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第十一节 军事高技术概述
添加者:佚名点击数:添加时间:2013-09-07 10:11:46

科学技术特别是军事高技术的发展,正在军事领域引发一场深刻的变革。从海湾、科索沃、阿富汗和伊拉克等局部战争中可以看出:现代战争已进入信息时代,战场对话已经成为高技术武器装备的较量;谁拥有军事高技术,谁就能占据更大的战争主动权,为获取战争胜利奠定物质技术基础。

一、军事高技术的概念与分类

    军事高技术是指建立在现代科学技术成就基础上,处于当代科学技术前沿,以信息技术为核心,在军事领域发展和应用的,对国防科技和武器装备发展起巨大推动作用的高技术总称。军事高技术的范围十分广泛,分类也各种各样。从高科技向军事领域自然延伸的角度,军事高技术可分为六大领域:军用信息技术、军事航天技术、军事海洋开发技术、军用生物技术、军用新材料技术、军用新能源技术。

    从军事高技术与武器装备的关系出发,军事高技术可分为两大类型:一是支撑武器装备发展的基础技术,主要包括微电子技术、光电子技术、计算机技术、新材料技术、高性能推进与动力技术、仿真技术、先进制造技术等;二是直接用于武器装备并使之具有某种特定功能的应用技术,主要包括侦察监视技术、伪装与隐身技术、精确制导技术、信息战技术、指挥控制系统技术、军事航天技术、核化生武器技术、新概念武器技术等。

    二、军事高技术的主要特点

    军事高技术是高技术的重要组成部分。它既具有高技术的共同特征,又有其自身的特点。军事高技术与一般技术相比,具有以下七大特点:

    1.高智力

    高技术是知识密集型技术,其发展和运用都必须依靠创造性的智力劳动,依靠富有创新意识、创新能力的高素质人才,体现了高智力的特性。比如半导体集成电路,从成本上讲,原料及能源仅占其总成本的2%,而其余98%都是智力含量。

    2.高投资

    高技术的研究开发,需要昂贵的设备和较长的研制周期,因而需要耗费巨额资金。据目前统计,一般高技术企业用于研究开发的经费占其产品销售额的比例高达10%~30%,而科研成果产业化的投资又比研究开发投资高出5~20倍,形成高技术产业后的设备更新投资还会越来越大。

    3.高竞争

    高技术的竞争性,决定了谁先掌握并应用高技术,先研发出新武器装备并抢先用于战场,谁就能占据战争主动权。为此,世界军事大国都试图在高技术发展的竞争中占据主动。

    4.高风险

    高技术研究本身蕴涵着巨大的风险。高技术竞争的失败,对民用技术而言,就意味着企业投资的失败;对军事技术而言,则意味着国家利益将受到损害。以航天技术发展为例,40多年来取得了神话般的巨大成就,但在 1961年 3月 23日 ,苏联的邦达连科就成为航天事业献身的第一人;l986年1月28日,美国“挑战者”号航天飞机失事; 2003年 2月 1日 ,“哥伦比亚”号航天飞机重返大气层时空中解体,可见其风险之大。

    5.高效益

    新型武器装备往往是军事高技术的物化,是军事高技术的综合集成。战争实践证明,军事高技术成果一旦转化为新型武器装备,不仅能够大大提高部队战斗力,而且能够逐步改变作战样式甚至战争形态。比如航天技术,其投资效益比高达1:14,充分体现了高效益的特点。

    6.高保密

    高技术本身具有极强的综合性和技术辐射性,隐含着巨大的潜力,更加强调保密。高技术的保密,对于民用技术来说,保的就是“金钱”;而对于军事技术,保的则是“生命”。比如F-ll7隐形战斗轰炸机,l982年8月23日服役后一直处于高度保密之中, 1989年 12月 20日 首次用于巴拿马战争;海湾战争中使用42架,出动1000多架次,却完成了对战略目标40%的空袭任务,特别是对95%巴格达战略目标的打击任务,作战能力和效果十分突出; 1999年 3月 27日 被南联盟军队击落后,这种世界上先进隐形战机的技术暴露无遗,作战能力大大降低。

