西方國家單兵能源技術新發(fā)展

趙興娜

為了應對信息化戰(zhàn)場需求，單兵不僅要攜帶槍械、彈藥等常規(guī)武器裝備，用于偵察、探測、通信的電子裝備也越來越多地普及至單兵。這些電子裝備在提高單兵戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力的同時，也帶來了一個突出問題：電能消耗較大。而目前的電池能量密度較小，士兵不得不攜帶更多電池，不但增加了負荷，影響了機動能力，對后勤補給也造成較大壓力。據(jù)美軍統(tǒng)計，阿富汗戰(zhàn)場上，步兵武器最多使用7種不同型號的電池，一名美軍士兵執(zhí)行為期5天的任務平均要消耗88節(jié)AA電池，一名美國陸軍士兵每年消耗電池的費用高達6.5萬美元。高昂的消耗及后勤補給費用使西方國家日益重視單兵能源問題，正積極尋求解決方法。

美國陸軍和麻省理工大學的太陽能專家正在合作研發(fā)一種具有光電效應的纖維，用這種纖維制成的帳篷、作戰(zhàn)服、背包和其他裝備可以將太陽能轉化為電能，為單兵的通信、監(jiān)視或其他電子裝備供電。美國陸軍已經(jīng)為這種光電纖維項目提供180萬美元的資金支持。

法國陸軍傾向于采用傳統(tǒng)方法解決單兵電能消耗問題。2014年2月，薩夫特（Saft）公司從法國國防部獲得一份合同，為法國陸軍提供鋰電池。根據(jù)這份為期5年的合同，薩夫特公司將為法國陸軍交付約70種、數(shù)萬塊可充電的鋰電池。這些可靠性高、質(zhì)量輕、持續(xù)時間長的電池可用于通信、全球定位系統(tǒng)、熱成像和激光指示器等電子裝備的充電。

加拿大軍隊目前仍繼續(xù)使用傳統(tǒng)AA電池。這種簡易的堿性電池廣泛應用于單兵戰(zhàn)術燈、電臺、全球定位系統(tǒng)以及各種瞄準鏡。根據(jù)加拿大媒體的報道，部署在阿富汗坎大哈的加拿大士兵執(zhí)行3天任務，每名士兵平均要攜帶40節(jié)備用電池，一個步兵排需要900節(jié)，一個步兵連需要3200節(jié)，有1000名士兵的完整戰(zhàn)斗群需要數(shù)萬節(jié)。部署在阿富汗的全部2800名加拿大士兵執(zhí)行6個月的任務，總共需要電池75萬節(jié)，總質(zhì)量達到14噸，成本約100萬美元。

以色列國防軍后勤部門將為步兵部隊提供一種經(jīng)過特殊設計的緊湊型太陽能電池板，最大輸出功率達30瓦，太陽能電池板上安裝有插座，士兵可以連接不同的充電器為電池充電。這種太陽能電池板將減輕步兵的負荷，士兵只需要攜帶可充電電池即可。這種電池板可折疊，暴露在陽光下2～3小時即能充滿電，展開后的尺寸為2m×1m，折疊后尺寸為0.5m×0.3m，質(zhì)量僅為1.5kg，攜行比較方便。以色列國防軍還在研究質(zhì)量為2.5kg的固定式太陽能電池板，可安裝在軍用車輛上或前方基地使用。

英國林凱德（Lincad）公司最近宣稱，其旗艦產(chǎn)品“快充”充電器（Fast Charger）可以同時為4節(jié)電池充電。2014年4月，第一批“快充”充電器已經(jīng)交付英軍使用。這種充電器是為了滿足英國國防部的需求而研發(fā)的，用于取代英軍使用了十余年的“帆船”（Caravel）單電池充電器。與之前的充電器相比，“快充”充電器的充電時間縮短一半，提高了充電效率，有利于減輕單兵負荷。“快充”充電器由通用交流電網(wǎng)供電，輸出功率達到2千瓦，外形尺寸為440mm×400mm×310mm。該充電器還內(nèi)置有電源管理系統(tǒng)，可保證在大多數(shù)惡劣環(huán)境中可靠供電。

2013年，德國SFC能源公司生產(chǎn)的“雌鳥”（JENNY）電源系統(tǒng)交付德國聯(lián)邦國防軍?！按气B”系統(tǒng)包括便攜式燃料電池、電源管理軟件、特制的混合電源、太陽能電池板以及其他附件?！按气B”電源系統(tǒng)可以為不同裝備供電，例如電臺、導航設備、夜視儀、激光測距機、便攜式計算機以及單兵掌上電腦等。與傳統(tǒng)充電方式相比，“雌鳥”系統(tǒng)在72小時任務狀態(tài)下可以減輕單兵80%的電源負荷。其供電和電能管理過程自動進行，不發(fā)出聲響，不散發(fā)光和熱，不容易被人覺察到。

澳大利亞國立大學能源系統(tǒng)維持中心（CSES）的研究人員為澳大利亞國防軍研發(fā)了一種輕質(zhì)太陽能電池板，可以披掛在作戰(zhàn)服、防彈背心、頭盔或背包的外面，為電子裝備供電。根據(jù)士兵現(xiàn)代化計劃，澳大利亞國防軍的士兵正在列裝大量電子裝備，這些電子裝備在增強士兵戰(zhàn)斗力的同時，也帶來了巨大的能源需求，這種背負式的太陽能電池板有助于解決單兵由于攜帶大量電池而負荷過大的問題。

編輯/劉蘭芳