700发动机,降低油耗25%。提高升限,增加负载,延长滞空时间,减少维护费用。

  负责永久性军事基地、能源和环境的海军部部长助理担任海军能源事务最高执行长官。对作战能源负有主要责任的包括海军作战部长、能源与环境部和海军能源协调办公室。

  美海军在2012年国防部绿色作战群(生物燃料和动力舰艇)演示的基础上,提出在2015年非作战舰艇油耗降低50%、在2016年启动“绿色舰队”计划;计划到2020年,海军和海军陆战队设施能源消耗的50%将自供自给;能源消耗比率中的50%将来自替代燃料。

  为保证计划执行的统一性和完整性,美海军部专门设立了执行指导委员会、海军能源协调办公室以及由战术项目、近岸项目等专业小组组成的特遣部队能源使用联合指导机构。将根据精确掌握作战能源消耗的要求,利用综合条件评估系统等自动测量工具,掌握并自动报告舰艇和其他装备的能源消耗数据。正在实施的项目包括:

  模拟设备升级改造 根据海军航空兵模拟设备主计划对F/A-18战斗机及电子战飞机、MH-60系列直升机和E-2C预警机模拟训练设备改造升级,减少实际飞行小时燃油消耗。

  拖车-环境控制单元-发电机综合项目 一种高机动多用途牵引车。以高品质,低能耗设备替代现役装备,支持高机动指挥控制系统、前方部署作战中心和其他机构。

  前方作战实验基地 海军研发试验室特设项目,研究内容包括小分队水净化、光电能源、方舱绝缘、照明、加热和制冷;野战条件下通信和电子设备供电,以及太阳能便携式备用通信能源系统。

  混华体会体育合电驱动项目 改造DDG-51级舰艇动力装置,以电推进方式提高燃油效能。正在实施的舰艇推进能源保护计划将为舰艇提供降低燃料消耗的操作技术,效率提高30%。

  能源存储及先进动力模式 与工业和政府机构合作开发小型、简单、大功率但费用低的动力系统。开发高速电机优化燃烧率汽轮机,满足先进传感器和未来武器系统需求。

  海军陆战队作战能源第一负责机构是远征能源办公室,直接向海军陆战队司令官助理报告。

  目前,远征能源办公室根据从阿富汗战场作战部队收集到的详细能源消耗数据,编制了初步作战能源消耗基线和海军陆战队空地特遣部队电力及能源模式。

  为适应远程应急作战需求,海军陆战队鼓励与海军和陆军联合进行作战能源发明创造活动。未来将重点关注太阳能便携替代通信能源系统、地面可再生远征能源系统、电力智能管理和无线电电源适配器。在机动电源、中型战术车辆更新、环境控制和野战医疗系列设备上加大投入。主要项目包括:

  步兵机动充电器和班电源网 开发轻型的海军陆战队便携系统,包括BB-2590、CR-123和为通用电池充电的多样化电源。

  方舱系列及方舱设备 减轻方舱重量,以高效照明灯光替代现用荧光照明系统,采用高能加热系统降低能耗。

  远征部队水供给系列系统设备 中、小型前沿作战基地水供给点在减少系统能源需求的同时,显著增加便携水供给设备处理量。

  燃料电池效能和便携式电源先进技术演示 包括小型电源(3kW-10kW)混合及微电网概念方案;JP-8替代物及废物发电转换技术、通信电子设备效能技术;先进车辆传动技术;混合动力在内的电力及推进技术。

  便携式电源及水净化技术 包括新型电池、电子化学超电容器、佩带式电源分发、动能及太阳能收集设备;小分队水净化技术、车辆燃料效能转换、车辆推进和车辆电池技术。

  一名副部长牵头空军作战能源事务。主管永久性军事基地、环境和后勤的部长助理负责能源项目开发及组织实施。

  美空军能源消耗包括飞行、永久性基地和车辆三个主要部分。2012年能源消耗费用达115亿美元,约占当年空军财政预算的10%。未来能源消耗压力将不断加大。

  为此,美空军以国防部能源发展战略为依据,提出增强对日常活动中能源消耗的敏感性;开发利用再生能源和替代能源的指导理念。计划到2015年航油消耗比2006财年降低10%、永久性基地能源消耗年降低3%和车辆能源消耗年降低2%,到2016年本土50%燃料供应来自新能源。其中,永久性基地将广泛应用太阳能、风能和垃圾掩埋燃气形成技术,计划至2016年形成650MW(兆瓦)、2020年形成1000 MW能力。

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