作者:兰顺正
首发自:《陆海空天惯性世界》
2026年1月3日美军发动了“绝对决心”行动,突袭委内瑞拉,强行控制了马杜罗夫妇并将之带回美国。据悉,在行动开始前美军网络司令部利用先进的网络武器,对加拉加斯的电力调度系统与通信主干网发动了精准打击,这直接导致了行动开始时(当地时间凌晨2点左右)加拉加斯市区的大面积停电与互联网中断,这种“软杀伤”手段为后续的物理突袭创造了至关重要的“黑暗环境”。
马杜罗夫妇被带至美国
而美军此番以“断电”开道的战法,也再次唤起了笔者对于未来战争中能量问题的思考。
一、技术发展催生新型作战理论
恩格斯曾预言:“一旦技术上的进步可以用于军事目的并且已经用于军事目的,它们便立刻几乎强制地,而且往往是违反指挥官的意志而引起作战方式上的改变甚至变革。”任何最新的科技成果一旦出现,必然首先被用于军事领域,并且带来军事理论的变革。进入新世纪以来,随着科技的发展,各种新军事理论也应运而生。
网络中心战是美军提出的先进作战理论之一
国内军界对于“网络中心战”早已不陌生。网络中心战是美军提出的先进作战理论之一,相对于传统的“平台中心战”而言,其实质上是一个信息网络,通过网络可把地理上分散的战区传感器、指挥控制中心、主战武器平台联在一起形成完善的“网络平台”。它是指利用网络技术对部队实施统一指挥控制的作战形态,其核心是利用网络技术把地理上分散的部队、各种探测器和武器系统联系在一起实现信息共享、实时掌握战场态势、缩短决策时间、提高指挥速率和协同作战能力, 以便对敌方实施快速、精确、连续的打击。通过网络实现信息共享, 各级指挥官可以利用网络交换大量的图文信息,同时掌握整个战场态势,了解友邻、敌人的位置与状态,及时把握指挥员的意图, 制定及时的作战计划、有效地解决各种突发问题,最终通过网络形成战斗力,使作战的节奏、精确性、杀伤力和生存力大大提高。
网络中心战的主要优点在于:
(一)大大提高了对战场信息的感知能力,增加了战场的透明度。
(二)基于共享的战场态势和信息优势,缩短了作战的指挥决策过程,提高了作战部队之间的协调能力和对威胁目标的快速反应能力,从而大大增强了作战效能。
网络中心战理论强调作战体系中的“信息链”,即战场情报的收集获取、传输、分发、分析等。但笔者认为,在未来战争中面对实力相当的对手,一味强调信息的作用并不足以克敌制胜。
在网络中心战中,“发现——定位——跟踪——瞄准——打击——评估”等几个步骤构成了杀伤链(Kill Chain),完成整个杀伤链所用的时间越短,部队的作战效率越高,战斗力也越强。在美军统计的数据中,其在近20年的局部战争中杀伤链所需要的时间大幅缩短,海湾战争时约需24小时,阿富汗战争时为45分钟,伊拉克战争时为11分钟,未来战争将小于1分钟。笔者认为这些数据是比较可信的,但是这些数据的产生有一个前提,就是对手都与美军存在不小的实力差距。在最近的几场局部战争中,不管是面对伊拉克政府军或是阿富汗塔利班,美军始终掌控着战场的制空权,这就使其空中情报收集、预警、侦查平台能随时出没于战场各个角落。同时其担负打击任务的各型作战飞机可以从距离战场最近的机场、航母起飞,或长时间盘踞在战场上空(如长航时攻击无人机),在发动对地攻击时也无需过多顾忌敌方空中力量和防空火力的威胁,因此美军的杀伤链完成时间变得很短。
面对实力相近的对手美军杀伤链可能会被“拉长”或“拉断”
但是如果面对实力相近的对手,而对方的空中力量和地面防空火力可以有效的确保部分制空权,那么美军的杀伤链完成时间就有可能变得很长。首先美军的很多侦查预警平台会被对方驱离出敏感地区或者被击落,其次在美军的空军基地或者航母有可能受到对方攻击的情况下,美军空中打击平台就必须考虑从远离战场的机场或航母起降,再考虑到奔赴战场的途中为避开和突破对方的拦截而不得不采取的各项措施,那么杀伤链中的每一环都会被“拉长”甚至“拉断”。即使在未来,美军利用其空间技术优势,将收集情报的主要任务赋予诸如侦查卫星之类的空间系统,通过信息的高效传输将其余几环变成光速,“打击”这一环仍将是短板。由于打击力量的传输速度与信息传输速度不匹配,对于一些时敏目标,会出现“立即发现但半天打不着”的尴尬。
对此,国内有学者提出了“能量中心战”这一概念,认为作战体系中的信息链与能量链缺一不可。这里的“能量”指的是作战体系中,摧毁或瘫痪敌方作战体系、保持己方作战体系持续有效运转所需的能量总和,包括弹药、燃料、光、电等各种物理能量。而“能量链”指的是作战体系中,能量的生成、传输、攻击平台所构成的物流网,包括弹、机、后勤,甚至兵工厂。
新概念武器有助于提高火力投射速度
