核素之外的广阔世界:新技术下的战争能量变革

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  【能量改变战争系列⑤】

  如果说核能的出现,意味着原本使用化学能的人类社会和战争机器迎来了“先量变,后质变”,那么二次世界大战以来的工业革命,则已经悄然无声地推动了能量运用的接连质变:除却“力大无穷”之外,战争机器运用能量的方向和细腻程度也是日新月异。当然,这些战争艺术在将杀伤效能提升成千上万倍时,是否称得上是人道仁慈,那就是另一回事了。

  

  图为TOS-1多管火焰喷射坦克(近)和它制造的巨大火球。(图片来自网络)

  见光则燃,遇水则爆:有机工业催生的超级燃烧剂

  在现代工业制造聚乙烯的过程中,常要用到一种名为“三乙基铝”的催化剂。不过,这种液体有机物在催化乙烯聚合反应的同时,它的使用条件几乎苛刻到了极点:三乙基铝必须要持续保存在惰性气体环境下,遇极微量的氧气和水蒸气即开始自燃,和液态水大量接触更是会直接爆炸。

  出于这个“见光则燃”的便宜特性,自然会有人动了“玩火”的心思,去开发三乙基铝的新用途。一开始是美国人把三乙基铝放在火箭发动机上,作为“点火器”使用;随后苏联人更是登峰造极,把三乙基铝放在220毫米火箭弹里,直接作为燃烧剂使用,这也就是现如今出镜率极高的TOS-1多管火焰喷射坦克。

  结果显而易见。不论是比起简单混合几种可燃物的“希腊火”,还是合成橡胶粉末与汽油结合的“凝固汽油”,都远远比不上TOS-1带来的恐怖。时至今日,只有这一款几乎无法扑灭的火焰武器,才能真正称得上是“把氧化还原能量武器演绎到极致”。

  驱动与投送:遍及战争机器全身的电力革命

  

  图为美国海军的电磁炮原理样机。(图源:thediplomat)

  所谓“电传动”和“电磁炮”这两个概念,对人类来说其实并不是什么新鲜产物。早在第一次电力革命的19世纪末,就已经有电磁炮的初步概念;蒸汽机发电,电动机驱动的电传动船舶更是风靡一时,以至于20世纪初的一批主力战舰都应用了电传动布局。

  但“电力革命”在战争机器上真正实用,还必须是等到新世纪来临。比起传统内燃机,燃气轮机更适合作为持续运转,驱动发电机的动力源;电子计算机的成熟,也使得控制电流的走向和波动,不再是“反复插拔”般的尴尬。

  更重要的是,比起对体积和重量均有严苛要求,且方向不同的发射药与燃料,电能既能推进战车战舰,又能填充进轨道投射弹药的特性令人心水不已,有鉴于此,又或许是在不久的将来,“全电战争”和“充电战争”将同时降临,再度改变人类对战争的认知。

  环保的战争?逐渐现身的生物燃料

  

  图为应用生物燃料的荷兰空军F-16战斗机。(来源:Biokerosene)

  一直以来,战争机器都免不了“烧油”的印象,被环保学界大肆口诛笔伐也是意料之中。但如果误以为这是各国军队推行生物燃料的理由,那可就大错特错了。

  当然正如上一个章节所述,电力可以替代燃油做很多事情,比方说推进车辆和船舶,以不亚于火炮的速度投送弹丸。但它也还有很多难以做到的事情,比方说替代喷气式战机所需的燃料。

  那么,假如石油资源枯竭,或是石油遭遇禁运,那该怎么办?这就是生物燃料存在的必要性——至于这种人造燃料是否“低碳”,耗费千万只为毁灭杀戮的战争是否“环保”,其实早就是无足轻重的幌子了。

  军事小词典

  电传动:和传统传动体系,利用变速箱、减速齿轮进行动力传递不同,电传动,或者说全电推进,使用了发电机和变压器作为能量传输的媒介,船舶和车辆实际由电动机驱动,好处在于内燃机和燃气轮机能持续工作在最佳状态,无需考虑波动状态。

  生物燃料:顾名思义,即使用玉米、大豆或海藻、油桐树等生物进行发酵、高温分解、去除无用成分等操作,最终获取到的乙醇、生物柴油就是生物燃料。然则这一类燃料依旧有明显劣势,其低温表现和发动机稳定性均不如化石燃料。

  

  出品:科普中国军事科技前沿

  策划:赵清建

  制作:旋钮工作室

  监制:光明网科普事业部

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