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美俄军队叙利亚战争能源保障分析
叙利亚战争发展历程

由于叙利亚内部宗教对立、政治混乱及其引发的民生问题,引发叙利亚政府反对势力的示威活动。2011年3月示威活动升级,反政府示威活动演变成了武装冲突,开启叙利亚战争的序幕。

叙利亚战争从2011年3月开始,至今以持续7年之久。自叙利亚危机爆发后,在各方大国势力的干预下,叙利亚局势从示威游行到武装冲突,最终形成叙政府军、反对派武装、极端组织武装等多方混战的局面。

叙利亚地处中东,邻国政治情况复杂、地缘关系纷乱。在此环境下,叙利亚政府长期坚持亲俄路线,为俄罗斯在中东地区扩大军事布局与建立政治缓冲地带贡献良多。对于俄罗斯而言,失去了叙利亚就意味着失去了南下印度洋的通道,未来还很可能被美国战略合围。因此叙利亚内战现在逐渐发展成为美俄两个超级军事大国在中东地区的政治、军事利益的重新博弈。

同时,叙利亚自然资源丰富,内战导致其内部割据势力繁多。目前美国占领的叙利亚东北部具有丰富的自然资源,其化石燃料分布总量占叙利亚全国的95%,包括叙利亚最大的油田 al-Omar。在叙利亚战争之前,该地区每天生产约387,000桶石油,每年生产约78亿立方米的天然气,对叙利亚政府具有重要的经济意义,现在其石化资源的开采与提炼已全部由美国势力控制。

基于叙利亚内部局势的混乱、地缘政治的重要及石化资源的丰富,导致叙利亚内战影响深远,波及周边数国,并受背后两个超级大国美俄两国的博弈之争,导致战争持续数年。

2011年,美国政府公开表示叙利亚当前执政政府应下台并推动联合国安理会对叙实施经济制裁决议;且土耳其政府公开表示对反政府武装的支持并对其提供庇护。

2012年开始,美国开始向叙利亚反对派势力提供武器支持,促进叙利亚内战进一步升级。战争初期,巴沙尔政权四面受敌,其实际控制的区域一度仅占叙国土面积的20%左右。但随着2015年9月底俄罗斯的军事介入,在俄空军支援下,叙政府军转守为攻,战争局势再次发生变化。

2016年,叙利亚政府武装力量在盟军的帮助下逐渐收复失地。

2017年,美国以化学武器袭击为借口向叙利亚一空军基地发射50多枚巡航导弹;土耳其跨境向叙利亚境内极端组织目标发射炮弹;俄罗斯驻叙利亚部队撤离,后签署法律批准俄叙两国扩建塔尔图斯海军基地的协议,并在塔尔图斯和赫迈米姆空军基地组建常驻部队。

截止至2018年,叙利亚战争仍持续进行,并因世界两个军事大国美俄的介入,使得战争局势愈加不明朗。2018年4月,美英法三国以“叙利亚政府使用化学武器”为由对大马士革和城外目标发射了约110枚导弹;9月,据《华盛顿邮报》报道,美国总统特朗普批准叙利亚新战略,将美国驻叙境内美军的停留期限无限延长。

图表 1:截止至2018年3月的叙利亚内战形势图



上图为截至2018年3月的叙利亚内战形势图。图中右下色块说明文字,自上而下分别为:俄罗斯-伊朗-阿萨德政权控制区、黎巴嫩真主党控制区、反对派/基地组织侵入区、“伊斯兰国”控制区、叙利亚库尔德人控制区、土耳其/反对派控制区。该图未描述基地组织对叙利亚西部的控制。

一、美军能源保障实施情况

截止至2018年4月,美国驻扎在叙利亚的部队人数在2,000-4,000人之间,但美军宣布在叙利亚培训一支由美国盟军库尔德人和阿拉伯人组成的3万人的“边防部队”,在叙利亚东北部对抗政府军。美国军方的组织和装备表中有很大一部分致力于为远征军提供后勤和维持支援。截止至2017年5月,美国空军运营约600架空中加油机,主要是油轮驱动。军事海运司令部(MSC)还雇用约50艘由政府拥有、承包商运营的船舶,以保障其全球战争期间能源物资供应问题。

(一)美军利用燃料电池实现无人机长时间续航

2013年4月,美国海军研究实验室(NRL)研制的“离子虎”(Ion Tiger)燃料电池动力无人机, “离子虎”无人机,可使用液氢燃料连续飞行48小时又1分钟,打破了该型无人机在2009年创造的连续飞行26小时又2分钟的世界纪录。“离子虎”无人机在近几年已应用到美军各地战场。