“能量中心战”注重提高“打击”这一环的速度,具体手段为:通过发展高超声速武器、电磁轨道炮、定向能武器等新概念武器,缩短从发现目标到摧毁目标的时间差,利用新概念武器传播毁伤能量的高速度,同时结合信息传输的速度,真正做到“发现即摧毁”。
笔者认为,“能量中心战”理论类似于原先“火力中心战”的拓展与延伸,传统“火力中心战”强调的是传统火力投送手段,如弹丸的冲击力与炸药爆炸产生的化学效应等。“能量中心战”在先前的基础上加入了光、电、磁等新的杀伤机理,拓展了“火力”的概念。
在此,笔者提出“大能量中心战”概念。
二、“大能量”的定义
传统的“网络中心战”强调信息传输,“能量中心战”则重视火力传输,在笔者看来,不论信息还是火力都可以归结为能量的范畴。信息以光、电、磁能为主,属于间接参与作战能量,火力以动能、化学能为主,属于直接参与作战能量。而“大能量”概念不但将信息、火力等能量包括进去,同时还囊括了生产、后勤、心理影响等一系列以往并不被以“能量”眼光看待的能量形式,因此称其为“大能量”。
之所以如此,首先是因笔者认为,古往今来所有战争中的一切都可以用相关的“能量”概念予以表达或解释,即能量的产生、传输、积累、转化、运用、消耗等。孙子兵法《势篇》中有云:“激水之疾 ,至于漂石者,势也;鸷鸟之疾,至于毁折者,节也。是故善战者,其势险,其节短;势如弩,节如发机。”在笔者看来,这段话也可以理解为:善战者应该积累足够的能量并在合适的时间点一举爆发出来。
不过在电力发明以前,“能量”概念对于世人来说有些“虚幻”,在各种军事行动中,“能量”主要是以看得见、摸得着的物资形态出现。
粮食一直是支撑战争的“能量块”
在冷兵器时代,交战双方大都以肉搏战决定胜负,因此作战人员、动物(如马匹、军犬)的体能、数量以及武艺就是战斗力的主要衡量标准,而体能就是生物能,数量代表体能的叠加,武艺则是体能的有效运用方式。当时各种战略战术,也是主要是围绕体能进行,如大战以前养精蓄锐,在战时击敌之疲(游牧民族作战时则会注重保持和恢复战马的体力)。人吃的粮食、马喂的草料更是当时后勤保障中的重点,所谓“兵马未动粮草先行”,而这些粮草本身也是生物能的一种。所以这种战争的内在本质就是以生物能驱动冷兵器,再依靠冷兵器的动能去杀伤对手。
热兵器出现后,开始依靠火药发生化学反应以推动弹丸撞击目标,体能的重要性开始有了一定程度的下降,与之相对化学能的地位开始上升,火药成了重要的战略物资,其生产、运输、储存是后勤中不容忽视的环节。
机械化战争时代油料供给是重中之重
到了机械化战争时代,各方大量使用以化学可燃物推动或以化学爆炸物作为战斗部内容物的弹药,再加上各种作战平台大都是依靠化石能源驱动,因此对各种弹药和油料的需求和消耗量达到了惊人的地步。据统计,美国在3年的朝鲜战争中投弹量为68万吨,平均月投弹量为1.8万多吨,在8年的越战中,美军共投弹750万吨,月均投弹7.7万多吨。在42天的海湾战争,美军投弹50余万吨,按月平均达35.7万吨。二次世界大战时,美军1个步兵师在进攻战斗中,平均日耗物资为530吨,1个装甲师为590吨;在越南战争中,美国1个陆军师的野外军事行动的平均日耗物资为650吨;海湾战争中的美军1个步兵师的进攻战斗,平均日耗物资达5200吨,一个航母战斗群的平均日耗物资达到2万余吨,同时多国部队投入了2780架作战飞机,耗油4.5万吨,再加上日耗零配件等物资,1天耗费物资达3.4万吨。以此类推,军工厂、油井、炼油厂、输油管道,以及弹药、油料、给养等储存库等自然而然成为了双方关注的焦点,而这些归根结底都是化学能。正所谓“外行看战略,内行看后勤”,所以到目前为止,战争的胜负很大程度上取决于双方对于“有形”作战能量的积累。
新概念武器往往可以做到将信息收集、传输以及火力打击功能融为一体
而随着技术的进步和大量新概念武器的出现,未来作战能量会变得更加的“无形”,但也会更接近常人所理解的能量概念。例如电能,作为未来各种战争平台的主要“食粮”,必然会在战争能量中占据主流。同时在未来战争中,信息与火力装备的界限,以及上文所提到的间接参与作战能量与直接参与作战能量的区别会逐渐变得模糊。如高功率微波发射器、声波拒止设备、激光雷达等。高功率微波发射器由超高功率微波系统、能源系统和大型发射天线组成,结构与雷达发射系统相似,其辐射能量比雷达强百倍以致万倍。在实战中,既可以利用定向辐射的高功率微波波束使目标的电子设备发生逻辑紊乱甚至烧坏电子设备,或者损伤人体的某些组织,也可以像雷达一样采用低功率进行探测。声波拒止设备在镇暴行动中,既可以作为高音喇叭向人群喊话,也可以调高音量使人的感官受到剧烈的刺激,从而驱散人群和阻止人员靠近。激光雷达工作原理与普通微波雷达相似,不同之处在于使用激光作为探测介质。与微波雷达相比,激光雷达具有分辨力高、能获得目标的清晰图像、抗干扰能力强、隐蔽性好、体积小重量轻等优点。同时激光雷达如果将功率升至足够高,也可以用来毁伤目标。以上装备,通过调节同一种能量输出的大小,将信息收集、传输以及火力打击功能融为一体。以此类推,在未来,信息战与火力战将越来越不分彼此,都可以归结为大能量战或者说交战双方在大能量上的较量。
