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军工企业研发项目的竞争性分析
2014-04-13
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  摘要:文章对令人眼花缭乱的中国军工企业的研发项目提出了三项竞争性分析,即中美双方军事差距究竟有多大?中国军工企业现在执行的追赶项目和反介入武器项目有效吗?难道为达到军事实力平衡目标就没有其它选项了吗?文章在简明扼要地分析了前两个问题后,完全以公开、成熟技术为基础,为中国军工企业指出了一条达成军事实力平衡的可行之路。

  关键词:压倒性军事优势,洲际鱼雷(intercontinental torpedo),燃料电池,斯特灵发动机(stirling engine),不依赖空气动力系统AIP(air independent propulsion system)

  近年来,中国军工企业研制出一大批新型武器。中国军工企业正在研制的有隐形攻击机、隐形无人机、大型运输机、反舰弹道导弹、新型航空母舰、攻击核潜艇和弹道导弹核潜艇。

  中国军工企业接受军方的委托,已经完成的项目和正在进行的项目,如果没有国际竞争力?这些项目又有什么效果呢?下面以美国海空军及其研发项目作为参照物,从三方面对中国军工企业的研发项目进行竞争性分析。

  一、 中美双方军事实力差距究竟有多大?

  中美双方的差距体现在三个方面。第一,武器装备的年代差距。用年代差距而不是具体技术资料差异,便于直观展示双方武器装备的差距。中国军队现在拥有的众多武器装备,特别是海空军装备,美国军队都分别在30年前就拥有。其中的核心部件,如飞机发动机、军舰发动机,中国至今都没有达到美国30年前的技术水准。战略轰炸机中国没有,中国核潜艇至今还没有达到可以投入战备值班的状态。美国海空军在30年前就形成侦查、预警、攻击、(反潜)、加油、运输、电子对抗、垂直输送等体系,中国至今还没有完全形成体系,部分装备还在等米下锅。第二,攻击距离差距,是中国最致命的弱点。美国海空军无论从本土、阿拉斯加、关岛,从盟国印度洋迭戈加西亚岛,还是从航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、核潜艇,都可以用多种手段对中国本土实施战术打击和战略打击。美国的海外领土是不沉的航空母舰,可以为海空军提供补给、护航、防空和空中加油等服务。中国至今没有任何手段可以对美国本土实施战术打击,缺乏海外领土是产生致命弱点的主因。中国有限的、可靠性一般的可对美国实施战略打击的洲际弹道导弹又要面临导弹防御系统的拦截。郑和下西洋除了留下一批日益被边缘化的海外华人,没有留下一寸海外领土。郑和完成了开拓西洋航线的使命,后继无人是真正的悲哀。第三,网络战差距。计算机、核心软件、核心硬件、互联网都是美国发明的,一直由美国公司主宰,国际互联网的根服务器全在美国,美国的网络部队拥有一边倒的优势,美国随时可以让中国全社会退回到机械化时代。但是,在天军方面中美双方差距不大。

  美国考虑到外交需要,很少正式吹嘘自己的军事优势;世界上绝大多数国家也不愿谈论中国在军事上的劣势。瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所,无意中讲出了真话,认为美国对中国具有压倒性军事优势。美国除了F-22隐形战斗机,其余武器装备都经历了实战考验或严格测试。特别是俄亥俄级弹道导弹核潜艇配备的三叉戟Ⅱ型潜射导弹,可能是绝对安全观念催生的绝对可靠性,连续二十四年试射次次成功,1989年起至2013年连续147次试射成功……当然,中国在军事上的劣势只是相对美国、英国、法国、俄罗斯而言,对其他国家并不存在劣势。菲律宾北面的南海是国际贸易大通道,南面的望加锡海峡是超级油轮和美军核潜艇驶往印度洋的必经水道。只要中国海军空军构不成实质性挑战,美国不会放弃支持菲律宾的南海主张。日本是二战战败国,但在日本眼里,美、英、苏、澳、新(西兰)是真正的战胜国,中国是国际法上的战胜国。凡是反法西斯同盟国在法律上都是战胜国,就像一次大战结束时中国也是国际法上的战胜国却无法保全山东省一样。日本不承认中国是战胜国。美国是日本的保护国,虽然中国的贸易地位日渐重要,但基于美国的利益和价值观,美国轻易不会抛弃日本。只要美国对中国继续拥有压倒性军事优势,就不会正视中国在近海问题上的诉求。

  二、中国军工企业现在执行的追赶项目和反介入武器项目有效吗?

