由于对抗性的反介入/区域拒止(A2/AD)战略,美国在力量投射方面的军事优势已大大削弱。在这些 A2/AD 战略的影响下,出现了多领域、网络化的同级对手作战环境,威胁着长期以来的军事发展趋势。美国国防高级研究计划局的研究人员认识到能源是战争中的基本要素,因此开发了一种能源网优势组合,以探索优化能源分配的创新方法,从而创建一个更具活力和弹性的网络。这个能量网优势框架为战争的基本特征提供了一个新的视角,揭示了利用无线能量分配技术突破优化军事效果交付的新机遇。

能源网优势(EWD)框架

能源网优势框架并不是一套新技术,而是对战争的一个基本方面的认识。在此框架内,DARPA 已将突破性配电技术确定为一个成熟的颠覆性领域。在开发新的能源存储和发电技术方面已经投入了大量资金,DARPA 还在寻找重点投资可产生巨大影响的领域,如无线能源传输。EWD 框架并不主张无线能量传输是所有能源方案的正确解决方案。相反,它寻求优化能量流,以提高速度和弹性。

事实上,在某些情况下,所需的能量密度无法通过无线方式提供。例如,超音速飞机的体积相对较小,需要的能量较多,如果不考虑重大的传输和冷却挑战,很可能无法通过无线方式提供。无线能量传输是技术工具集的一个重要补充,但这并不意味着其他能源生产、存储和分配领域的持续进步不再重要。从根本上说,EWD 将关注所有领域的进展,并继续优化能源网络,以实现效果交付。举例来说,如果电池的储能密度是目前的一万倍,那么无线电力传输在整体能源优化中的重要性就会降低。

这一框架确实建议将新的重点放在作为机动基础的网络上,而不是平台上。在许多情况下,这允许通过不需要太多能量的节点而不是快速平台来传递效果。与其让耗能、昂贵的超音速飞机传递效果,不如让移动相对缓慢、节能、廉价的高空节点充当传递光速效果的通道。因此,虽然对于一些使用无线电力传输技术的平台来说,传输能量密度仍然是一个挑战,但 EWD 框架本身提供了潜在的解决方案。

同级对手的作战环境是多域和网状网络化的。美国《国防战略》已将大国确定为步调威胁,因此同级对手作战环境是 DARPA EWD 组合的主要激励环境。在这种环境下,击败单个传感器或射手不足以创造持续优势。正如前美国和阿富汗国际安全援助部队指挥官、联合特种作战司令部将军斯坦利-麦克里斯特尔(Stanley A. McChrystal)常说的那样:"要打败一个网络,你需要一个网络。虽然麦克里斯特尔的这句话是针对人际网络而言的,但它反映了一个更深层次的道理,即在整个网络中建立弹性和动态的联系可以提供竞争优势。

军事技术的发展使所有战争越来越依赖于网络。能源网络优势框架将能源也纳入考虑范围,从整体上审视从能源生成到决策再到效果交付的路径,从而大大扩展了网络能力的范围。以史为鉴,在作战空间中有效利用能源显然是作战艺术的核心。探索新能源技术对美军现代化至关重要。

图 1. DARPA 的持久性光学无线能量中继计划 (POWER)

图 2. 利用分布式相干射频发射器为飞行中的无人机充电

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