图表 2:“离子虎”无人机



“离子虎”无人机在配装有美国海军研究实验室最新研制的轻质低温贮存容器及传输系统,因此使用了液氢燃料。而在2009年的那次创纪录试飞中,“离子虎”无人机使用的是以5000 PSI(磅/平方英寸)压强贮存的气态压缩氢燃料。与后者相比,液氢燃料密度是其3倍,因此“离子虎”无人机起飞时可携带更多的氢燃料从而延长续航时间。

2018年5月,美国海军研究实验室(NRL)授予Alta Devices公司合同,为其“混合虎”(Hybrid Tiger)无人机新增太阳能技术,以实现三天以上续航时间目标,是“离子虎”无人机的改进版。

“混合虎”无人机项目由俄罗斯国防部能源办公室和美国海军陆战队远征能源办公室赞助,将多种技术集成在一起,综合利用太阳能电池技术、氢燃料电池技术、能量感知算法和自主飞行算法,以增强其续航能力。项目的演示试验将包括冬季高纬度(最高至北纬50度)的多日飞行,以突出显示其在各个季节各个纬度都具备长时间飞行的能力。

(二)美国陆军采用燃料电池汽车

2016年,美国通用汽车旗下的雪佛兰品牌与美国陆军TARDEC(美国陆军坦克车辆研发工程中心-Tank Automotive Research, Development and Engineering Center,)合作研发燃料电池军车,基于雪佛兰皮卡车科罗拉多打造,在2017年经过测试后,现服役于美军陆战部队。

图表 3:美军军用燃料电池汽车-雪佛兰科罗拉多ZH2



燃料电池车型在行驶中,非常安静。这种静谧性的特征,非常适宜美军陆军作战部队,在移动中需求。更重要的一点是,氢燃料电池车产生的废弃物是纯水,在军事移动中,往往需经过缺乏水源的区域,车辆自己就会产水,对在严峻环境执行任务有莫大帮助。

同时氢燃料电池车可产生强大扭力,适合在各种极端的越野环境下执行任务。同时,燃料电池不仅能驱动车辆,还可以同时充当其他携带式电子作战设备的电源,士兵们就不用既携带燃料又携带电池。

2015年11月,通用在密歇根州沃伦和美国军方签署一项协议,为美国坦克研究发展和工程中心(TARDEC)生产燃料电池的侦察车。

(三)美军使用可穿戴电源保障战时单兵能源保障

随着战争种高科技设备应用愈加广泛,对能量供应的充足和稳定要求也愈加严格。战区的电力供应往往会遭到破坏,或者很难获取,此时能量便成了一大问题。战场的数字化技术,需要高效可靠的能源。在未来战场上,战士要利用计算机随时获取、交换和利用数字化信息。指挥官和士兵都能从数字化信息中及时了解整个战场的态势,从而能在敌人反应之前采取行动。未来步兵除了携带武器和弹药,还要携带高性能的作战计算机、头盔显示器、一个或几个防干扰无线电装置、全球定位系统终端、手持式彩色透明地图、摄像及传送仪器、监听和侦察系统、激光测距仪及目标指示器。这些电子仪器所需的电量,要超出目前使用的各类电池。

2010年前,美国陆军使用的BA-5590干电池,重1吨,供电量170 Wh,用于实战与演习。日常训练使用充电电池。从几种电池与燃料电池的能量密度来比较,最好的锂电池理论能量密度是1470W·h/kg,但正常情况下利用率仅为20%,为300 Wh/kg。最好的充电电池也比千电池容量低。燃料电池理论能量密度高。氢的理论质量能量密度最高,但实际应用的可能性几乎没有,因为储存器问题难以解决。

考虑到士兵携带的仪器关系到士兵的生命,燃料电池电源必须能切实满足许多仪器的要求。“军事环境”是士兵状况和危险性的复杂结合。士兵身体情况各异.必须在身着防护服时能操纵这些电源。环境则包括广阔地域内的温度、湿度和纬度,还包括粉尘、风沙、雨、雾及化学试剂,危险则来自敌人对电源的破坏。在满足了所有这些要求的基础上,燃料电池还必须是安全、可靠、易维护并且价格适中。

为了解决这一问题,美国国防部赞助了“可穿戴电源奖”竞赛。有169个队伍报名参加。杜邦和德国一家名为SFC智能燃料电池公司的企业以M-25燃料电池获奖。

M-25是一种结合了燃料电池系统和直接甲醇技术的可穿戴电源。这种设备比传统电池轻百分之八十,但却能提供至少72小时的持续供电。M-25能持续不断地提供最低20W,最高200W的电能。这可以说是性能上的一大飞跃,比美军原携带的供电设备性能高三倍。在充电站数量稀少或者距离遥远的恶劣环境下,这些电池能够保证导航和通讯系统在持续数天的任务中正常工作。

