中国式军备竞赛路线:高科技,低成本,军民通用

冷战时代目击了历史上最大规模的军备竞赛。

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苏联式军备竞赛路线是简单粗暴、量大管饱,武器装备主打简单皮实实用,便于大量制造和装备,但相对于西方同时代来说,技术水平相对不高,尽管不乏技术亮点。比如说,苏联坦克炮口径长期领先西方,苏-27和米格-29的机动性是传奇式的,超音速反舰导弹至今领先西方。

美国式军备竞赛路线是技术先进、质量领先,武器装备的一对一战斗力更高,使用寿命也更长,但制造、部署和训练、维修成本高得多。M1系列坦克与T72大体同时代,现在M1A3依然代表技术前沿,但T-72早就进入垃圾时间了。F-16在50年前首飞时就惊艳,现在依然在生产中,是很多国家的第一线战斗机。“尼米兹”级航母已经进入退役周期,但依然是航母标杆。

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苏式装备注重“今天就量大管饱”,数量就是质量;美式装备注重“明天依然好用”,技术领先在不小程度上抵消了数量优势,高成本但高耐用则抵消了频繁换代带来的浪费。里根的“星球大战”计划直接换赛道,把苏联吓着了,逼迫苏联勉为其难地跟进,陷入被动。

中国不搞军备竞赛,说中国式军备竞赛只是为了路线上与美苏可比。但中国有切实的军事现代化的需求。

从有重点地打造杀手锏,到全面更新和跟上时代,到有选择地领先世界,中国军事现代化一步一个脚印,实际上奏响了中国科技崛起的先声。

迅速壮大的中国军事实力与中国的国家战略需求相符合,但在西方看来,这就是军备竞赛了。

如果走自己的路也是竞赛的话,竞赛就竞赛。

中国式军备竞赛还真是有特点,早已跳出仿苏vs仿美的格局,而是走出了新意。具体地说,就是高技术、低成本。

高超音速导弹的最新发展很有代表性。

天下武功,唯快不破。高超音速的优越性早就为人熟知,但要实现不易。力大能飞砖,但光靠力大还是达不到高超音速。不说飞行控制之类的细巧活儿,热防护关就难过。在高超音速的飞行条件下,空气摩擦生热可使飞行器表面温度达到3000C,这是难以克服的热障,也是至今美国高超音速技术的最大障碍。

一般用钨合金作为壳体材料,钨的熔点高达3400C,但重量大,成本高,难加工,而且散热不好。对于美国来说,世界上85%的钨产量来自中国,依赖钨格外成问题。

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但中国看得更远。高超音速导弹不只是偶尔为之的杀手锏,还需要量大管饱。美国用超强国力拼烧钱,百万美元的巡航导弹都敢用来打帐篷。但中国节俭惯了,高超音速导弹用来打航母,还要便宜。

《南华早报》9月4日报道,北理工的黄风雷教授团队成功地用高强度不锈钢研制M8级高超音速反舰导弹的弹头,极大地降低了成本。成果发表在《兵工学报》上。

不锈钢的熔点只有1200C,必须用先进热防护技术保护起来,否则在高超音速飞行中不到20秒钟就会被烧毁。这点时间连弹道再入都不够,滑翔或者巡航就免谈了。另外,弹头内的炸药在300C下会被烤炸,所以弹头材料不光要耐热,还要隔热。就M8高超音速反舰导弹而言,经过18秒钟的M8飞行,弹内温度已经达到300C了,还不足以融化不锈钢,但炸药该烤炸了。

团队在钢制弹体外,首先覆盖一层4毫米厚的超耐温陶瓷层,耐温能力超过3000C,然后再增加一层5毫米的碳化硅气凝胶夹层,使得弹内温度只有40C,对炸药很安全。

一些研究指出,少量高超音速反舰导弹就能穿透航母的放空圈,达到毁伤目的。但解放军不托大,杀鸡要用牛刀,杀牛绝对要用加特林机枪,还是要有足够的数量。死透透的敌人才是好敌人。这决定了成本是高超音速技术武器化的关键。美国陆军的高超音速导弹(第一个导弹营已经组建两年了,但还是在“人等装备”)单价高达4100万美元,,比同等射程的弹道导弹要贵1/3,还要量大管饱就连美国都吃不消。

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中国照例不公布武器弹药的成本,但公开发表的研究论文有所揭示。不锈钢比钨便宜一大截不用说,隔热用碳化硅气凝胶也做到了低成本。

美国NASA早就用上了气凝胶,但在2005年就成本高达1000美元/升,此后随着产量增加而成本降低,但更高性能的碳化硅气凝胶还是昂贵,成本在每升几百到几千美元范围。另一篇《南华早报》报道中,中科院理化所和清华大学的联合团队推出的碳化硅气凝胶只有70美分/升,成本相差成千倍!生产的速度则提高十倍,产品里99.6%都是空泡,这可是最极端的泡沫化了。

气凝胶是很有潜力的超轻质材料,这可以看作把通常凝胶内的液态用气体取代,有“冻结的烟”之称。这是世界上密度最低的固体,密度为1.1~500公斤/立方米,常见气凝胶在20公斤/立方米级。换句话说,米开朗琪罗的大卫像如果用气凝胶制作,可能只有2公斤重!作为比照,水的密度是1000公斤/立方米,铁是7.84吨/立方米,钨高达19.35!气凝胶具有优异的隔热性、透光度和其他物理、化学特性,隔热性对航天很有用,已经大量使用,只是此前一直属于昂贵材料。

理化所/清华的碳化硅气凝胶在空气中可以在1000C下依然保持隔热性,在惰性气体环境下提高到1700C。相比之下,更加传统的硅气凝胶的隔热性只能在700C以下实现。由于成本低、产量大,潜在应用远远超过航天和高超音速导弹,比如用于冰箱隔热。使用方式也扩大到薄膜、喷涂等,柔韧性意味着羽绒衣都可能由这样的新型高性能隔热材料取代。在隔音方面,气凝胶也有奇效。还有很多其他应用有待发掘。

低成本、高科技的武器系统还有更多例子。LW-30激光放空系统每次射击的成本只有1.75美元,30kW的功率可以快速拦截大量无人机目标。另一方面,相控阵雷达用于防野猪则是有名的军用技术民用化的例子。蜂群和反蜂群无人机也是中国的擅长。

这才是中国式军备竞赛:高科技,低成本,军民通用。