    7.高速度

    高技术产业是目前发达国家经济中最活跃也是增长速度最快的领域。美国经济在“9· 11” 事件前已连续十多年呈现高增长、低通胀趋势,都是以信息技术为龙头的高技术产业带来的结果。高技术产业的成功,不仅表现在产值、产量的发展高速度上,而且还突出表现在产品性能更新的高速度。比如计算机芯片的处理速度,从其诞生至现在几乎每隔l8个月就翻一番。

    三、军事高技术的发展与应用

    当前,军事高技术前沿领域主要有:军用信息技术、作战平台技术、军事航天技术、新概念武器技术、军用新材料技术、先进推进与动力技术、军用生物技术和核武器技术等。其中,军用信息技术、作战平台技术、军事航天技术、新概念武器技术的发展和应用,直接影响现代战争的作战样式和进程;军用生物技术发展的潜力巨大、影响深远。本节主要介绍军用信息技术、军用新材料技术和军用生物技术的发展和应用。

(一)军用信息技术

1.微电子技术

    微电子技术,即是使电子元器件及由它组成的电子设备微型化的技术,其核心是集成电路技术。1958年第一块集成电路的诞生,标志着微电子技术开始步人人类文明的殿堂。衡量微电子技术发展水平高低的标志是集成度。集成电路产品的生成主要包括两项关键技术:一是原材料,二是制造工艺。

    目前,集成电路普遍使用的制造材料是硅材料。随着集成电路运行速度和集成度的不断提高,砷化镓半导体材料正逐渐占据重要地位。砷化镓与硅材料相比,在同样条件下,其载流子的迁移速度要快5~7倍。以砷化镓为基片制成的集成电路与传统硅电路相比,其运行速度提高了1000倍,具有低功耗、抗辐射、耐高温以及寄生电容小等优点。

    在制造工艺方面,目前仍普遍采用平面加工工艺。白l959年生产集成电路以来,集成度以每10年增大250倍的速度在发展20世纪90年代末已达到在350平方毫米的晶片上集成5亿个元器件的水平。预测到2010年,集成度可高达10亿。未来10~20年将采用生物技术制造晶体管,集成电路性能将越来越高,用途也将越来越广。

    随着微电子技术发展水平的不断提高和在军事领域的广泛应用,武器装备的性能将发生巨大变化:一是武器系统的体积、质量和功耗大大减少,可靠性大大提高。二是武器系统自身的信息处理能力得到质的飞跃,使一些原来作为设想的高技术兵器成为现实。三是传统装备的电子化水平将不断提高,从而使保障手段逐步走向多样化和智能化。

    2.计算机技术

    计算机是由电子器件及相关设备和系统软件组成的自动计算系统。它具有极强的数据处理能力、较强的记忆能力和一定的思维能力。世界上第一台电子数字计算机于l946年在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院研制成功,总共用了1.8万只电子管,总重量达30吨,运算速度为每秒5000次。当前,根据数的表示方式和计算原理的不同,电子计算机通常分为数字计算机和模拟计算机两大类,前者是对离散形式表示的数进行操作,而后者是对连续变化的物理量进行处理。

    从20世纪90年代初期以来,混合计算机和多媒体计算机的发展也十分迅速。混合计算机是指既能处理数字信息,又能处理连续变化的物理量的计算机,它由混合接口、数字计算机和模拟计算机三个主要部分组成。其主要功能是实时仿真系统,如仿真导弹系统、航天飞行器系统等。多媒体计算机是具有综合处理文本、图形、图像、声音、视像等多种媒体信息能力的计算机。它具有数字化、集成性和交互性等特点。

    计算机软件包括计算机程序和程序所使用的数据以及有关的文档资料。衡量软件质量的标准,主要包括可靠性、功能、性能、可移植性、可维护性、界面友好等。软件技术是一个非常庞大的领域,随着软件的规模越来越大,如何测试程序已成为当今软件业面临的最大问题,也是软件生产中成本最高的部分。目前,软件编制工作中的50%是测试和验证,因此测试对软件的发展至关重要。

    目前,计算机技术已在军事领域广泛应用,成为现代战争中战斗力的倍增器。比如计算机辅助制定作战计划,精确引导和定位以及智能化武器系统等,使得现代战争发生了翻天覆地的变化。除此之外,计算机还广泛地应用于军事训练、新型武器研制、军事科研与评估等各个方面,如武器训练模拟器、驾驶模拟器、维修模拟器和作战模拟系统等。随着计算机技术的发展,尤其是超级计算机的发展,计算机在武器系统中的应用还将更加广泛,对现代军事的影响也将会更加强烈。

