外軍野戰(zhàn)輸油管線的發(fā)展與啟示

雍歧衛(wèi),姜俊澤,何德安,李 江

(解放軍陸軍勤務學院， 重慶 401331)

野戰(zhàn)輸油管線(簡稱野戰(zhàn)管線)是一種野戰(zhàn)條件下使用的裝配式輸油管線，用于大量散裝油料的長距離輸送[1]。使用時臨時鋪設，現(xiàn)場連接，即用即鋪，用完即撤，與固定管線相比，具有鋪設展開速度快、機動轉移靈活、使用方便等優(yōu)點[2]。

1933年底，蘇軍首次研制出野戰(zhàn)管線，總長100 km，管徑75 mm，輸油能力為350 t/d；1937年，成功完成了穿越薩芬河鋪設野戰(zhàn)管線任務；經過1938年哈桑湖戰(zhàn)斗和1939年哈拉哈河戰(zhàn)斗，蘇軍確定研制更大運量、更長距離的油料輸送裝備，1941年5月，完成了新型管線的設計方案；1942年5月，衛(wèi)國戰(zhàn)爭爆發(fā)，為了打破德軍的封鎖，蘇軍從拉多加湖底鋪設野戰(zhàn)管線，至1943年3月累計向列寧格勒市輸送油料4萬多噸。1942—1945年，蘇軍還多次用野戰(zhàn)管線穿越河流，保證了油料前送[3-5]。

1939年，美國殼牌石油公司設計出了野戰(zhàn)管線，二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，油料的巨大需求使野戰(zhàn)管線大規(guī)模付諸應用。1942—1945年，美軍在歐洲、非洲等各大戰(zhàn)場鋪設野戰(zhàn)管線達17 000多千米，約70%的作戰(zhàn)油料是用這些管線運送的，為盟軍迅速橫掃歐陸，直搗德國納粹老巢起到了重要作用[2-3]。

1943—1945年，在亞洲抗日戰(zhàn)線，美軍從印度經緬甸至我國云南鋪設了總長度達3 200 km的野戰(zhàn)管線，其中，中國境內的1 100 km與中國軍隊合建。至抗戰(zhàn)勝利，這條管線共向印度、緬甸以及中國的聯(lián)軍輸送了約57×104m3的油料，為中國以及整個亞洲的抗戰(zhàn)勝利起到了無法估量的作用。

二戰(zhàn)中野戰(zhàn)管線的大量使用突顯出了其巨大的優(yōu)勢和重要作用，美軍認為野戰(zhàn)管線是陸地上大量運送散裝油料最有效、最可靠的手段[6]。

1 外軍野戰(zhàn)管線的創(chuàng)新發(fā)展

盡管野戰(zhàn)管線在二戰(zhàn)中大顯身手，但受當時技術和經濟等條件的制約，仍存在很多不足。管材單一，均為鋼質管線，質量較重，機動性較差，不能滿足不同場合的需求；管子口徑小，輸送量低，無法滿足大運量輸送任務要求；管子為槽頭式，采用半環(huán)式組合連接器連接，操作程序繁瑣，只能人工作業(yè)，鋪設速度慢，勞動強度大。戰(zhàn)后，世界各主要軍事強國不斷投入巨資大力發(fā)展野戰(zhàn)管線，逐漸形成了多種材質、多種規(guī)格、多種連接方式、數(shù)量龐大的野戰(zhàn)管線系統(tǒng)，成為運輸油料的軍事后勤大型骨干裝備。

美軍在20世紀50～80年代先后研制裝備了直徑100 mm、150 mm、200 mm和300 mm鋼質野戰(zhàn)管線，以及100 mm、150 mm軟質野戰(zhàn)管線；90年代研制裝備了內陸油料分發(fā)系統(tǒng)(Inland Petroleum Distribution System，IPDS)，其中，輸油管線為鋁合金材質，采用鉸合式快速鎖緊連接器；進入21世紀，又研制出快速安裝式油料輸送系統(tǒng)(Rapidly Installed Fuel Transfer System，RIFTS)，這是一種高壓軟管輸油系統(tǒng)，美軍使用該系統(tǒng)可以在世界各地用5天時間完成160 km管線鋪設，快速為部隊提供油料保障[7～9]。

