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欧洲轮式战车发展的启示

 昵称7536781 2012-03-17
  论及新一代轮式装甲作战平台的兴起,就不得不说起在上世纪80年代中后期,欧洲第四代轮式装甲作战平台处于启蒙阶段之时,以东非和巴尔干地区不断加剧的武装冲突为代表的新型作战形式,给还沉迷于海湾战争信息化重装甲在地面战斗取得优势中的人们当头棒喝。美军山地作战部队和游骑兵团在索马里的惨痛教训,让国际观察家对过于强调机动能力弱化防护能力的传统轻装部队感到失望。令人惊讶的是,以轮式装甲车为主要装备的轻型机械化部队,凭借着适当的防护能力和高机动性却得以大显身手,进而引发了人们对传统重装部队反应能力的质疑,国际地面武器学术界由此也掀起了一场旷日持久的“轮履之争”。

  欧洲轮式战车发展的启示

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全自动变速器的出现给战车佳士得舒适性带来了极大的提升

  事实上,人们对轮式装甲作战车辆抱有偏见并非毫无道理。以欧洲为例,尽管战后多个国家装备了轮式作战车辆,但是其战术用途更多地局限在装甲输送车和多功能改装车项目上。对于伴随坦克作战或者是充当前沿部队先锋官的角色,轮式车辆往往力不从心。这种局面一直延续到上世纪70年代初期,宽截面防弹轮胎的普及和自动充放气系统的完善,使轮式车辆在糟糕地貌条件下的通过能力大大提升,特别是发动机废气涡轮增压技术的应用,使柴油发动机的单位体积功率大大提高,为车辆高机动提供了宽幅的动力冗余。特别是全自动变速器(AT)的采用,使驾驶员不再需要频繁踩离合—操纵挡杆来控制车辆的机动,只要手握方向盘控制好油门和制动就可以了,大大降低了驾驶员的疲劳程度。当然,轮式装甲作战车辆的研制,可以直接嫁接商用汽车的悬挂系统、动力系统,甚至包含行走系统,在兵员驾驶技术培训上可以完全利用民用车辆驾驶基础,使部队装备的研发、采购和应用费用大幅降低。因此我们看到的是,在“轮履之争”背后恰恰是大型民用轮式车辆技术的进步,导致履带式车辆良好的机动性被迫让位于效费比更高的轮式车辆。

  除了技术的进步之外,另外一个根本的原因在于:冷战后国际军事斗争和武装冲突格局已经发生了翻天覆地的变化,主战场已不再是特殊的野外,人口密集的城镇所附带的良好交通条件使轮式车辆的先天优势得以施展。以我国WZ543履带式装甲输送车和WZ551轮式装甲输送车为例,二者采用了同样的BF8L413FC发动机,有着几乎一致的战斗全重。但是,后者的硬质化路面推进速度几乎是前者的两倍,而油耗更只有前者的一半!如果以中原某地为例进行全疆机动,后者可以沿着目前国内完善的高等级公路抵达热点地区,中间只需要加注燃油,完全可以实现“抵达即可展开战斗”。而前者则必须借助大型拖车或者易遭破坏的铁路系统,并且大修间隔时间和里程只有后者的一半左右。同样的试验在德国陆军第41号试验场进行了数年后,顽固的日耳曼人也不得不承认轮式装甲作战平台在新一代地面武器装备中的地位。正是基于此,德国人才不折不扣地推进GTK计划。于是乎有人说所谓的“轮履之争”,不过是掩饰在作战区域由野外向城镇,地面武器沿革表象之下的轻重之争而已。

  欧洲之星

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为了使用C-130搭载,皮兰哈系列在重量上做了极大的牺牲