    (二)军用新材料技术

    军用新材料技术,是指用于制造各种先进军事装备的高性能材料或新兴材料的研制与应用技术。目前,信息技术、材料技术、能源技术已成为现代高技术的三大支柱。而新材料技术又是其他高技术发展的物质基础和重要依托。

    按新材料的用途,可分为信息材料、新能源材料以及在特殊条件下使用的结构材料和功能材料。信息材料是指用于信息获取、处理、传输、贮存等而开发的新型材料,如半导体材料、敏感材料、光导纤维材料和信息记录材料等属此类。新能源材料是指为开发新能源而研制出的新材料,如光电转换材料、超导材料、高密度储氢材料、高温结构陶瓷材料等。结构材料和功能材料,是指在特殊情况下使用的高负载、超高温、超低温等特殊材料。其中,结构材料主要是利用材料的力学性能(如刚度、强度、塑性、韧性等)发挥作用;功能材料则是主要利用材料的物理性质和化学性质(如光、声、电及化学特性等)发挥作用。

    目前,在军事领域应用的新型材料,主要包括高温材料、功能材料和复合材料等。高温材料的应用范围十分广泛,主要是汽车、坦克、军舰、飞机、导弹的发动机,以及航天飞机、宇宙飞船等表面需要的材料。功能材料在研制隐形武器装备方面发挥着巨大作用,比如反雷达隐形材料可以吸收或衰减大量雷达波信号,既可以涂敷在飞行器表面上,也可作为飞行器的结构材料,好的吸波材料可以吸收99%以上雷达波能量。复合材料在提高现代武器平台的整体性能方面正发挥着巨大作用,其应用部位已由次承力部件发展到主承力部件。用高性能纤维及其纺织物增强不同基体所制成的高级复合材料,因其强度大,相对密度小,不仅可以大大降低装备自身的信号特征,而且还具备良好的气动性能,在航空、航天武器装备中有着十分广泛的应用前景。

    (三)军用生物技术

    生物技术是以生命科学为基础,利用生物(或生物组织、细胞及其他组成部分)的特性和功能,设计、构建具有预期性状的新物质或新品系,以及结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理,进行加工生产,为社会提供产品和服务的综合性技术体系。主要包括:基因技术、生物生产技术、生物分子工程技术、纳米生物技术、生物耦合技术及仿生技术等系列技术。随着生物技术的快速发展,在军事领域应用具有巨大潜力。

    生物技术可用于发展高性能的信息探测系统、通信系统、导航定位系统和信息处理系统等。美军已研究出可探测生物战剂的专用抗体传感器、酶传感器及生物战剂探针,并利用大规模集成电路的手段获得了带有l3.5万个基因探针的DNA芯片,可直接用于基因武器的侦检。同时,利用仿生技术制造的各种信息搜集系统,可以大幅度提高探测、监视和导航能力。例如,模仿复眼结构制成了多元相控阵“蝇眼”雷达、高能宇宙射线空气簇射“蝇眼”探测器和复眼照相机。

    生物计算机发展的另一个重要方向是DNA计算机。DNA分子中的密码相当于存储的数据,DNA分子间可以在某种酶的作用下迅速完成生物化学反应,从一种基因码变为另一种基因码,反应前的基因码可以作为输入数据,反应后的基因码可以作为运算结果。由于DNA计算机的每个链本身就是一个微处理器,因而它的运算速度快,几天的运算量就相当于目前世界上所有计算机问世以来的总运算量。它的存储容量也非常大,1立方米的DNA溶液可存储1000亿吉比特数据,超过目前所有计算机的存储容量。另外,DNA计算机所消耗的能量只有一台普通电子计算机的十亿分之一。它可以实现现有计算机无法真正实现的模糊推理功能和神经网络运算功能,是发展智能计算机的一个突破口。

    采用仿生设计可显著提高作战平台的性能和生存能力。比如海豚有极佳的流线型体型,依照海豚的体形轮廓和身体各部位比例,建造的新式核潜艇,其航速提高了20%~25%。美国海军仿制了“人工海豚皮”,用这种人造海豚皮包在鱼雷表面,阻力减少了50%,速度提高一倍。另外,F— 117A 的外形像一个由多面体组成的燕子,B— 2A 战略轰炸机外形像一只大蝙蝠,这都是由于它们采用了隐身外形设计,据称这种设计能散射30%左右的雷达波。