  中国军工企业在军事装备研发上实施了一系列追赶项目,特别是海空军方面的隐形攻击机、运-20大型运输机、新型驱逐舰、新型航空母舰、新型攻击核潜艇、新型弹道导弹核潜艇、新型AIP柴电潜艇、先进航空动力和先进船舶动力装置、新型雷达、航空级碳纤维。这些都属于仿制型武器或技术,美国都有更先进的相应项目在研制。10年后,当中国掌握了这些技术,相关武器进入现役后,美国在攻击核潜艇、弹道导弹核潜艇、航空母舰、隐形战斗机、隐形轰炸机、无人攻击机等武器上仍领先中国同类武器至少一代。美国目前没有在研发上止步不前,追赶项目不会缩小中美之间的差距。

  地利之优是美国海空军的固定优势。美国在太平洋和北极圈内的关键位置拥有领土;俄罗斯、中国周边以及世界主要海上通道附近都有美国的盟国和军事基地。中国对美国处于地理劣势。中国未来的隐形轰炸机没有海外基地提供空中加油保障,无法威胁美国本土。中国的航空母舰在远洋面临F-35隐形战斗机、X-47B无人隐形攻击机、超远程隐形反舰导弹和攻击型核潜艇的联合攻击,无法威胁美国本土。中国沿海绵延宽广的大陆架,缺乏优良的潜艇基地,遭遇水雷战时,水下力量难以出海。渤海太浅太小,可供弹道导弹核潜艇藏身的水域有限。核潜艇设法从海南军港出海,还要面对数量、质量都占优势的美国攻击型核潜艇的伏击。10年后,乃至20年后,中国仍无法对美国本土实施战术攻击。届时,占有地利之便的美国继续拥有多种手段对中国本土实施战术攻击和战略攻击。中国只有加强陆基洲际弹道导弹的生存力和突防能力,才能拥有一定的对美国本土的战略攻击能力,拥有有限的对美国的战略反击能力。

  至于中国的反舰弹道导弹之类的反介入武器,假以时日,定会重创一切大型水面舰艇。信息时代,水面之上没有无法发现和不能精确攻击的目标。但美国介入的手段除了来自水面,还有水下武器和隐形空中武器,理论上无法可靠防御。

  美国在多数历史时期实行对中国友好政策。《辛丑条约》背后,美国坚持中国市场应统一和开放,避免了中国被瓜分。迫于美国的压力,日本帝国放弃了吞并中国的《二十一条》、退出了一次大战后强占的山东省。美国介入二战后向中国提供了大量军事和经济援助。在朝鲜战争和越南战争后,中美两国在上个世纪70年代重新和解。历史上,中国和美国友谊深厚。在友谊和利益并重的时代,美国应尊重中国。钓鱼岛、南沙群岛是中国的祖传领土,如果美国不尊重中国,持续默许菲律宾和日本羞辱东方文明古国,中国就应当寻求中美双方军事实力平衡,迫使美国停止选边。

  三、 难道中国军工企业为提高研发项目竞争力就没有其它选项了吗?

  美国可能永远占有地利之优,永远都能很方便地对中国进行军事威胁或打击,这是中国无法避免的。中国要做的就是超越美国的地利之优,研制能对美国实施战术攻击的洲际隐形武器,必要时也可实施战略攻击。在导弹防御系统不断进步的时代,有效的武器不可能出现在水面或空中,下面是具体分析。

  首先从AIP潜艇说起。AIP潜艇是指常规柴电潜艇加装了一种不依赖空气的水下动力装置,AIP(air independent propulsion)就是不依赖空气推进的意思。瑞典的AIP潜艇使用斯特灵外燃机发电,以柴油为燃料,液氧为助燃剂,1988年至今已经可靠使用24年。日本购买瑞典许可证后,已经有5艘大型斯特灵AIP潜艇服役。德国的AIP潜艇使用质子膜氢氧燃料电池直接发电,1995年至今已经可靠使用17年,并出口意大利等国。瑞典、德国多年来反复证明,AIP动力系统可以单独使用,发电驱动潜艇,并提供生活用电,国外早已提出建造纯AIP潜艇,去除柴油机和铅酸蓄电池。

