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美国未来步兵战车浮出水面

作者:jnscsh   时间:2021-06-30 09:10:26   浏览次数:

zoޛ)j馝n	QUky工作又有了许多新的进展。在这里,我们将进一步介绍这款先进的步兵战车,并和当代世界各国顶级的步兵战车作一横向比较。

“布雷德利”步兵战车的替代者

当前,美国陆军重型作战旅装备的主要作战装备是M2/M3“布雷德利”装甲战车。1981年列装后,先后参加了1991年的海湾战争和2003年的伊拉克战争,表现不俗。海湾战争过后,美国前国防部长迪克·切尼就说过:“在过去的战斗中,美军没有任何一种武器表现得比‘布雷德利’还要好”。2003年的伊拉克战争中,“布雷德利”战车更是和“艾布拉姆斯”主战坦克一道,来了个“昼闯巴格达”,为迅速推翻萨达姆政权写下了浓重的一笔。

不过,在随后进行的伊拉克战争中,一些“布雷德利”步兵战车则饱受路边炸弹和简易爆炸装置(IED)之苦,造成一些损失;而大行其逋的“斯特赖克”轮式装甲战车,尽管大受美国大兵的欢迎,但也损失连连。究其原因,是因为在海湾战争和伊拉克战争中,敌人处于明处,真刀真枪地打就是了。而在随后的伊拉克城市战和维持治安作战中,伊拉克的反美武装躲在暗处,一会儿引爆路边炸弹,一会儿从楼房里打出一枚火箭弹,令美国大兵苦不堪言。M2步兵战车里的步兵常常不得不下车战斗,以搜索建筑物里的反美武装士兵,这更加重了人员的伤亡。后来,美方采取加强装甲防护的措施,制成了M2A3型步兵战车。但是,A3型的战斗全重已经达到了30吨,比起原来的M2步兵战车重了7吨,已经达到了基型车的极限,进一步改进的潜力不大。

无疑,列装已经超过30年的“布雷德利”战车,已经不能满足未来大规模战争和反恐战争的军事需要。随着美国陆军“未来作战系统”(FCS)项目的下马,美国陆军未来主力装备的先进性便存在巨大的空缺。所以,在2009年7月,美国五角大楼在宣布中止FCS项目中的有人地面车辆(MGV)研制计划的同时,宣称将启动GCV计划。于是,GCV步兵战车开始进入人们的视野。

论证期间几种车型的PK

2013年4月,美国陆军为推动GCV项目获得国会批准,特意向国会预算局(CBO)递交了一份详细的GCV论证报告书。其核心内容是,将GCV战车同可能替代的方案中的几种步兵战车作一横向比较。总共五种方案,包括:GCV方案、第一替代方案(以色列“雌虎”)、第二替代方案(“布雷德利”改进型)、第三替代方案(德国“美洲狮”)、参考方案(现装备的M2A3“布雷德利”步兵战车)。

首先比较的是从2014年到2030年的研制和采购总费用。它们分别是:GCV,288亿美元;“雌虎”,195亿美元;“布雷德利”改进型,195亿美元;“美洲狮”,145亿美元;M2A3,46亿美元。无疑,新研制GCV的总费用最高。

在战技性能的比较上,第一方案以色列的“雌虎”(希伯来文Namer)为重型步兵战车/装甲输送车,战斗全重达60吨,乘员3人,载员9人,主要武器为一挺12.7毫米重机枪,另有一挺7.62毫米机枪和60毫米迫击炮,发动机的最大功率达到了1200马力,采用重型复合装甲和V型底部装甲为其特征。其最大的亮点是,防护力至少比“布雷德利”要高出30%以上。这也难怪,“雌虎”是以强悍的“梅卡瓦”Ⅳ主战坦克为底盘,自然防护力超群。另一个亮点是,它的载员数较多,可以搭载9名下车战斗的步兵,在反恐作战和城市作战中,这一条很重要。“雌虎”的不足之处是,火力和机动性稍差。由于没装机关炮,火力上比“布雷德利”战车要低30%左右;不过,机动性上的差距并不是很大,最大速度也能达到60千米/小时。以色列军方更多的是把“雌虎”当作装甲输送车来使用的。在总体评价上,“雌虎”排在第二位,不过总费用上也比GCV低了90多亿美元。

第二替代方案为“布雷德利”改进型。同GCV方案相比,总费用要低90多亿美元,这是它的最大亮点。改进的重点是:采用800马力级的发动机和新型悬挂装置;通过采用附加装甲和强化底部装甲等手段,来增强防护力,使战斗全重达到了37吨,防护力比原来的M2步兵战车要高出25%以上。但是,主要武器仍为25毫米机关炮,而且为了降低成本,把原来的反坦克导弹发射器也去掉了。机动性上,仍然保持了“布雷德利”战车原来的水平。搭载步兵也只有7人。总的说来,对这一方案的评价并不高。