三、“大能量中心战”的概念
“大能量中心战”其实是以自然科学作为根基的军事理论,不但融合了“网络中心战”与“能量中心战”的概念,而且更进一步将战争中的绝大多数内容都归结为能量的范畴,尤其强调在未来战争中,双方将会以“大能量”为核心展开较量,双方作战体系中“大能量”的持续生成、传输和综合作战应用将成为决定战局的关键,而拥有大能量优势的一方必然会在军事冲突中占尽先机。
四、“大能量中心战”理论对未来战争的指导意义
依笔者之见,当前世界各地正在进行的冲突大多仍处在机械化战争时代(如中东地区),各国军队的主要作战平台一般都以化石燃料为主要能源,如坦克、飞机、军舰等机械化作战平台无不烧油耗气。因此自然而然的,各国很多军人的战争思维也停留在机械化时代,各种军事理论和作战思想也大都是把主要依靠化学能量的用户以及相关能量环节(如油田、炼油厂、输油管道、油料运输线等)作为打击和保护的重点,而其他形式的能量平台和相关环节则处于从属的地位。
新概念武器对于电能需求将远超以往
“大能量中心战”理论将会引发未来战争观念的巨大变革。如上文所述,未来战争将以“大能量”为核心展开,而在未来激光、电磁波等各种新概念武器所发挥的作用会越来越大,对能量尤其是电能需求将远超以往。那么战争中双方能量循环链条中的重要节点,如能量生成中心(发电厂)、能量传输通道(输电线路)就会成为敌之必攻而我之必救的重中之重,因为一旦这些目标被摧毁或者无法正常运作,就意味着在其供能范围内的所有相关能量用户都会面临“断炊”的危险。
在此打一个比方以便于读者有更直观的印象:在战争中,是一支建制完整、补给充足的野战机械化部队更为重要,还是一座大型发电厂更重要?在过去,笔者相信大多数军事将领会选择前者,因为虽然电厂对战争的支援作用不可忽视,但考虑到其转化为实际战斗力需要较长的时间,所以显然不如一支现成的作战部队更能影响战局。但在未来,随着电厂直接变成了“弹药库”,其在战争中的重要性就可能超过一支传统意义上的部队。这一点在科索沃战争中已经初露端倪,在这场战争结束时,攻方的军队完好率接近100%,守方的军队完好率也在95%左右,可是南联盟的领导人米洛舍为奇却被自己的人民送上北约的法庭,这其中的重要原因之一,就是在战争后期北约将南联盟境内的电厂、变电所等作为袭击的重点,从而让停电的南联盟民众苦不堪言,最终选择屈服。在这场战争中,电厂的作用开始比肩传统军队。
北约在空袭南联盟的后期大量使用了石墨炸弹
而在俄乌冲突中,电力系统也是打击目标之一。如在2022年11月23日,俄罗斯对乌克兰多地的基础设施实施大规模打击,导致乌境内所有核电站以及大部分热电站和水电站都暂时关闭,几乎全境进入停电状态。另外在2025年10月11日凌晨,俄罗斯军方对乌克兰全境实施大规模空中打击,重点针对敖德萨地区的电力网络以及哈尔科夫州的铁路运输系统,这次行动中多处变电站与铁路枢纽遭到精准打击,导致敖德萨部分地区陷入断电状态,城市运行受到显著影响。
所以在未来“大能量中心战”理论一定会引起各国军事理论家的高度重视,进而催生出一批新战法和新技术。
五、“大能量中心战”理论在未来战争中的具体表现
“大能量中心战”理论在未来战争中的具体表现,就是交战双方都会不遗余力的夺取“大能量”优势。
能量优势概念古来有之,如在地形上讲究“居高临下”,为的是让己方部队和发射的武器获得更大的冲击力或射程;在海战中,占优势的一方一般会选择占领上风位置,以便于进攻和追击,而处于劣势的一方则会倾向于占领下风位置,这样便于在战局不利的时候能及时撤离。
在电子战中,争夺能量优势表现的更为明显。在1837年,美国科学家莫尔斯发明了有线电报。19世纪末,科学家们在研究无线电通信时,发现随着发射机数量的增多,出现了相互干扰的现象,当时科学家们并没有意识到这种现象对未来战争的影响,但这却为电子战的产生奠定了科学基础。在日俄战争中,两国围绕旅顺发生大规模海战。3月8日,日本海军派了一艘小型侦察船,潜入靠岸的有利位置上,通过无线电通信指挥日舰炮击,但正巧在这时有一名俄国报务员盲目地按下了火花式发报机的按键,对日本的无线电通信形成了电磁干扰,导致其电台出现了很大的杂音,无法进行正常联络,只好撤退,从此打开了战争史上电子战之门。此后的很长时间,电子战就是双方在电磁波能量上的较量。不论是英伦空战中,英国采用地面干扰站破坏德军的夜间电波引导轰炸;还是在二战末期盟军在对欧洲大陆实行战略轰炸时,以电子干扰飞机先行压制德军防空雷达,都是围绕电磁波发射功率与发射位置的斗智斗勇。