    基因武器是运用基因技术对已有的生物战剂(细菌、病毒和毒素等)或良性物质,进行有目的的修饰或改造,制造出新的生物战剂。日本已通过基因重组的方法把肉毒毒素植入良性原料试剂中,成功地研制出了一种新的大肠杆菌生物战剂,未来目标是要研究一种含有剧毒结构成分且具有一定潜伏期的生物战剂。另一种专门攻击某一类人种的基因武器(也称种族基因武器)也正在研究之中。据英国医学家透露,医学上正在发展的“神弹”基因治疗方法可能被用来研制可怕的灭绝种群的基因武器。

生物技术是一项具有革命性的高技术。现阶段,虽然军事生物技术的发展尚处在初期,但随着21世纪生物学时代的到来,生物技术将在军事领域里大显身手。它的飞速发展将把军队武器装备的高技术化推向更高层次。

四、军事高技术对现代战争的影响

随着高技术的发展及其在军事领域的广泛应用,军事高技术已经对现代战争行动产生了巨大影响。其可概括为“五化”。即:侦察立体化、指挥控制智能化、反应快速化、打击精确化、防护综合化。   

(一)侦察立体化

    侦察立体化,通俗地讲就是“眼观六路、耳听八方”。在未来战争中,新型信息化装备将使战场更透明,可实现全球感知,实时进行远程指挥控制。从大洋深处到茫茫太空,布满了天罗地网式的侦察监视系统。水下的声纳,能够偷偷寻找军舰和潜艇的踪迹;地面的传感器,能够警惕地注视人员与车辆的动静;空中的侦察飞机,能够同时监视高空、低空、地面海上的各种活动目标。比如E— 3A 预警机当飞行高度为 9千米 时,可以探测到500~650千米远的高空目标、300~400千米远的低空目标和270千米远的巡航导弹。间谍卫星,“站得高,看得远”,其侦察效果更加显著。比如同样一架视角为20度的照相机,装在 3千米 高的侦察机上,一张照片可以拍摄到1平方千米面积的地面;装在300千米高的侦察卫星上,一幅照片可囊括1万平方千米的范围。如果把侦察卫星定位到地球同步轨道上,则一颗卫星就能同时看到太平洋两岸,监视地球表面42%的面积。

    在未来战争中,“侦察—判断—决策—行动”的回路越来越短。信息化装备的广泛使用,使得争夺信息优势成为高技术战争的首要任务。特别是战略信息战,就如核战争一样具有大规模毁灭性作用,将成为新的威慑手段。美国参联会原副主席欧文斯曾对美伊两军的侦察监视能力做过一番比较,得出的结论是:如果交战的一方“可以一天24小时,仅以30秒钟的延迟、在各种气象条件下、透过云层、在10厘米的误差以内非常精确地看到另一方,而他的对手则不能,他一定会赢”。侦察能力的差异性,决定了交战双方的不对称性。

    (二)指挥控制智能化

    现代军事高技术的发展和应用,使武器装备的射程、威力、精度都几乎达到了各自的极限。交战双方的差别,在很大程度上取决于其对作战力量的指挥控制水平上。在战役和战术级,信息战的表现样式是以电子战为核心的指挥控制战,夺取制信息权的核心是使拥有信息密集型武器的部队取得信息能力的优势。

    未来战争,以计算机为核心的网络将把所有的通信系统、探测装置和武器系统联成一体,作战将从“以平台为中心”转向以“网络为中心”。美海军网络中心战的网络结构由三个互相链接的部分组成。即:探测装置网络、交战网络和信息传输网络。网络中心战的体系分为三级:第一级战术级,网络用户数量在24个以内,信息传输时间为零点几秒,信息精度达到武器控制级;第二级为战区级,网络用户数量在500个之内,信息传输时间为秒级,精度达到部队的控制所需的要求;第三级为战略级,网络用户数量在1000个之内,信息传输时间为分钟级,精度达到部队的协同所需的要求。各级指挥官利用网络交换大量信息,感知整个战场的态势,阐述指挥意图,制定作战计划,解决各种问题。网络中心战特点是提高了部队的指挥速度,建立了对战场空间的持续的完备的态势感知。