美军现在已经广泛使用可穿戴电池组,但那些产品不具备防弹功能,一旦破损甚至会成为负担,因为电池容易着火、爆炸和释放有毒气体。在2018年5月,美国橡树岭国家实验室专家已经研制出小块防弹电池。他们将二氧化硅纳米颗粒引入电池的电解液,电解液就会在受到冲击时变硬,这种现象称为“剪切增稠”。电解液内的微小颗粒间存在微弱的排斥力。一般情况下,这种排斥力能够帮助不同颗粒互不干扰地自由流动。可是强烈的震荡会压倒排斥力,使颗粒板结成类似固体的样子,应该足以拦住一颗子弹。添加二氧化硅纳米颗粒只会使电池总重量增加大约3%。

未来,防弹电池有望很快被当成军用防弹衣来使用。徒步搬运军事装备中,电池一项就占到负重的四分之一。如果电池能够同时充当防弹衣来用,就能大大减轻军人的负重。

二、俄军能源保障实施情况

自2015年9月30日,俄罗斯宣布派兵进入叙利亚打击“伊斯兰国”等恐怖组织,正式介入叙利亚内战。叙利亚战争是苏联解体之后俄罗斯进行的第一次大规模远程作战,俄罗斯在叙利亚的军事行动中使用了很多目前先进的武器和能源保障措施。

(一)俄罗斯军队应用便携式氢燃料电池

俄罗斯研制燃料电池也有三十多年历史,在八十年代初成功进行了燃料电池推进系统的运行试验。俄红宝石海上工程中央设计局设计的第四代常规动力潜艇发展阿穆尔级(Amur)型潜艇将装备燃料电池推进系统。

图表 4:阿穆尔 1650型燃料电池潜艇



2016年9月,在俄罗斯联邦国防部陆军2016年展览会上展览了氢气便携式氢气发生器,它是一种自动电源,旨在为各种便携式设备供电,功耗高达30瓦。

氢燃料电池发电效率较高,可达到50-75%,并且无有害物质排放,是未来重要的能源系统。氢燃料电池为军方在远离能源供应的地方使用便携式设备开辟了新的机会。

2017年,俄罗斯科学院物理学学院与西伯利亚联邦大学科学家合作,研发出一种制造氢燃料电池的粉末材料。为贮存和运送足够汽车行驶的氢气量,通常在高压下以压缩、液化、瓶装和罐装形式贮存氢气,以化合物的形式贮存氢气的新技术也相继问世。氢化物由某些金属与氢气化合而成,是固体不挥发物质,最适合此种目的。在压力下,金属捕获氢气形成新的化合物,再次加热,氢气重新释放出来。

多年研究证明,以氢化物形式贮存氢气最具前景的金属是镁。镁的密度不大,价格相对低廉。这次,俄研究人员研发出一种技术,能合成一种纳米分散性镁粉末,从而“贮存”更多氢气。参与这项工作的物理数学教授格里戈里·丘里洛夫表示,他们用镁粉末合成的氢,超过目前世界上含量最高的原料,俄罗斯向制造出真正安全的氢燃料电池又近了一步。

(二)俄军配备太阳能电池板,实现单兵电子设备充电

2016年11月,据俄罗斯《晨报》网站报道, Solaris太阳能公司领导层宣布向国民近卫军特种部队提供新一代太阳能移动电源。太阳能移动电源可以在野外环境为不断增多的移动电子设备持续充电,从军用无线电台、智能手机和航天通讯系统到单兵装备和军用笔记本电脑。现代部队对便携充电设备的需求堪比卫国战争时期燃料和润滑油的必要性。各军种和部队的相互协作通过现代化部队自动指挥系统协调,该系统完全基于电子平台并形成了特殊的军队互联网。

图表 5:俄军配备的“太阳能手提箱”



俄联邦安全局边防警卫处和内务部部队在2003-2005年期间就陆续配备带有替代能源的“太阳能手提箱”。2013年首批太阳能移动充电设备EMS-200P和便携设备EPS-120P列装特种部队。2014年全世界在克里米亚看到了装备有现代化高品质技术装备的俄士兵。