在电子对抗中争夺能量优势非常关键
而正式提出“能量优势”概念并加以具体的研究,则是在空战出现以后。自第一架飞机被击落以来,各国飞行员们就一直探寻空战的规律。第二次世界大战后,少数经验丰富的飞行员先后总结出空战的部分规律,最经典的如空战制胜4要素---高度、速度、火力、机动。上个世纪60年代初美国空军少校头约翰·伯伊德在提出了“能量机动理论”,从而破解了空战规律并改写了空战历史。在伯伊德之前,没有人从能量的角度来考虑空战问题。分析的因素都是飞机的位置、飞机的速度等几何量。比如战斗机在水平面的转弯机动和在垂直面的俯冲、拉起,这其中就有动能和势能的转换,但从来都没有人从能量转换的角度来探讨其中的玄机。可以说,在以前都是用“几何空战”的观点来描述空战战术的。伯伊德便开创了空战理论的新时代,这一理论的影响非常深远,发展到后来已经不仅仅是一种空战战术理论,而是更直接影响到战斗机的设计思想。
空中格斗中处于高能量态势的一方有优势
简单来说,能量机动理论可以归结为以下几点:
(一)格斗中,处于高能量态势的一方有优势。所以,在空战中,如双方初始能量相同,则补充能量快或者同样机动下损失能量少的机型有优势。 (二)能量取决于高度和速度,所以高能量取决于飞机的加速性能和爬升性能 (三)加速性能和爬升性能取决于推力(准确说是推重比)、阻力(准确说是升阻比)、翼载等因素。但这些因素又会互相影响。所以飞机设计往往是在若干性能要求间互相取舍的结果。
随着超视距空战概念,以及具备大离轴角发射、超强过载能力的先进空空导弹的出现,有人认为这套理论将要过时,不过笔者认为在空战中争夺能量优势这一原则仍会延续。如在开始交战前投掉副油箱之类的不必要载荷以减轻负重,在发射中远程导弹之前打开加力燃烧为飞机加速,从而使导弹能获得更远的射程等。
在未来战争中,争夺能量优势这一原则会体现的更加淋漓尽致。
首先在平时,双方都会投入精力研制更为有效、安全的产能和供能手段,如各种快速充能技术、新概念能源和电能无线传输技术等。同时也会储备专门用于破坏和防备破坏能源节点的技术和武器,如石墨炸弹、电磁脉冲弹,以及过载保护、电磁波屏蔽技术等。另一方面,双方一样不会放弃对于“大能量”中传统能量优势的追求,如研发天基武器、高超声速飞行器、近空间浮空器等,这些平台的特点是更高、更快,“高”代表了势能优势,“快”则意味着动能优势。当初的制空权理论以及后来的制天权理论之所以被世人所接受,就是因为与地面单位相比,空天平台具有能量优势。在空(天)—地对抗中,由于重力的作用,向上发射弹药的射程与末段动能会比平射时大大减小,而从上往下则会大大增加。美国参议院在2006底发表的一份有关太空政策的报告中就提到,美国国防不应该把太空仅仅当成一种“信息媒介”,应该把它当成“发射能量的战略高地”。
更高的位置意味着“势能”优势
在战争的初期阶段,双方比拼的是短时间内各种能量的投射量。双方会全力削弱对方的能量供应能力,即把对方的电力供应中心、配电网络等作为和敌方指挥部、通讯枢纽、防空防天平台、远程战略打击力量等战略目标一样重要甚至于更为重要的目标进行优先打击,并会对己方类似目标进行重点防护。同时双方会将自己的飞行器升空,对各种动能打击弹药予以加速,以获取动/势能优势。在同样时间内,能够投射较多能量的一方占优。
在战争的中期,双方比拼的是对自身受损能量链路的“修补”速度和能力,看哪一方能够及时恢复被破坏的供能中心、输能通道,启用更多的备用能源,让更多“断能”的作战平台抢在敌方之前先一步重新回到战场,也让更多的传统攻击平台进入更高更快的状态。也就是说,即使有一方虽然在开始阶段的能量投射方面处于劣势,但如果其能量恢复能力出众,也可能使战局发生转折。
而最终的胜利,将会倾向于最后能量保有量更大的一方,谁的剩余能量越多,谁的能量投射能力依旧可以压制对手,谁胜算越大。
必须强调的是,在整个战争过程中,对能量的运用方略将贯穿始终,以自身尽可能少的能量消耗换取敌方尽可能多的能量损失将是最大的原则,而这一点则有赖于双方指挥员主观能动性的发挥,也就是人体生物能的作用。
所以,根据“大能量中心战”理论,未来战争的胜负,将取决于一个国家平时对于能量的积累,以及战时对于能量的运用和恢复。