  在纯AIP潜艇基础上再进一步,使纯AIP潜艇完全自动化,就像无人机和巡航导弹那样,使纯AIP潜艇自动化、无人化,变成大型无人鱼雷发射平台。去除人员生活与救生的全部空间与设施,去除指挥舱代之以自动控制柜,去除柴油机与铅酸蓄电池,去掉原有潜艇指挥台围壳和上层建筑,缩减各类水舱和油舱容积,保留原AIP系统使用的液氧罐和液氧储量,保留和液氧储量匹配的氢气储量或柴油储量。无人AIP潜艇的水下排水量将只有原AIP柴电潜艇的8%或15%。其中,柴油、液氧、鱼雷消耗后需要配套的减重平衡水舱。无人AIP潜艇是一个直径2.5米、长度25米或直径3米、长度38米的圆筒(容积如此,实际外形为纯水滴型),头部有水滴型整流罩,尾部是泵射推进器。德国潜艇用BZM120燃料电池重量为900千克(包括压力容器),外壳尺寸长×宽×高是1760×530×500 毫米。[[1]] 瑞典潜艇用 V4-275R 斯特灵发动机重750千克,外型尺寸长×宽×高是800×800×1400毫米。[[2]] 瑞典和德国的AIP潜艇单独使用AIP动力,以时速8千米,能连续潜航2300千米(1250海里)。同样的燃料,用在水下排水量只有原潜艇的8%或15%的无人AIP潜艇上,航程是否能等比例增加12倍或6倍?因为储氢合金棒庞大笨重,氢氧燃料电池动力无人潜艇的水下排水量是原潜艇(水下排水量1800吨)的15%,斯特灵外燃机动力无人潜艇的水下排水量是原潜艇(水下排水量1498吨)的8%。12倍航程就是2.76万千米(1.5万海里),理论上可以攻击世界上大多数海岸目标。把这种无人潜艇称作“洲际鱼雷”(intercontinental torpedo)更符合实际。世界上现有的无人潜艇航程短,多用来执行侦查和扫雷任务,还没有专用战斗潜艇服役。航程即使不是等比例增加,增加液氧和柴油携带量,斯特灵外燃机动力无人潜艇(下面称斯特灵洲际鱼雷)的航程也能达到2.76万千米。

  在去掉原有潜艇指挥台围壳和上层建筑后,洲际鱼雷可以设计和建造成水滴型流线体,在燃料、氧化剂携带量和动力系统输出功率不变的情况下,速度和续航力有望一定幅度地增加,二战中P—51野马式战斗机的机翼外型已经验证了这条技术思路,即阻力下降能提高速度和增加航程,具体数值需要科学计算、水下试验和实际测试才能确定。

  洲际航行技术可靠。导航有高精度惯性导航装置保证,水下自动驾驶有数字化海图保证,洲际潜航的可靠性取决于动力系统。质子膜氢氧燃料电池的可靠性依靠质子膜。公开数据显示,质子交换膜平均寿命超过2000小时。[[3]] 配置两套燃料电池,一套运行,一套备份。燃料电池动力系统的可靠性可以满足1.3万千米航程(2300千米×6),即理论作战半径6500千米,攻击固定目标的作战半径5850千米(6500千米×90%),攻击海上移动目标的作战半径为3900千米(1.3万千米×30%)。公开数据显示,斯特灵发动机持续运行和维修间隔时间超过18,000 小时 (大于2年)。[[4]] 斯特灵外燃机的可靠性可以满足2.76万千米的洲际航程,即理论作战半径1.38万千米,攻击固定目标的作战半径1.242万千米(1.38千米×90%),攻击海上移动目标的作战半径8280千米(2.76万千米×30%)。洲际鱼雷采用纯水滴型流线体外型,速度和续航力会明显提高,斯特灵洲际鱼雷的航程有望超过2.76万千米,可以对太平洋沿岸目标和部分大西洋沿岸目标进行往返攻击,重复使用洲际鱼雷。

  洲际鱼雷的成本分三方面。第一是研发成本。洲际鱼雷简而言之,就是将AIP潜艇简化成无人潜艇,研发成本有限,基本没有研发风险。第二是生产成本。洲际鱼雷的水下排水量是常规潜艇的水下排水量的8%或15%,没有人员生活与救生系统,建造标准可以合理下调,生产成本预计在1500万美元至5000万美元之间(不含重型鱼雷成本)。如果考虑到以下四因素,成本将在1500万美元之下,甚至1000万美元之下,即大批量生产、可以返航重复使用、以水雷作为主要武器、主要靠高精度惯性导航专门攻击水下或海岸固定目标。现代潜艇的艏端半球型耐压壳用模压生产,洲际鱼雷直径小,每一舱段耐压壳都可以分两片模压生产,可以减少折弯、焊接工作量,提高耐压壳外表平顺度。重复使用可大幅度降低单次任务成本。水雷是性价比最高的海军武器,成本是鱼雷的零头。攻击固定目标不需要复杂昂贵的水声搜索与制导系统,主要靠微型高精度惯性导航装置。第三,部署和维护成本。洲际鱼雷只有巡逻艇大小,部署方便。燃料电池洲际鱼雷需要补充氢气,补给和维护成本高;斯特灵发动机洲际鱼雷只需补充液氧和柴油,补给和维护成本低。