蘇軍在二戰(zhàn)后不久即研制配備了直徑100、150 mm鋼質野戰(zhàn)管線，20世紀70～80年代又研制裝備了可自動連接鋪設的直徑100、150、200 mm承插式合金鋼野戰(zhàn)管線，并提高了管線的工作壓力和輸送量，日輸量分別達1 200 t、3 000 t和7 000 t。阿富汗戰(zhàn)爭中，蘇軍從蘇阿邊境到喀布爾北的補給基地鋪設了1 200 km的野戰(zhàn)管線，輸送了約90%的油料[10-11]。

除美、蘇軍外，英、法、德軍等同樣也大力研發(fā)裝備了大量的野戰(zhàn)管線。

2 外軍野戰(zhàn)管線發(fā)展的啟示

外軍野戰(zhàn)管線的大力發(fā)展為我軍提供了有益的借鑒和參考，我軍從20世紀60年代開始進行教學與研制，經過幾十年的建設和發(fā)展，實現(xiàn)了管線裝備從無到有、規(guī)模數(shù)量從少到多、品種規(guī)格從單一到多樣、技術水平從落后到先進的快速發(fā)展，特別是近十年來，著力開展數(shù)字化野戰(zhàn)管線部隊建設，在野戰(zhàn)管線系統(tǒng)集裝集成化、鋪設展開作業(yè)機械化、輸油運行監(jiān)控自動化、調度指揮信息化等諸方面取得了長足進步，為實現(xiàn)“保障有力”奠定了重要基礎。但未來高技術戰(zhàn)爭對野戰(zhàn)管線提出了更高、更苛刻的要求，因此，緊跟技術發(fā)展前沿，瞄準發(fā)展動態(tài)與趨勢，進一步提高野戰(zhàn)管線整體技術性能，尤為必要和關鍵。

2.1 管子輕量化、高強度化、大流量化

不斷采用新材料、新工藝，進一步改善管材力學性能及水力特性，以減輕管子質量、增強管子強度、降低水力摩阻，一直是提高野戰(zhàn)管線的快速機動性和輸送能力的首要途徑。

二戰(zhàn)及其后相當長一段時期內，野戰(zhàn)管線均采用鋼質管線，質量重，機動性差，鋪設速度慢，越來越受到各種復雜條件的制約。美軍在20世紀末研制的IPDS，輸油管采用鋁合金管，比鋼管輕便，機動性明顯增強，但管子強度不高，且價格貴；后來又新研制、并正加緊改進完善的RIFTS，管子采用高強度芳綸材料制造，是一種可壓扁收卷的聚氨酯軟質管線，更為輕便快捷，可在各種復雜地形下，以超過32 km/d的速度快速展開，管子直徑150 mm，工作壓力達3.5～5.0 MPa，晝夜輸量達3200 m3，可滿足戰(zhàn)場上快速展開與機動轉移、大流量輸油的需要[7-8]。蘇軍在20世紀七八十年代研制裝備了高強度、大流量合金鋼野戰(zhàn)管線，后又針對合金鋼管太重，不利于管線鋪設的實際，研制出了復合塑料鋼管，每根管子重不足鋼管的1/2，投入使用后大大提高管線鋪設速度[10-11]。

當今世界科學技術的快速發(fā)展，各種新技術、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，為野戰(zhàn)管線的發(fā)展提供了新的發(fā)展空間。研究發(fā)展新型野戰(zhàn)管子，采用高性能的合金鋼金屬管材以及玻璃纖維、碳纖維甚至納米材料等非金屬復合管材等，將進一步實現(xiàn)野戰(zhàn)管線的輕量化、高強度化和大流量化[12-17]。

2.2 功能模塊化、包裝集裝化、作業(yè)機械化

野戰(zhàn)管線裝備功能模塊化、工藝流程集成化、包裝集裝化是提高籌措準備、裝卸運輸、分發(fā)配送、展開撤收速度，減輕作業(yè)勞動強度的重要途徑；研發(fā)設計、改進完善管子自動連接鋪設技術、自動布管收管技術、管件自動分發(fā)回收技術是實現(xiàn)野戰(zhàn)管線作業(yè)機械化、提高作業(yè)效率的關鍵。