  早在上世纪80年代末期,德国、英国、法国、意大利和西班牙等欧共体成员国就对共同发展一款超越C-130战术性能的大型运输机达成协议。尽管这个被称为“未来大型飞机”(FLA)计划的项目在后来多年的时间里,一直沐浴在欧洲政客们的口水中,但是不变的却是其根本的战术框架指标,其中搭载能力一直被限定在24~32吨之间。因此,我们看到了这样一个现象:在上世纪90年代以加拿大和美国为主要销售对象的“皮兰哈”II/III车族,其战斗全重一直被死死地限定在20吨之内,而欧洲主流的军火供应商则毫无忌惮地把自己的装甲车战斗全重设计在20吨以上。最有意思的是德国,无论是90年代研制的GTK轮式装甲车,还是新世纪研制的“美洲狮”履带式步兵战车,都把标准战斗全重设计为32吨左右。即使是在英国人以车辆超重为由威胁退出GTK/MRAV/PWV计划,德国人也丝毫不为所动,在这背后恰恰是英国人一度退出FLA计划转为订购C-17“空中霸王”和C-130J“大力神”。就在VBCI、“拳击手”等欧洲主流车型陆续装备部队的时候,A400M战略运输机也走下了生产线。

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奥地利潘德II

  多年来,我国轮式地面武器的设计思想也同样受制于“轮式装甲车战斗全重不大于20吨”的桎梏,即便是最新研制的VN1型8×8轮式步兵战车的战斗全重也只有19吨。应该看到,我国地面武器的设计思想长期受到前苏联的影响,过大的疆域和复杂的地理条件限制了重型装备的发展,不得不以牺牲防护能力来换取机动性上的优势。以至于东方作战思维下的地面武器防护能力和人机工程,一直为西方设计师和诸多装备国家所痛恨。如果我们仍旧固步自封,势必会失去士兵的信任和大量的订单。有些设计师会强调我国轻型装甲部队有“全疆机动”的战略使命,轮式步兵战车过重则难以在我国南方的水网地带执行任务。如果我们认真审视欧洲第四代轮式装甲作战平台就会发现,同样是强调水上机动能力的“潘德”II和芬兰AMV,二者的战斗全重都在24吨左右,而这两款战车已经成为欧洲地面武器市场上的抢手货。可见战斗全重超过20吨和强调水上机动能力并不存在不可调和的矛盾,通过优化整车设计完全可以实现车辆防护能力和水上机动能力的和谐。

  布局也精彩

  多年来,由于各国工业基础的不同,体现在战车总体布局设计上亦是百花齐放。经过了三十多年的发展后,驾驶舱前置—动力舱中置的6×6驱动成为主流,广泛应用于上世纪70年代出现的国际第二代轮式装甲车(德国TPz-1、法国VAB、芬兰XA-180、中国WZ551等)上。然而随着模块化思想的兴起和士兵随身战斗辎重的不断增加,这种布局不利于整车空间冗余提升、不利于动力模块整体吊装的缺点开始显现。从第三代轮式装甲车开始,驾驶舱侧置—动力前置的布局开始受到重视,到眼下正在发展的第四代轮式装甲作战平台,这种布局几乎成了所有轮式车辆的标准设计。然而,这种布局又衍生出三大流派:

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法军的VBCI

  传统I型布局 采用I型布局的车辆,发动机位于动力舱的最前端,变速器在发动机之后,经过传动轴与分动器输入端相连,然后由分动器将动力和扭矩向前后传递。这种布局的优点在于:动力组模块简练明了、易于维修;发动机对整车重心影响较小,利于车辆质量的配平。缺点则是:对车首空间利用不佳,要求动力舱空间较大,不利于车辆战斗舱的安装。目前,国际上采用这种布局的车辆有:法国VBCI、芬兰AMV和奥地利“潘德”II等。

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皮兰哈V车族

  革新的U型布局 采用U型布局的车辆,变速器在动力舱的最前端,发动机在变速器之后,发动机的动力和扭矩由发动机向前传递,经过变速器与变速器前端的传动箱,由发动机侧面的传动轴向后与分动器相连。这种布局的优点在于:能够充分利用车首空间,战斗舱能够前置以增加武器仰俯射角。缺点在于:车辆配平不够均衡。目前,国际上采用这种布局的车辆有:“皮兰哈”车族(“斯特瑞克”)、中国VN1、中国台湾“云豹”等。