  洲际鱼雷的生存力强。首先,它在水下300米深度,靠电子导航系统引导自动潜航。电子导航系统由导航软件、海底数字地图、高精度惯性导航组件组成。在没有实现超高精度惯性导航之前,洲际鱼雷需要像弹道导弹核潜艇那样,每隔18天,在后半夜上浮至潜望镜深度,伸出卫星定位接受天线,接收中国或俄罗斯、欧盟、美国的卫星全球定位信号,纠正惯性导航偏差。其次,洲际鱼雷的静音性能优于核潜艇和不依赖空气的AIP常规潜艇。核潜艇由于反应堆循环系统、大功率轴系传动,噪声最大。不依赖空气的AIP常规潜艇在关闭柴油机后噪声比核潜艇低。燃料电池基本无噪声产生;斯特灵发动机是外燃机,没有内燃机的压缩爆燃现象,也很安静,废气处理设备早已完善。洲际鱼雷在尾部采用低噪声泵射推进。外壳贴6厘米厚的橡胶消音瓦。燃料电池洲际鱼雷体积是大型鲸鱼的两倍,斯特灵发动机洲际鱼雷的体积只相当于大型鲸鱼。洲际鱼雷没有潜艇指挥观测用的围壳,航行阻力与噪声小。洲际鱼雷像隐形飞机一样,内部降噪同时,外形散射声波隐身,表面橡胶瓦消音隐身。

  洲际鱼雷攻击力强大。它不像常规鱼雷那样进行自杀攻击,它是一个洲际水下武器投放平台。投放武器后,洲际鱼雷返回母港装填武器准备执行下次任务。它的武器舱的发射管可以布放水雷,也可以发射4枚533毫米鱼雷。洲际鱼雷有五种攻击模式。第一,对港口、浅水航道、浅水海峡采取水雷伏击战术,选用橡胶柔性外壳智慧水雷,目前的扫雷技术无法探测橡胶柔性外壳智慧水雷。第二,用集束水雷(cluster sea mines)攻击海底声纳网,子水雷用微型高精度惯性导航装置控制落点。第三,用鱼雷对X波段海上预警雷达站进行定点攻击;第四,用核鱼雷和潜射核巡航导弹对海军基地、距离海岸1500千米的军事基地等战略目标进行毁灭性打击。第五,洲际鱼雷用短程常规鱼雷在大洋深处航线上攻击敌国军用运输船,攻击时远离对方海军护航区域,在潜望镜深度升起智能化折迭光电桅杆,确认目标。攻击移动目标不是洲际鱼雷的长处。

  潜艇、鱼雷都怕渔网,在洲际鱼雷底部安装智慧机械剪刀,可以破解渔网缠绕。

  世界上可以有洲际弹道导弹,为什么不能有洲际鱼雷?洲际鱼雷是现有成熟AIP常规潜艇的简化版,技术上没有风险,它能低成本重复使用,能有效规避水面舰艇和潜艇的猎杀,能绕过导弹防御系统,能可靠地对西半球的大部分高价值目标实施战术或战略打击。洲际鱼雷的关键技术已经扩散到十几个国家。美国拥有洲际鱼雷只是锦上添花,但中国终于有了能够可靠打击美国本土的军事手段。美国继续拥有军事优势,但不再是压倒性的军事优势。

  洲际鱼雷的关键技术,如斯特灵发动机、质子膜氢氧燃料电池、高精度惯性导航、水下自动驾驶仪、储氢合金、液氧罐等技术都过了专利保护期,毫无秘密可言。洲际鱼雷攻击范围远超过300公里,瑞典、德国不能正常出口同类武器,这两个国家研究洲际鱼雷的兴趣不大。日本拥有与洲际鱼雷有关的全部技术,日本蔑视中国、仇恨美国,日本有强烈的野心研究和秘密生产洲际鱼雷。日本在太平洋战争初期研究生产的氧气鱼雷,在爪哇岛和瓜达尔卡纳尔岛附近的海战中重创美国、英国、荷兰、澳大利亚海军。日本在二战末期研究生产的人操鱼雷,自杀攻击效果比自杀飞机要好。日本有研究远程鱼雷的传统,在洲际鱼雷研究上日本可能已经走在前面。