美軍IPDS管線系統(tǒng)的過濾、計量、清管器收發(fā)等工藝流程設備均按單元進行了模塊化集成，且其管子、管件、閥門等所有裝備器材均以5英里為一個單元，全部進行了集裝化包裝，采用國際標準20英尺集裝箱裝運，管線部署時，根據(jù)需要的長度，按單元發(fā)放，便于快速展開；美軍RIFTS全部實現(xiàn)了模塊化，全套裝備分為泵站模塊、軟管卷盤模塊、指揮控制模塊、泄漏監(jiān)測模塊、計算機輔助設計模塊等五個部分，其中，泵站模塊、軟管卷盤模塊采用國際標準集裝箱包裝或按其外形尺寸設計，均可采用整體自裝卸車進行裝卸和運輸，而軟管可實現(xiàn)全自動展開和撤收作業(yè)，如圖1所示，兩名作業(yè)人員在1 h內即可展開3.2 km管線[7、8]。RIFTS具備有效后勤保障所需的許多基本特點，體現(xiàn)了野戰(zhàn)管線的最新發(fā)展趨勢。

俄軍野戰(zhàn)管線裝備了可進行自動連接鋪設的鋪管機(圖2)，實現(xiàn)了管線鋪設作業(yè)機械化，主管采用集束包裝，實現(xiàn)了裝卸作業(yè)機械化[11]。

我軍近年完成了鋼質野戰(zhàn)管線的集成集裝化研究，將品種眾多、數(shù)量龐大的管線裝備器材按功能需求設計成泵站模塊、計量站模塊、線路模塊、穿跨越模塊、指揮控制模塊等，均采用標準集裝箱或方艙包裝，實現(xiàn)了管線器材附件機械化整體裝卸與配送、管子集束與自動布放、連接器膠圈自動化分發(fā)，大幅度提高了鋼質野戰(zhàn)管線的遠程投送能力、應急反應能力和鋪設展開速度。今后一段時期，加快承插式鋼質管線自動鋪設技術與裝備、槽頭式鋼質管線自動連接技術與裝備、軟質管線全自動展收技術與裝備等的研發(fā)和應用，將使我軍野戰(zhàn)管線的機械化水平得到進一步提升[18-20]。

2.3 調度指揮信息化、操作控制智能化、運行管理數(shù)字化

現(xiàn)代后勤保障對信息的依賴程度越來越高，信息是油料保障的核心資源，“物質流”必須與“信息流”有機結合才能使油料保障迅速形成保障力、戰(zhàn)斗力。利用先進的信息技術、通信技術、網絡技術等，可以實時掌握野戰(zhàn)管線的輸油品種、輸送流量、部隊需求等信息以及瞬息萬變的戰(zhàn)場情況，從而進行合理的部署與指揮，有效增強保障的可靠性與時效性，迅速將規(guī)定所需油料輸送到預定庫站，為作戰(zhàn)部隊提供有力的油料保障。

自動控制技術、計算機技術、智能技術等多種技術的有機結合將促進野戰(zhàn)管線的智能化。智能化的野戰(zhàn)管線能夠自動操作或簡化操作，實現(xiàn)無人值守、故障自我診斷、緊急情況自動處理，能根據(jù)具體條件自行尋求最優(yōu)運行工況、自動生成智能決策方案，以發(fā)揮管線系統(tǒng)最佳效能。

野戰(zhàn)管線數(shù)字化將融合集成管線裝備、線路、環(huán)境屬性等所有靜態(tài)信息以及輸送介質、流量、壓力、溫度等所有動態(tài)信息，形成一個以海量數(shù)據(jù)為基礎，達到數(shù)據(jù)共享、相互支撐和相互利用的信息管理系統(tǒng)，包括管線勘察選線、工藝設計、鋪設展開、運行管理等子系統(tǒng)，從而達到管線設計、鋪設、運行管理的數(shù)字化、可視化[21-25]。