随着科技的发展,“大能量中心战”已经不再遥远。除了上文提及的20年前南联盟被北约“断电”以外,这些年来美军对“大能量优势”的争夺已愈发重视。2011 年 6 月,美国国防部颁发了首份《作战能量战略》,首次将能量视作可转化为战略优势的战场作战能力之一。同时,这也是国防部首次为各作战防务单位提供把握作战能量安全的统一指导,且首次依照国防授权法的要求制定军事能量方案。通过制定这一战略,国防部希望在作战能量方面实现三重目标:第一,增加作战频次,降低能量损耗;第二,促使燃料选择多元化,降低供应风险;第三,强化作战能力,削减作战成本。2012 年 3 月,国防部又出台了《作战能量战略实施计划》,为各军种落实《作战能量战略》,列出的三重目标拟订细化目标与操作路线,设定了完成目标的时间节点与各军种应承担的责任与协调义务,为各军种完善和修订各自的能量计划指明了方向。另外美国各军种也制定了自己的能量计划:如美国陆军制定了《陆军能量安全实施战略》;美国海军提出“伟大绿色舰队”(Great Green Fleet)计划;美空军制定《空军能量计划》、《能量地平线》、《能量战略计划》。
委内瑞拉之前就遭遇过多次大范围断电
除了制定相关政策,种种迹象显示其实美军在数年就已逐步将“大能量中心战”概念付诸实践。如在美国当地时间2019年4月24日10点左右,其陆军最大军事基地布拉格堡电源被主动切断,以此来测试电力系统遭到网络攻击的真实反应,持续时间超过24小时,到次日下午恢复正常。美军称,此次演习是为了找出存在于其基础设施、行动和安全方面的不足之处。
微型反应堆具备巨大价值
在2025年10月中旬,美国国防部宣布启动“雅努斯”(Janus)核能项目,计划到2028年在全国多个军事基地部署微型核反应堆,以实现全天候供电并减少对传统燃料的依赖。微型反应堆是一种功率不超过15 兆瓦的反应堆,采用模块化设计, 具有功率小、建设周期短、布置灵活、适应性强、选址成本低等特点,并能根据需要灵活提供电源或热源,反应堆换料周期长达数年,尤其是当反应堆的体积缩小至一定程度,还可用大型车载或船载,以实现移动化,因此具备巨大价值。美军认为,在偏远国防军事设施中部署微型反应堆,可大幅降低常规油料运输所产生的巨额费用,增强军事设施能源供应独立性和遭袭后迅速恢复供电的能力。当时美陆军负责设施、能源与环境事务的首席副助理部长杰夫·沃克斯曼表示,“雅努斯”项目标志着从实验性原型向商业化核能发电的过渡,旨在为陆军提供持久、安全的能源保障。根据方案,美国陆军将在首批九个基地安装微型反应堆,以提高能源自主性,减少对国家电网的依赖,并增强在停电或遭受攻击情况下的韧性(根据美陆军公布的规划,反应堆将由私营企业建设和运营,陆军与美国能源部共同负责安全监管及燃料供应)。
明显的是,美军的此类行为可以被看成是为“大能量中心战”而做的预演,说明美军已经意识到电力系统可能成为敌方打击的重点并为此提早准备。而委内瑞拉则是其首批实战对象,从2019年3月份开始,委内瑞拉国内出现多次大范围的断电,对民生造成巨大影响,委政府一度指责是美国发起的电能战。
就此次“绝对决心”行动而言,委内瑞拉时间凌晨2:00被定为行动的“零秒时刻”。加拉加斯南部及周边核心军事区域的电力供应无预警中断,同步伴随通信网络流量的断崖式下跌。互联网监测机构NetBlocks的遥测数据显示,加拉加斯地区的网络连接在攻击发起前10分钟已出现异常波动,至凌晨2:00整完全中断。这种时序上的高度重合,清晰地指向了一场精心策划的压制行动,而非电网的随机故障。就在电力与通信双重中断形成“感知黑洞”的60秒后(凌晨2:01),美军第160特种作战航空团(160th SOAR)的MH-47G“支奴干”与MH-60“黑鹰”直升机编队凭借夜视装备优势与低空突防战术,快速突入加拉加斯空域,攻入福特蒂乌纳(Fort Tiuna)军事基地及尼古拉斯・马杜罗的藏身处。
关于加拉加斯在“绝对决心”行动中停电事件的具体成因,虽然美国官方仅模糊提及采用了“某种专业技术”(a certain expertise),但多方证据表明,委内瑞拉国家电力系统(SEN)的监控与数据采集(SCADA)系统当时遭受了复杂网络攻击。攻击者通过预置的休眠恶意代码(类似“逻辑炸弹”),在特定时机向古里大坝及关键变电站的远程终端单元(RTU)发送虚假“跳闸”指令。这种攻击属于“就地取材”(Living off the Land)模式,即借助被攻击系统的原生管理工具实施恶意操作,因此这种攻击难以被常规防火墙拦截。有分析详细披露了一条可能的基于就地取材模式的攻击路径。攻击者劫持SCADA通信协议(如IEC 60870-5-104或DNP3),向控制中心发送虚假电压、频率数据;系统检测到不存在的“过载”或“失步”信号后,自动化保护机制会强制触发断路器跳闸以保护设备,最终人为引发大面积停电。