  中国的目标就是收回祖传近海岛礁的主权和保卫海上贸易航线、海外投资的安全。在地图上难以找到的岛礁之外,中美之间并无矛盾。

  参考文献:略

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  • 》》》tec
    5万是一个概念,但是对于国家量产制作出这么低的产品来说就是更好了
    其次,更深层的:无线传输的设备,卫星,还有AI智能系统,电力,动力等几百个问题。但是从这个防御的概念来说不就推进了发展吗。
      我的定义还是太模糊,只因在下确实是超级外行,但,这个是否是小成本发挥大的效益?
    2014/4/17 9:34:54
  • 11楼tec:
    8
    小型机你能5万做出来,着实让人吃惊。一个军用通讯设备,以及相应的加密,响应系统,加上6西格玛要求,就超出10万了吧。
    如被它人控制了,就是找死了。
    2014/4/16 12:12:15
  • 10楼tec:
    看来博主又补充了。
    你补充一个,我就补提一个小小的技术问题,作为响应。完全的水下通讯,目前还只有声波具有这个能力,次声波传播的距离较远。声波会刺激鱼类。超声波或者更高的频率衰减严重,这也使得高频信号调制低频信号也变得难。你不要拿潜艇相比,潜艇,可以上浮天线,实现电磁通讯。
    2014/4/16 12:08:50
  • 天天向上
    2014/4/16 11:08:49
  • 好用才行
    2014/4/16 11:05:47
  • 7楼tec:
    要构思,也不能构思一些落后的玩意。原子弹小型化,导弹小型化,信息获取与分析、制导技术。
    鱼雷在水中行进一万公理,中间不加能源,携带的能量,其体积与重量就相当巨大了,除非采用核动力了。在水中采用核动力,却又不按排人,出事故咋办?
    2014/4/14 17:13:20
  • 6楼tec:
    鱼雷行进速度一般会低于80节。不适合长远攻击。
    隐形性又不如潜艇(因潜艇在快速、慢速时采用不同动力,甚至关掉动力)。自从潜艇能水下发射导弹时,长距鱼雷就没有了意义。导弹有垂直发射技术,而鱼雷又只能从特殊管道定向发射,显然鱼雷又差了一截。再说,低空飞行的导弹(如蚕式导弹)也比鱼雷要强N倍。

    军工产品,不存在专利问题。
    2014/4/14 16:57:16
  • 呵呵,关注博主为机器人战争时代设计好的保卫中国的全套武器方案!
    为中国的社会变革设计好的路线图,恐怕卫殃再世也难免路线泡汤吧!
    2014/4/14 8:56:01
  • 思想决定一切!!!其他都是次要的。
    2014/4/14 0:29:48
  • 独辟蹊径! 好。
    突围似乎是主题,没点真家伙,没人真尿你,个人觉得,追赶要以踏实为主,这里半坛子那里坛子半,基础性的东西与系统都是也注定是半吊子工程,那不叫基础,平白浪费本有的才智而已,脚踏实地远高于仰望某空,陷阱到处都是,包装还挺好看,名字也动听,你注定学不到真正解决问题的东西。庄夫子说“以其知之所知以养其知之所不知”,就是一个很好的办法,问题是1你要真正的精到所知之2你要达到知道你哪里不知或者不足,一不稳住自己基础底盘,闻风而动盲目高攀,动不动创新超越,无异于自我膨胀,那些总想着削美灭日的和唯日美是从的都不叫务实派,虽确实能提振人心,但真正的要解决武器装备综合性问题,须得大多务实敢干的人才来摸索实践,中国人有足够的智慧,一定能实现以已知养未知,在海空上多头突破,唯愿国家能大力整合之!~
    2014/4/14 0:21:23
  • 中国的落后,不在于科技,而在于精神、哲学和政治。
    博主的兵器也许甚好,但远不足以救国,即使上了项目,不过是多养一群人而已,如同今日的航空母舰一般。
    2014/4/13 22:50:16
  • 经草根智库专家委员会委员卢麒元审核、推荐,本站最新开通“天佑中华”陈国栋草根博客。以下是陈国栋给广大草根网友的留言:  
      东海、南海困局尽显国力虚胖、政局艰危。生于忧患,我愿与草根网同仁,共同为国家变革、民族复兴提供正能量。不主张批评谁、批判那个组织,分析形势,设计可行方案,妥协、包容,践行方案,不停留在嘴上、网上。天下兴亡,你我主沉浮!
    2014/4/13 20:11:26
评分与评论 真差 一般 值得一看 不错 太棒了
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草根简介


汽车城长大,1987年工业经济专业毕业,参与航天部军转民干部培训,做过9年期货、2年国外期权,做过1年国内早期的B2B电子商务,近十年从事职业教育,业余时间研究机器人战争和社会变革。我已经为机器人战争时代设计好了保卫中国的全套武器方案,也为中国的社会变革设计好路线图。
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