局部战争中的稀土
- 来源:瞭望东方周刊
- 关键字:局部战争,稀土
- 发布时间:2011-03-28 14:48
自从1991年海湾战争以来，美国已成为世界上参与局部战争最多的国家，并且在军事领域取得了几乎百分百的胜率。“现代高科技装备的军事部队在摧毁对方基本军事力量过程中，起着越来越重要的作用。”中国社科院美国研究所军备控制与不扩散研究中心主任顾国良对《瞭望东方周刊》说，这在过去20年美国发动的局部战争中十分明显。
在回顾先进武器装备的发展时，不得不提到稀土。虽然军事利用在美国的稀土消耗总量中并不占主要位置，但稀土的开发利用确实大大促进了美国军事科技的发展。从美国军事利用稀土的情况可以看到，稀土是如此关系一个国家的命运。
当然，作为世界第三大稀土储量国，美国完全可以通过重新开采本土稀土矿弥补海外进口的不足。但与之前一直保持低廉价格的中国稀土比，使用本土稀土势必造成军事成本的增加，使其不得不放慢研发及列装先进武器的步伐。
此前据《日本时报》报道，针对美国国防储备物资的分析报告称，四种稀土元素的短缺---镧、铈、铕与钆---已延误了一些武器的生产。该报告还建议进一步展开研究，以确定这种延误的重要性。
局部战争，特别是未来局部战争从一定意义上讲已经成为稀土的利用能力之战。
M1A1的取胜之道
仅在上世纪90年代，美国就发动了四场局部战争：1991年作战代号为“沙漠风暴”的海湾战争，1995年作战代号为“谨慎力量”的波黑战争，1998年作战代号为“沙漠之狐”的空袭伊拉克之战，1999年作战代号为“联盟力量”的科索沃战争。2000年后，美军又进入伊拉克和阿富汗。
在上述军事行动中，美军的主要对手都是拥有现代军队的主权国家。1991年的海湾战争以及2003年的伊拉克战争，则是美国罕见的大规模动用地面军力的军事实践。但是在海湾战争开战不久，拥有百万陆军、上万辆各式装甲车辆、号称“世界第三大军事力量”的伊拉克军队就迅速瓦解。
伊拉克陆军的主要力量是大约1000辆苏制T72坦克。在70年代投产的T72坦克曾被认为是苏联军工产业的骄傲。它秉承了苏制坦克大口径火炮、重装甲的特性，使用125毫米火炮和300毫米装甲，希望利用可靠性对抗西方的类似装备。
然而，美军使用的M1A1坦克拥有可以射穿700毫米装甲的贫铀穿甲弹以及更厚的稀土装甲钢，其横向冲击值比一般使用的碳钢提高了70%至100%。
“更为重要的是，M1A1一般可以先敌2000米发现对方。”顾国良说。
早期的T72坦克使用光学测距仪，后改进为可视距离2000米的激光测距仪。但是M1A1坦克的激光测距仪由于掺用了稀土元素，可以达到4000米的瞄准距离。
激光测距仪的原理就是用激光得到被探测物体后反射回来，通过时间差来测量中间的距离。铒、钕等稀土元素都在激光测距领域发挥着重要作用。比如掺铒的激光晶体输出的激光大气传输性能较好，对战场的硝烟穿透能力较强，为不易被敌人探测，照射军事目标的对比度较大，已制成军事上用的对人眼安全的便携式激光测距仪。
在有关海湾战争和伊拉克战争的报道中，经常出现几辆M1A1坦克在夜战中完胜十几辆T72的记录。事实上，在两次美伊地面战争中，M1A1鲜有被T72在夜间击毁的情况。
除了铒，美军的步兵和近战武器系统的夜视设备中还大量掺用了镧。
1839年，瑞典化学家莫桑德尔从粗硝酸铈中发现镧，其名来源于希腊文，原意是“隐蔽”。它是第三个被发现的稀土元素，在地壳中的含量为0.00183%，也是稀土元素中含量最丰富的一个。
中科院长春应用化学研究所党委书记、中科院长春分院稀土资源利用国家重点实验室主任张洪杰向《瞭望东方周刊》解释说，镧本身并不发光，但可以作为发光元素制造闪烁晶体，“设备加入镧元素后，就像人的肉眼加上望远镜，不仅可以看得更远，同时镧的特性还可以让人在黑暗的条件下看清楚面前的物体。”
在民用领域，镧主要用于制造特种合金精密光学玻璃，高折射光学纤维板，适合做摄像机、照相机、显微镜镜头和高级光学仪器棱镜等。但是镧的特性使其在军事上有广泛用途，特别是夜视设备。
在更早的时候，美国一直使用富镧稀土作为石油裂化催化剂。通过催化裂化处理，可以从原油中获得更多的汽油、柴油等轻质油。而含有稀土的催化剂可使催化剂寿命延长2倍，炼油成本降低20%，并使裂化装置生产能力提高30%至50%。
事实上，80年代时美国40%的稀土消耗都因为是使用富镧稀土制造石油裂化催化剂。
如何不用步兵取胜
在地面战争之外，空中力量其实是美军在局部战争中取胜的关键因素。更为重要的是，正是由于不用投入大量地面部队，避免朝鲜战争、越战巨大伤亡的覆辙，才使得美国有相对宽松的国内环境得以发动多次局部战争。