六、“能量快速响应”概念
从更深入的角度出发,围绕“大能量中心战”概念,笔者衍生出了“能量快速响应”概念。
“大能量中心战”强调能量的优势,因此提高自身能量和削弱对方能量将贯穿整个作战行动的始终,而“能量快速响应”概念的核心就是如何快速弥补突然出现的能量缺口,这对于取得“大能量中心战”的胜利具有重要的意义。
2008年的雪灾让中国损失惨重
传统的能源供应中心如电厂、水坝等体积大、位置固定、防护困难,可以想象在未来的战争中,敌方一定会将我方的能源供应中心列为重点攻击目标(这在美军对南联盟的空袭中已经出现过)。一旦某个能源中心被毁,在短时间内将会使其负责供能的整个一片区域陷入瘫痪状态。如我国南方08年遭遇了罕见的冰冻雪灾,造成的损失超过1000多亿元,其中主要原因就是大雪压塌了输电线,导致铁路运输中断,使发电厂使用的燃料无法保证供应,而发电厂“停摆”则使整个区域受灾。未来将在“大能量中心战”中大放异彩的新概念武器,如激光、微波、粒子束武器等,无一不是耗能的大户。一旦相关能量供应中心被毁,则这些武器有可能立即丧失战斗力。因此在作战中迅速恢复能量的供应即建设“能量快速响应”能力是非常重要的。
笔者认为,建设“能量快速响应”能力应注重发展以下技术:
(一)储能技术
目前储能方式主要分为三类:机械储能、电磁储能、电化学储能。
机械储能包括:抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能。抽水储能是在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库,将电能转化成重力势能储存起来,在电网负荷高峰期释放上池水库中的水发电。压缩空气技术在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中,在电网负荷高峰期释放压缩的空气推动汽轮机发电。飞轮蓄能利用电动机带动飞轮高速旋转,将电能转化成机械能储存起来,在需要时飞轮带动发电机发电。
飞轮蓄能将电能转化成机械能储存
电磁储能包括:超导储能、超级电容器储能。超导储能系统利用超导体制成的线圈储存磁场能量,功率输送时无需能源形式的转换,具有响应速度快,转换效率高、比容量/比功率大等优点,可以实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率补偿。超级电容器根据电化学双电层理论研制而成,可提供强大的脉冲功率。双电层超级电容器主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能,当外加电压添加到超级电容器的两个极板上时,极板的正电极开始存储正电荷,同时负极板开始存储负电荷,在超级电容器两极板上电荷产生的电场的作用下,电解液与电极间的界面上就会形成相反的电荷,以平衡电解液内部的电场,这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上,以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上,因此电容量非常大。
电化学储能则包括生活中常见的铅酸电池、锂离子电池、液流电池、钠硫电池等。
在笔者看来,机械储能电量足、供电持久,但是一般体积庞大、建设复杂、选址要求高,因此适合作为战略级能量储备手段,而电化学能技术应用灵活,不受地理地形环境的限制,可以对电能直接进行存储和释放,更适合各种战术平台,如舰船、战机、电驱动车辆乃至单兵数字化装备等。
(二)远距离无线输能技术
相比于有线充电的“牵牵挂挂”,在未来战争中远距离无线输能技术对于各种机动作战平台的意义不言而喻。如今远距离无线充电技术正越来越受到重视,主要的方法有电磁感应式、磁场共振、无线电波式、光电转化等,其中无线电波式最为成熟,其应用类似WiFi,利用电波作为传播媒介将电信号在有限的空间中形成一张“电网”,就好像连接WiFi一样,连接该“电网“的设备和电器就能够进行无线充电。
激光无线输电技术有助于解决无人机续航问题