第三替代方案为德国“美洲狮”(PUMA)步兵战车。总费用要比GCV方案低了140多亿美元,很有诱惑力。“美洲狮”的战斗全重为43吨,乘员3人,载员6人,主要武器为30毫米机关炮,可以遥控射击,另有一具反坦克导弹发射器,火力上要远远优于“布雷德利”战车。机动性上,采用1072马力的柴油机,最大速度达到了70千米/小时。防护性上,采用了模块式复合装甲及三级附加装甲,具有基本的防14.5毫米机枪弹和防地雷、防IED的能力。评价认为,在机动性和防护力上,“美洲狮”要优于“布雷德利”改进型,但下车战斗的步兵人数较低,是一个缺点。其总体评价上居于第一位。不过,美国国会最终还是把“美洲狮”PASS掉了,“孩子还是自家的好”,恐怕就是这么简单的道理。

至于作为参考方案的M2A3步兵战车,由于性能上达不到未来作战的要求,尽管其采购价格较低,也仅仅是作为参考而已。

评价的结果,自然是继续推进GCV项目的研制工作。

从“三选一”到“二选一”

GCV为英文GroundCombatVehicle的缩写,意思是“地面战斗车辆”。美国陆军于2010年2月发布了GCV项目的《建议要求书》。2011年8月,GCV项目被批准进入采购程序级技术发展阶段。其间,有三个军工企业团队参与竞标,它们是:①BAE系统公司和诺斯罗普·格鲁曼公司;②通用动力公司地面系统分公司(GDLS)、洛克希德·马丁公司、雷声公司和MTU公司的四大公司联合体;③科学应用国际公司(SAIC)和波音公司、克劳斯。玛菲-威格曼公司的联合体。

2011年底,美国军方因为SAIC一波音团队的方案和德国的“美洲狮”(PUMA)步兵战车“过于想像”而取消了该团队的竟标资格。这样,参与竞争的便只有BAE团队和SDLS团队两个军工巨头,从“三选一”变成了“二选一”。如今,仍然是两大军工巨头竞争的态势。值得注意的是,2013年4月美国陆军提出的2014会计年度中GCV项目的研究·开发·试验和评价(RDT&E)预算经费高达5.9亿美元。看来GCV项目的前行,还是很有戏的。

按照美国陆军原来的设想,计划采购1874辆GCV步兵战车,2018年建成第一条GCV战车生产线,2019年实现第一批GCV步兵战车装备部队。考虑到2018~2019年只有五六年的光景,这一进度还是相当快的。

下面,就BAE公司团队和SDLS团队的两个GCV步兵战车方案分别作一介绍。

GCV步兵战车的几大亮点

在BAE团队中,主承包商为著名的英国军工企业BAE系统公司。负责车辆的总体设计和全面工作,参与合作的是美国诺斯罗普·格鲁曼公司,负责全车的C4ISR(指挥、控制、通信、计算机、情报和监视、侦察)系统的研制。参与研制的还有英国Qinetiq公司和德国MTU公司及Salt公司,这几家公司负责混合电传动装置的设计制造。

从已经披露的BAE团队设计的GCV的外形图可以看出,这种GCV步兵战车至少有三大亮点。第一是它那庞大的身躯;第二是它那厚重的装甲;第三是世界上首次在步兵战车上采用了复合电驱动装置。下面分别加以介绍。

第一,个头大得出奇的步兵战车。GCV步兵战车的战斗全重达到了63.5吨,相当于现装备的M2“布雷德利”步兵战车的2倍多,和M1A2主战坦克的战斗全重相当。车体的全长达9米,全宽达5米,不仅远远大于“布雷德利”步兵战车,也超过了“巨无霸”级的“雌虎”步兵战车/装甲输送车(长7.6米,宽3.8米),其个头比M1A1主战坦克还要威猛。M1A1主战坦克的车体长也只有7.917米,全宽只有3.657米,都比不上GCV步兵战车的长和宽;至于M1A2主战坦克的全长为9.828米,那是由于算上长长的120毫米炮管伸出长度的缘故。GCV步兵战车巨长、巨宽,才使得它具有相当宽敞的车内空间,足以容纳9名全副武装的步兵和长时间战斗的给养和弹药。当然,超宽的结果,使得GCV无法直接由铁路运输;若想用铁路运输或者空运时,必须要将半米多厚的侧裙板卸下来才行。