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德国拳击手步兵战车

  新锐的L型布局 采用L型布局的车辆,发动机在动力舱的最前端,不过是横置。动力经发动机右侧的传动箱与纵置变速器相连接,经过传动轴与分动器输入端相连,然后由分动器将动力和扭矩向前后分别传递。这种布局结合了I型布局和U型布局的优点,又最大限度地避免了二者的缺点。不过这种布局对发动机的体积要求比较高,目前只有研制出高功率密度发动机(HPD)的德国“拳击手”装甲车采用。

  当然这些车辆动力舱布局的不同,反应的恰恰是这些车辆所采用发动机制式的不同。传统I型布局的动力舱多选用直列发动机,U型布局多选用V型发动机,而L型布局则依托于安特优(MTU)公司在高功率密度发动机的绝对优势,这和战车研制商所依托的背景公司有着莫大的关系。

  动力枭雄

  随着西方经济的进一步融合,整个机械工业出现了密集的资本和技术联盟。比如在联邦德国,陆军的重型越野车通常是由奔驰(BENZ)和曼(MAN)提供,二者虽然是多年的竞争对手,但是近三十年来这两家企业在技术上的合作始终未曾间断。在奔驰的背后是安特优公司,而后者目前和美国底特律柴油机公司(DDC)是战略合作伙伴关系,享有盛誉的高功率密度发动机就出自二者联袂研制。多年来德国曼公司已经成为瑞典斯堪尼亚(SCANIA)的最大股东,世界上最大的柴油机供应商康明斯公司在燃油喷射系统上和斯堪尼亚已经合作多年。由此,我们可以看到采用安特优发动机的“拳击手”装甲车,采用斯堪尼亚发动机的芬兰AMV装甲车,采用康明斯发动机的“潘德”II等车辆之间有着千丝万缕的关系。至于变速器方面,目前西方几乎所有的大型轮式装甲车的变速器传动系统都出自两家公司之手,要么是德国采埃孚(ZF)公司,要么是美国阿里逊(ALLISON)公司。

  除了我们熟知的战车火控系统之外,欧洲第四代轮式装甲作战平台最重要的成就在于,在发动机的电子控制系统(ECU)、变速器的变速控制系统(TCU)、车桥的防抱死刹车系统(ABS)、负重传感器数据和整车的CAN总线之间,有着统一的技术规范,完全匹配的总成-整车通讯指令和相互开放的数据端口。整个车辆的动力管理、动力输出、车辆安全实现数据集中管理,提高了车辆驾乘舒适度、行驶安全可靠性以及维护保养的方便程度。无论是车辆驾驶员,还是车长都可以通过车内数据交换系统随时了解车辆的运转情况,再结合火控系统数据实施精确火力打击。

  与欧洲国家在机械工业特别是车载动力系统上纵横捭阖不同,目前我国轮式军用车辆的发展还存在着条块分割、装备混乱的弊端。以我国现有的地面武器装备为例,新一代主战坦克和步兵战车采用的是同一系列的发动机,新型轮式装甲车采用兵工系统引进的BF6M1015发动机,中型军用越野车采用的是东风康明斯B系列发动机,重型军用越野车采用的是潍柴动力和中国重汽的斯太尔系列发动机,更要命的是我国军用重型越野车的主力制造厂家——陕西重型汽车有限公司在规划新一代军用重型越野车时,其标配的是刚刚投产的西安康明斯ISM系列发动机。也就是说,目前我国的地面武器装备中,单是动力系统就充斥着六个厂家四大系列完全不兼容的动力系统,庞大的后勤保障压力不得不引起我们这样一个国防预算还不丰盈的国家的反思。