(三)反应快速化

    兵贵神速”历来是兵家所追求的情形,但传统武器装备因受技术条件限制,常常“欲速不达”。高技术武器装备在现代战争中应用,才使“兵贵神速”成真,实现了机动快、反应快、打击快和转移快。

    高技术武器从发现目标到攻击目标的反应时间也大为缩短。当前,计算机控制的火控系统,能在96秒内操纵4门火炮摧毁35个分离的目标,而传统武器,摧毁这些目标需要2个小时。在信息化战争中,“被发现就意味着被命中”。对于现代防空系统的反应时间,那更是以秒计时。如美国的“爱国者”、俄罗斯的“C— 300” 地空导弹系统的反应时间为15秒,我国的“红旗”系列地空导弹的反应时间为15~20秒,等等。

    在未来战争中,时间因素将变得越来越重要。西方军事家已经把“兵贵神速”赋予了新的含义,即“时间就是一切,时间就是胜利”、“时间是未来战争的第四维战场”。越来越强调战争准备的及时性,战争指挥控制的实时性,战争行动的突然性。战争从旷日持久向速战速决演变,战争的进程将大大缩短。

    (四)打击精确化

    精确打击武器和精确的信息支援系统有机结合,使得精确打击成为战争的重要样式。攻击精度越来越高、距离越来越远。精确打击在现代战争中的地位日益重要。根据推算,就杀伤破坏效果而论,爆炸威力提高l倍,杀伤力只能提高40%;而命中概率提高1倍,杀伤力却能提高400%。

    统计显示,越南战争中,所用精确制导弹药占总弹药数的比例仅为0.02%,海湾战争达8%,科索沃战争为35%,阿富汗战争为56%,伊拉克战争达68%。目前,一种全新的作战样式——“精确战”,正在登上战争舞台,它要求探测目标精确,攻击目标精确,摧毁目标精确,毁伤评估精确。

在求“精”的同时,借助军事高技术特别是智能化技术,未来战争也开始在“巧”字上下功夫。比如对于人,是打死好还是打伤好;对于物,是打碎好还是打废好。随着时代的发展,人们已经开始重新审视这个古老而又崭新的话题。美国人认为,要想最有效地削弱敌人的战斗力,致死不如致伤,致伤不如使其失能。这里讲的“失能”,既可以指武器,也可以指人员。这样的战争,效费比更高,副作用更小,后遗症更大。

(五)防护综合化

    保存自己,消灭敌人”是一切战争的共同原则。由于现代侦察、监视和探测手段具有全方位、全频谱、全天候、全时域的特点,进攻一方如果不能有效地保护自己,就可能出现“发难者先遭难”的结局。

    现在,当一架战斗机在重要地区 300米 以上高度飞行时,可能受到800~900部雷达的照射,其中可能有300~400部雷达以600~700个不同频率的波束进行搜索,有30~40部雷达跟踪飞机。如果再加上光电探测设备的威胁,战场电磁环境必将更加复杂。这对飞机、导弹等进攻性武器是一个严峻的挑战。在这种情况下,防护的地位显得特别重要。海湾战争中,F 117A 飞机大出风头,且无一损伤,其奥妙之处,便是借助于外形设计和表面涂料,有效地实现了隐身要求,其雷达反射面只有0.1平方米,和一顶钢盔差不多。

    除了隐身技术外,先进伪装、预警告警、致盲致眩、施放诱饵、加固装甲、防电磁脉冲等等,也都成了现代武器装备的防护手段。对于武器装备处于相对劣势的一方而言,搞好防护和伪装隐蔽,直接关系到胜败与存亡。科索沃战争中,南斯拉夫人民和军队敢打善藏,在北约进行的78天的空袭轰炸中,巧妙地保存了自己的军事实力。由此可见,那种认为“高技术侦察监视手段发展了,伪装隐蔽没有意义了”的观点是错误的。

    军事高技术的发展给现代战争带来的新变化,还远远不止这些。随着新军事革命的兴起及在全球范围内的迅速拓展,未来战争还将出现更多新的变化。

 

思考题:

    1.什么是军事高技术?

    2.军事高技术具有哪些特点?

    3.军事高技术前沿领域主要包括哪些方面?

    4.军事高技术对现代战争带来哪些影响?