而光电转化式主要是以激光等为载体,将能量传递到目的地再转化为电能,进而实现能量的远距无线传输,在未来军事领域具有极大的发展潜力。激光充能技术可以近乎无限地延长各种电驱动作战平台的工作时间(如无人机)。一旦激光充能装置的技术得到完善并使其尺寸大幅缩小后,该装置可以安装到装甲车、战舰甚至运输机上,使得“隔空加油”成为可能 。2012年,洛克希德·马丁公司与激光动力公司完成了 “潜行者”(Stalker)无人机的一系列试验,激光驱动的“潜行者”表现良好,完成了昼夜无故障飞行,这也是激光驱动技术首次实现在户外驱动无人机飞行。在2022年6月中旬,美国DARPA向业界人士发出了一份信息征询书,寻求关于使用改装的有人驾驶加油机通过激光束向无人驾驶飞行器无线传输电力的可行性信息,具体建议为空军现有的KC-135和KC-46“飞马”加油机配备“翼下动力发射吊舱”的提案提供反馈,当时DARPA要求这种吊舱将包含一个产生至少100千瓦的连续波激光器,并且要求有一个将激光器整合到加油机上的热控制单元,该解决方案还将被期望提供激光能量的光束形成和转向,“覆盖一个几乎是半球形的视场”,以确保能量到达它所需要的地方。
俄罗斯也于2016年10月完成了激光充能试验。据报道,俄“能源”火箭航天公司成功地利用激光充能系统在一小时内,为1.5千米外的手机充了电。在2021年11月该公司表示,正计划利用激光进行无线输电实验,为未来太空能源传输提供可行性测试。报道称,“能源”公司将在国际空间站俄罗斯部分的舱段外面安置发射器,在“进步”号货运飞船安装接收器。当时俄方相关负责人称,如果太空无线电力传输实验成功,将允许在未来将电能从具有强大发电能力的航天器传输到配备接收-转换器的其他航天器上,为微型卫星等提供电力以延长寿命,另外未来此类技术还可以从空间太阳能发电站向地球上的偏远地区输电,以及在月球轨道上向月球车输电。
在2025年3月,有报道称美国防部高级研究计划局(DARPA)正在推动的“持续无线能量传输”项目,试图打造一种光速无线能量传输网络,目的是实现更精准有效的战场能源补给,解决战场上美军辎重过载等问题。
据悉,“持续无线能量传输”项目瞄准的是开发一套空中能量传输平台,这一平台可进行能量波中继,改变能量波的传输方向,同时按照既定需求采集和分配能量。美国防部高级研究计划局称,这一技术“具有里程碑意义”。据该项目主管称,该项目又名 “能量互联网”,即通过构建一个多路径一体化能量网络,将处于充足能源区的能源传输给其他地区需要能源的用户,为武器平台或一线部队持久作战提供支持。下一步,研发小组将设计和验证“空中光学能量中继平台”,将地基激光波束在更远距离上进行有效传输。随着技术进一步成熟,这一技术还将用于支持构建更庞大的多路径无线能量网络。
(三)机动式大功率产能平台
车载核电站、浮动核电站和空间太阳能发电平台等机动式大功率产能平台对于国家“能量快速响应”能力建设具有重大意义。
车载核电站在上文已有介绍,此处不再赘述。
浮动核电站是利用浮动平台建造的可移动的核电站,与标准核电站相比,水上核电站抗震能力更强以及放射性物质流失可能性更小。浮动核电站可根据不同地区以及环境的差异提供不同等级的电力支持,而核电站所用的反应堆性能可靠,曾在核潜艇以及破冰船上使用过,这种反应堆每12年才需更换一次核燃料,符合国际原子能机构不扩散条约的要求。此外浮动核电站每昼夜能淡化海水达24万吨,是一个高效的“淡水源”。世界首座浮动核电站由俄罗斯建造,名为“罗蒙诺索夫号”(AkademikLomonosov),主要用于给俄罗斯北部偏远地区供电。该浮动核电站建在一艘长140米、宽30米的驳船上,装载2座35兆瓦(MW)的KLT-40S反应堆,能为20万人口的城市提供足够的电力,其运行寿命为38年,包括3个为期12年的运行周期,每个周期中间平均停产8个月。2019年12月19日,“罗蒙诺索夫院士”号在楚科奇开始正式运行。
浮动核电站是海上的“核充电宝”
浮动核电站在海洋常规能源中具有良好的经济性,远远大于柴油发电机,同时污染小。其模块化设计和建造可以在现场减少安装、制造等工作,缩短建设周期和降低建设费用,而且批量化生产以后会进一步压缩成本。一旦浮动核电站与其他清洁分布式能源结合,可以有效缓解海洋能源供给矛盾,为沿海地区和海岛上军事设施的运作、海洋资源开采、海岛居民生活、生产活动提供充足电力和热力能源及淡水供应,为周边海域开发活动奠定坚实的能源基础。在未来战争中,浮动核电站可以使原来政府鞭长莫及的一些远海岛礁地区同样变得固若金汤,不给敌方留下可乘之机。另外,由于浮动核电站具备一定的机动能力,也可以像一些急需电力的地区(如遭受了地震、海啸、台风等自然灾害)进行紧急供电,充当沿海地区与岛礁的“电力救护车”。