在科索沃战争中，美军几乎没有投入一名步兵就迫使南联盟屈服。而在号称“欧洲火药桶”的巴尔干半岛的历史上，若想取得战场控制权，都要牺牲成千上万的士兵。
空中力量决定战争胜负，得益于精确制导武器的发展。虽然造价昂贵，但仍低于大规模轰炸的成本。
比如在海湾战争中，美国战机曾在100公里外用两枚价值十几万美元的“斯拉姆”空对地导弹摧毁了伊拉克的一个重要水电站：一枚先在大坝上炸出洞口，第二枚从洞口穿入，将发电厂彻底摧毁。而在越战中，美军曾投入1万多架次飞机轰炸清化大桥未果，反而损失了100多架飞机。
从海湾战争到伊拉克战争，美军精确制导武器的使用率从8%提高到68%。
“导弹的精确制导方面，在相应部位加入稀土的磁性材料后，其制导所产生的精确打击就非常准确。”张洪杰说。
导弹的精确制导方面与激光测距仪原理基本一样。如果将稀土元素换成其他任何元素，效果都远不如稀土元素所呈现的好。
此外，稀土永磁材料在几场局部战争中也大展手脚。稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料。
有代表性的是第三代稀土永磁材料钕铁硼磁体。它是钕、铁、硼等组成的金属间化合物，磁性比上世纪70年代广泛使用的磁钢要高出100多倍。
如在导弹制导系统中，磁体是电子束的主要聚焦部件，它将数据传导至导弹的操纵面。在导弹的每一个聚焦制导装置中约有2至4公斤磁体，“爱国者”导弹的制导系统就使用了大约4公斤钐钴磁体和钕铁硼磁体，在电子束聚焦后实现准确的拦截。
而在先进战机的制造中，小型高功率的钕铁硼永磁驱动器多用于调节襟翼、方向舵和副翼，加强战机的操控能力。
钐钴永磁体是另一种在军事上广泛应用的稀土永磁材料。美军所有现役飞机上的发电设备几乎都使用钐钴永磁体。
稀土永磁材料还广泛应用在汽车工业、医疗设备以及磁悬浮交通设备上。在美国、日本和西欧等发达国家，稀土永磁材料在电机中的应用已占总销售额的60%以上。
日本50%的稀土永磁材料用于消费电子领域，欧洲在数控机床中应用最多，而美国则在航空、航天、军工、汽车和机床等领域电机中的用量最大。
根据工艺不同，钕铁硼磁体分为烧结钕铁硼磁体和粘结钕铁硼磁体两种。2005年，全球烧结钕铁硼磁体产量为4.2万吨，中国为3.3万吨，占世界总产量的78%。在应用稍窄的粘结钕铁硼磁体方面，中国产量也已超过全球产量的40%。
值得注意的是，虽然作为第三代稀土永磁材料的最大消耗国，美国本土的钕铁硼磁体企业在2004年已全部消失。目前除中国外，只有日本和欧洲有极少数的相关企业在勉强维持运营。
稀土导致的战争成本
除了精确制导武器，稀土已经成为先进战斗机制造中的必需材料。
比如战机实现超音速巡航，就需要稀土材料制造的发动机，以及含有稀土成分的机身，否则它在起飞后肯定毁灭于自己强大动力当中。
在整个90年代几乎主导了所有局部战争的F15、F16战斗机，其发动机多用掺钇氧化锆耐高温部件。
在反映1995年美军空袭波黑塞族的电影《深入敌后》中，男主角驾驶的F18战机、双方所用的导弹系统、美军航空母舰上的卫星热成像系统等大出风头的先进装备都藏有稀土材料的影子。
大型航空、航天器使用稀土合金已经成为共识。以空客A380、波音787这些世界上最大的飞机为例，其机体特别是机翼都是稀土合金材料。而大型客机一般都可以用于改装轰炸机和运输机。
除了宙斯盾战舰上的雷达系统、俄亥俄核潜艇上的声纳、单兵电脑上的硬盘、迫击炮使用的稀土球墨铸铁炮弹，连美军在伊拉克城市中广泛使用的大功率扬声器都使用稀土。
过去20年是美国军费大幅增长的20年，几场局部战争是增长的根本原因。仅在21世纪的前7年里，美军开支增幅就高达59％，如今已创下年1万亿美元的纪录。
顾国良认为，现代战争与以往大不相同，一般是由高科技装备的军事设备先发制敌，并为最后的决胜奠定基础。
目前，美军在局部战争中已经形成了以巡航导弹发动，空中打击作为主力，陆海空天电子一体的现代化战争模式。它之所以可以摆脱传统作战形式，先进装备的研发和列装是根本原因。
未来装备中稀土的使用量将更多、更广泛。如果稀土不再像过去那么低廉，其后果可想而知，至少美军发动局部战争的经济制约会更明显。
顾国良说，虽然对于美国军方和军工集团来讲，打局部战争可以从国家拿到更多资金。但对美国政府来讲，军费开支过大，肯定会遭到国民和纳税人的强烈反对。
张洪杰则认为，目前包括美国等西方国家将元素周期表里的32个元素列为战略元素，17种稀土中，除人造的钷之外所有16种元素均位列其中，“占所有战略元素的一半，可见稀土作为战略元素，在西方军事装备当中的重要地位和意义。”■
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