美軍在RIFTS管線系統(tǒng)中采用了自動化泵站模塊、帶有泄漏監(jiān)測功能的指揮控制模塊、計算機輔助設計模塊等，目前美軍的野戰(zhàn)管線正在建立信息化系統(tǒng)網絡，使用先進的計算機技術和通信技術，與后勤指揮自動化系統(tǒng)網絡相連。俄軍在野戰(zhàn)管線上使用的遠程測控和管線數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，采用了自動檢測、指揮控制和通信調度系統(tǒng)等。近年來我軍野戰(zhàn)管線數(shù)字化、信息化研究與建設也取得了可喜成績，并正在不斷完善提高。

2.4 線路勘察設計、巡查監(jiān)視無人化

無人化是當前和今后世界武器裝備以及后勤裝備發(fā)展的重點和熱點，無人化裝備可以大大降低對人員的依賴程度，減少人員數(shù)量及遭遇襲擊可能導致的傷亡，提高作業(yè)效率和速度。其中最具代表性的便是無人飛機，有軍事專家就曾說“二戰(zhàn)的坦克、冷戰(zhàn)的航母、未來的無人機”?，F(xiàn)代無人飛機是一個集航空、衛(wèi)星、電子、遙感遙測、地理信息、圖像識別等于一體的集成系統(tǒng)，具備高低空、遠距離、快速作業(yè)的能力，廣泛用于測繪、航拍、偵察、監(jiān)測甚至對敵攻擊[26-29]。

野戰(zhàn)管線使用地域廣、輸送距離遠、作業(yè)點多線長、地形起伏不定、環(huán)境復雜多變，因此，管線鋪設展開前需要快速準確的線路勘察設計；展開撤收過程中，需要實時掌控現(xiàn)場各種情況，以利于科學組織指揮，確保各個作業(yè)環(huán)節(jié)密切協(xié)調配合；輸油過程中，需要對線路沿途進行不間斷的巡查，以便及時準確發(fā)現(xiàn)管線遭受破壞、發(fā)生泄漏等事故。采用先進的無人機技術及平臺，可以克服傳統(tǒng)的地面“有人”作業(yè)方式存在的速度慢、效率低、強度高、精度差等不足，滿足全疆域、全地形線路勘察設計、巡查監(jiān)視、科學組織指揮的需求。

美軍近年來研制了一種機載激光雷達管線巡檢系統(tǒng)(ALPIS)，該系統(tǒng)采用差分吸收激光雷達技術，并將全球定位系統(tǒng)(GPS)、測距儀和數(shù)碼相機等集成一體，具有遠程監(jiān)測、巡檢等功能，不僅能探測管線泄漏，還能在GPS地圖上定位故障發(fā)生位置并給出故障點的數(shù)字影像，比地面巡線速度提高10倍以上，且能探測地面巡線難以達到的地方。目前，美軍還將航測選線作為其基本方法，采用機載航測儀器、GPS等設備，可以一覽無遺地了解管線沿線自然條件、土地植被、障礙等情況，快速準確地測繪各種數(shù)據(jù)[30]。

近年來，我軍亦開展了野戰(zhàn)管線線路勘察、線路巡查無人化技術與裝備等的研究，并取得了相關實用性成果，其運用將使野戰(zhàn)管線如虎添翼，更好地發(fā)揮作用。

3 結論

油料是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的血液，野戰(zhàn)管線是戰(zhàn)場上的輸血動脈，其作用和地位突出。二次世界大戰(zhàn)后，以美、俄等為代表的軍事強國大力發(fā)展野戰(zhàn)管線，其品種規(guī)格、數(shù)量規(guī)模不斷豐富擴大，技術性能不斷提高，先后在越南戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭、海灣戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭等多個戰(zhàn)爭中得到應用。野戰(zhàn)管線在未來高技術戰(zhàn)爭中仍將是不可或缺的油料保障力量，除應進一步增強可靠性、機動性、環(huán)境適應性和野戰(zhàn)生存能力外，還應不斷應用各種新材料、新工藝、新技術，進一步提高其鋪設撤收的機械化、勘線巡線的無人化、輸油運行的自動化、決策控制的智能化和調度指揮的信息化水平等。