空间太阳能发电平台(SPS)是指在空间将太阳能转化为电能,再通过无线方式传输到地面的电力系统。相对于目前空间应用的卫星和空间站等的电源系统,其规模和能力要大得多。空间太阳能电站从其大的组成方面来说主要包括三部分:太阳能发电装置、能量转换和发射装置、地面接收和转换装置。太阳能发电装置将太阳能转化成为电能;能量转换装置将电能转换成微波或激光等形式(激光也可以直接通过太阳能转化),并利用天线向地面发送能束;地面接收系统接收空间发射来的能束,再通过转换装置将其转换成为电能。整个过程经历了太阳能-电能-微波(激光)-电能的能量转变过程。
建造空间太阳能发电平台的构想由美国科学家彼得·格拉赛与1968年提出。此概念提出以后,引起了国际上的广泛关注,以美国、日本为代表的多个国家对于空间太阳能发电平台开展了长期的研究工作。1999~2001年,美国航空航天局投资2200万美元,启动了“空间太阳能探索性研究和技术计划”(SERT)项目,总结分析了空间太阳能电站的最新进展,提出了美国空间太阳能电站的发展路线图,计划于2020年实现10MW系统的空间验证,为2030年的商业系统研制奠定基础。日本从20世纪80年代就开始进行空间太阳能发电平台概念和关键技术研究。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)组织了一个专门的委员会和工作团队开展空间太阳能电站系统研究,分为三个主题:空间太阳能发电平台概念、体系结构研究和技术验证。目前日本已经提出在2030年实现1GW商业系统运行的技术路线图。第一步是开展几十千瓦的小型系统验证,验证微波和激光的无线能量传输技术。将卫星发射到近地轨道或者月球轨道,试验将激光输送到月球表面。第二步是在国际空间站周围进行10MW级的大型可展开结构机器人组装技术验证。第三步是在地球静止轨道上建造SPS的验证系统,最终在地球静止轨道上建一个吉瓦级的商业空间太阳能发电系统。另外,中国航天科技集团公司五院“钱学森空间技术实验室”团队也已经开展了空间太阳能发电平台的具体研究工作,目前正处于研究试验阶段。
空间太阳能发电平台示意图
首先,空间太阳能发电平台能够提供灵活的电力供应,可谓“太空充电宝”,这一点对于驰援未来战争将非常重要。在未来的“大能量”战争中,由于战争的节奏空前的快,因此一旦某个能量环节出现纰漏,整个作战体系便会露出破绽,高速飞行的敌打击武器就会在瞬间乘虚而入,导致更多的能源中心被毁,形成恶性循环。而空间太阳能发电平台可以在需要的时机向某些区域紧急提供源源不断的强大电力,弥补电力缺口。而如果在地面和空中的战术平台上安装相应的能量接收装置,空间太阳能发电平台就可以直接向各种战术平台供能,不仅能延长其执行任务的时间,还能及时唤醒那些因断电而陷入“冬眠”的作战单元,真正做到“能量快速响应”。
同时笔者认为如果将空间太阳能发电平台进一步予以强化的话,就能使其升级为天基卫星发电探测打击补给充能一体化平台(简称“天台”),可以适用于各种空天作战、支援任务。如上文所述,空间太阳能发电平台的工作原理,是通过太阳电池阵将太阳能转化为电能,再以微波或激光的形式传输回地面,最后重新转化为电能。由于本身就装备有相应的微波或激光发射器,而且能够实现能源的自给,因此,空间太阳能发电平台具备成为天基定向能武器的潜力,只要解决了瞄准问题(如将微波发射器改造为雷达),空间太阳能发电平台就可以通过大功率微波或激光攻击敌方目标。在适当的时机,空间太阳能发电平台甚至可以通过调整太阳电池阵的角度,向敌方目标反射和聚焦太阳光,利用其高温产生破坏作用,或者融化敌方境内的冰雪,引发山洪、泥石流等。
另一方面,从国民经济角度出发,空间太阳能发电平台代表了未来新能源发展方向之一,可能成为大规模能源供给的方式。太阳能是地球能够利用的最丰富、最持久、最清洁的能源,由于受到昼夜,大气和天候等的影响,地面太阳能能量密度波动大,需要配置大规模的蓄电装置才能保证供电的稳定。在空间利用太阳能,不受季节、昼夜变化等的影响,接收的太阳能稳定、能量密度高,约为每平方米1353W左右。同时,通过选取特定的电磁谱段,传输过程受到天气的影响很小,可以稳定地将能量传输到地面,适合于太阳能的大规模开发利用。在地球同步轨道99%的时间可以稳定接收太阳能,并能向地面固定接收站进行稳定的能量传输。从更长远的时期来看,随着能源需求总量的提高,单单依靠地面太阳能、风能、水力等大幅度提高可再生能源的比例将十分困难。而充分利用空间太阳能巨大的能量和连续供电的优势将可能有效缓解人类对于清洁能源的需求困境。
因此,未来车载核电站、浮动核电站和空间太阳能发电平台等机动式大功率产能平台必将能够帮助相关国家在“大能量中心战”中夺取有利地位。