俄军将“太阳能手提箱”重量缩减为北约相应设备的一半。“太阳能手提箱”的尺寸不大,里面有类似无线电台的显示器,箱子右侧有两个接头,可插入5个接口的充电转接器。这样可最多同时给10个设备充电。太阳能电池由12个被防水布包裹的光电管组成。可紧凑地放入弹药盒中。电池防水且耐撞击,工作温度区间为零下50摄氏度至零上70摄氏度。移动电源晴天充满电需5小时,阴天需8小时。由于其外形结构便携,作战人员可在行军时将其放在背包里充电。

2013年Solaris公司为边防军海岸警卫队研制出功率为5千瓦和7千瓦的太阳能电源装置。里海边境水上码头获得了该系统。该装置能够让码头不再依赖海岸能源,节省燃料和润滑油的供应,在冬季可完全依靠该装置的续航力。

还有一种太阳能发电装置是为战场上的火炮和迫击炮自动指挥系统研制的。2015年移动设备EMS-PPZA300和便携设备EPS-100PI完成了测试。这种太阳能电源能够令炮兵群在武器不断电的情况下机动改变部署。

另一个光电系统“FES-老虎”是为基于“老虎”装甲车的R-145BMA司令部指挥车打造。国民近卫军特种部队配备了这种指挥车。还有各种太阳能小工具处于不同研发阶段,并且这种技术设备的具有军民两用性,目前俄罗斯开发的最小的带充电转接器太阳能便携电池为9瓦,售价为2300卢布,150瓦的电池售价1.8万卢布。

(三)俄罗斯海军在叙利亚战争中出动核潜艇

核能作为一种新型能源,具有能量大,续航时间久的特点,如一般的核动力航空母舰添加一次核能源可以支持30年的时间。核潜艇的体积不如航母大,所以燃料量也相对比较小,一次的核能源添加只能支撑十几年的使用,可以在水下支撑三到四个月不用浮出水面。而核潜艇因为技术复杂,造价昂贵,投入使用的国家不多。

图表 6:核潜艇



俄罗斯的核潜艇力量一直是世界上最强大的。冷战期间,美国专注于发展航空母舰,苏联则专注于核动力潜艇。在世界上最先进的五种型号核潜艇中,俄罗斯有三种型号上榜:955型战略核潜艇,北约代号“北风之神”级,是俄罗斯第四代战略核潜艇。

2018年8月,俄罗斯国防部在地中海地区部署自叙利亚作战行动以来最强大的海军集群,包括10艘军舰,其中8艘配备“口径”巡航导弹,另有两艘潜艇。这些军舰包括配备“火山岩”远程反舰导弹的“乌斯基诺夫元帅”号导弹巡洋舰、“北莫尔斯克”号大型反潜舰等。同时,俄军也正在加强驻叙利亚赫梅米姆基地的防护工作。俄军向该基地增派了一个连的“道尔-M2”防空导弹系统。

除此之外,俄罗斯在叙利亚附近海域布置数艘核潜艇,核潜艇是目前俄罗斯海军的中心之一,比如庞大的949型巡航导弹核潜艇,北约代号“奥斯卡”级或“O”级,是当前世界上吨位最大、威力最强的一种巡航导弹核潜艇,也是俄罗斯反航空母舰的核心力量,被称为“航母杀手”。

图表 7:俄罗斯核潜艇



2013年,俄罗斯第四代战略核潜艇“北风之神”级首舰“尤里·多尔戈鲁基”号交付俄海军,将成为俄罗斯海洋核威慑的中坚力量。

“北风之神”由圣彼得堡“红宝石”中央设计局设计,长170米,宽13.5米,水下最高航速29节,最大潜深450米,定员107人。“北风之神”采用先进降噪技术,使其在实施核打击时不易被发现。“尤里·多尔戈鲁基”号作为首舰,总耗资大约7.13亿美元。它于1996年在北方机械制造厂动工建设,2007年4月首次下水。从此,俄军即将装备这一战略武器的消息不绝于耳,但在此后5年里,其列装时间几度推迟。

拖延装备进度的主要是核潜艇所携带的“布拉瓦”潜射弹道导弹的研发。按照设计,“北风之神”级弹道导弹核潜艇将装备16枚“布拉瓦”潜射弹道导弹,其射程为8000-9000千米,能携带6枚核弹头。然而,在2008年和2009年,“布拉瓦”潜射弹道导弹(SS-N-32)的试验均以失败告终。

“北风之神”是俄罗斯在苏联解体后研制的唯一战略核潜艇,主要用来维持与美国的海上战略平衡,被认为是美国“俄亥俄”级战略核潜艇的劲敌。根据俄国家武装计划,“北风之神”级核潜艇将替换老旧的“德尔塔”-III型弹道导弹核潜艇。

(本文由穆点咨询原创,如需转载,请注明出处)
来源 | 穆点咨询     时间 | 2019-04-08
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