  在笔者与我国著名重型汽车专家谭秀卿先生交流时,他曾经不无忧虑地提到,目前我国新一代大功率车载柴油发动机的核心总成——高压共轨燃油喷射系统,多是由德国博世和日本电装供应,在和国内企业合作时,外方对燃油喷射系统ECU(电控单元)数据和端口的开放往往设有多重程度的技术保留和扩展限制。这不但影响到发动机在各种环境下的动力扭矩输出,还在匹配变速器实现车辆电气设备数据集中控制方面埋下隐患。对于战略利益一致的欧洲各国来说,这并不是什么重大问题,然而对于我国这样有着独立价值观的大国来说,军用装备动力控制系统的受制于人往往是致命的,但愿这不是骇人听闻!如何打破条块分割、抛除一己之私发展自主知识产权的车载动力系统,已经成为我国亟待解决的问题。

  与子同袍

  如果说第四代轮式装甲车最大的闪亮点,那无疑是弥漫在设计师心中的人文情怀,他们没把搭乘战车的士兵看作是作战的机器而是看作兄弟。以“拳击手”装甲车为例,其装甲防护也采用了模块化装甲,那是由钢和陶瓷组合成的装甲板块,由螺栓加以固定。这种模块化装甲在顶部可抗攻顶导弹,在底盘可抗地雷破坏。“拳击手”外形光滑、结构平整,有助于降低雷达信号强度。车上还有减低红外特征措施,能最大限度抵御弹药硬杀伤保护士兵生命。更重要的是,高达14立方米的车内空间提供了宽敞、舒适的车内生活和战斗环境,即便是8名身材高大的德国士兵搭乘其中也不觉得拥挤。按人机工程学原理来设计强调乘坐舒适性,皮质座垫和靠背柔软舒适,每个乘员座椅都配有安全带(有人戏谑其座椅的舒适程度不输于考究的牙科座椅),使乘员能在艰苦的作战环境下长时间坚持作战。全密封的装甲结构,既为乘载人员提供了包括三防在内的全面防护,也便于安装大功率空调系统,适于在炎热地区长期作战。甚至在载员舱内安装了车载食物加热器和饮用水装置。

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部署在阿富汗的芬兰AMV

  在“潘德”II装甲车的载员舱内,士兵相对而坐。在载员舱顶部中央位置有一条纵向布置空调出风口,能够确保每一位士兵随时享受到如沐春风的感觉。其座椅采用了透气性极好的面料,可以进行折叠,两侧还设计有垂直的安全带。根据《简氏防务周刊》的记者报道,科威特人对“潘德”装甲车的人性化设计极为满意,即便是在风沙严重天气炙热的夏季,阿拉伯人更愿意呆在装甲车里遂行战斗值班任务。同样装备了第四代轮式装甲车的波兰无疑具有发言权,其第17机械化步兵旅在装备了AMV装甲车几个月后就开赴阿富汗执行任务。在偏远陌生缺乏足够好的维护和保养的环境中,AMV装甲车故障率极低赢得了士兵的信任。其良好的悬挂系统带来的舒适感,更让许多士兵拒绝乘坐路虎之类的小型越野车。近些年来苏俄系地面武器在中东地区日渐式微,而欧洲第四代轮式装甲作战平台正在大把收割“斯基”们的市场份额。阿曼向意大利人发出订单,采购“半人马座”坦克歼击车,就连俄式武器最忠实的信徒阿联酋,也向芬兰人发出了采购AMV装甲车的意向订单。欧洲地面武器设计师“以人为本”的理念逐步得到世人的认可,或许这是士兵们的骄傲。


潘德II乘员舱上方带有一个空调出风口

  结束语

  立足于维和行动,应用于反恐战争,用速度压缩战争在空间上的蔓延和在时间上的伸展,以提高士兵生命存活率为主旨,同时减少冲突对人类文明的破坏,维护世界主流价值观的传承。这就是第四代轮式装甲车发展过程中所体现的。二十年的春秋岁月,源于快反作战的需要,在模块化思想的指引下,第四代轮式装甲车在经过了启蒙、争论、妥协、联盟、背叛、坚韧、怀疑、彷徨中终于成熟。事实上,这是一场注定坎坷的跋涉。

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