第二,超强的装甲防护力。基体的主装甲为复合装甲,加上厚厚的侧裙板,不仅能抵御反坦克火箭简、反坦克导弹等的直接攻击,也能抵御高速穿甲弹的攻击,防护能力超强。这样厚重的装甲,在空运和执行不同任务时,可以将侧裙板卸下,此时可以减轻大约15吨的重量。底部装甲也得到强化,并采用V型结构,可以有效地对付反坦克地雷和路边炸弹以及IED的攻击。由于采用遥控武器站,又使炮塔内无乘员,有效地避免了最易受攻击的炮塔部位的人员伤亡。车长观瞄仪器的位置仍然是最高处,以便于车长观察战场和作战指挥,而车长席又不布置在炮塔内,这样,就必须采取间接观察的手段。看得出来,和重视正面防护的中型坦克和主战坦克相比,GCV步兵战车更重视全方位的装甲防护,其侧面、底部和顶部的装甲防护,要优于主战坦克!尤其是厚厚的侧裙板,足以保证载员室部分有较好的装甲防护。

第三,世界上首次在重型步兵战车上采用了复合电驱动装置。这是GCV步兵战车的最大亮点。复合电驱动装置,也称为混合型电驱动装置,英文名为HybridElectricDrive,缩写为HED,狭义的理解可以认为是“电传动装置”,但这里更强调它是复合动力,或称为混合动力,即由柴油机一发电机组提供动力,由电动机来完成牵引驱动、变速、转向、制动这四大功能(关于电传动装置的一般知识,请参阅本刊2013年第10期《电传动坦克的昨天、今天和明天》一文)。

这种复合电驱动装置的原理性研究,得益于前些年FCS项目中有关有人战斗车辆的基础性研究,BAE公司将它进一步完善,制成了整套复合电驱动装置。系统中包括:两套柴油机一发电机组、四部电动机、两套新型锂-硫蓄电池以及电缆等。动力装置为两套柴油机一发动机组,位于车体的两侧,和以往的步兵战车的发动机布置在车体的前部或后部相比,腾出了车内的宝贵空间,为营造宽敞的载员室空间创造了条件,体现了复合电驱动装置在总布置上可以灵活安排的优点。其源动力装置还是柴油机,为德国顶级的MTU公司研制的2台MTU6R890型6缸、水冷柴油机,最大功率为816马力,分别带动两台大型发电机,可发出1100千瓦(1500马力)的电力。这里需要指出的是,柴油机一发‘动机组输入的功率为1632马力,输出的是1500马力,机械转换效率高达91.1%,这是一个很高的数值。采用复合电驱动装置的另一个优点是燃油消耗率低、维修保养方便。根据BAE公司提供的资料,GCV步兵战车动力装置的燃油消耗率,比一般的装1500马力柴油机的装甲战车和坦克要低20%。特别是在怠速情况下,装柴油机的战车每小时油耗为23升,而装复合电驱动装置的GCV每小时油耗为17.5升,降低了24%。此外,复合电驱动装置的加速性也是顶呱呱,0~32千米/小时的加速时间,相应的柴油机型的战车为10.5秒,而GCV仅需7.8秒,缩短了26%。一些读者朋友可能会想,既然复合电驱动装置这么好,为什么不早点用到坦克和步兵战车上呢?这里面关键的因素有两条:一条是原来的发电机和电动机的个头太大,最典型的就是二战时期的“鼠”式超重型坦克,光是发动机和联轴器就占了3米多长,新型的复合电驱动装置上,由于采用了先进的稀土永磁材料以及半导体技术,加上制造技术提高,可以使电机转速提高,造得小巧玲珑;另一条是电机的造价较贵,对比一下两个GCV研发团队得到的研发经费可知,采用复合电驱动装置的BAE团队的研发经费为4亿4990万美元,而仍然采用柴油机动力的GDLS团队的研发经费为4亿3970万美元,柴油机方案的GCV研发经费节省了1020万美元。

还应当说明的是,复合电驱动装置中的蓄电池也十分先进,为VL5U型锂-硫蓄电池,革了传统的、又笨又重的铅酸蓄电池的命,堪称是坦克蓄电池的一场革命!但是,关于这种先进蓄电池的技术数据,所知甚少。这种锂-硫蓄电池的电容量是多少?可以提供多大的起动电流?反复充电次数是多少?很值得我们持续关注。

GCV步兵战车的最大速度达到了75千米/时,最大行程为300千米。

GCV步兵战车的主要武器为一门25毫米或30毫米机关炮,另有一挺7.62毫米并列机枪。从火力性能上看,基本上保持了M2“布雷德利”步兵战车的水平,而且还去掉了M2步兵战车上的反坦克导弹发射装置。究其原因,是因为美国陆军认为:在城市战和反恐作战中,并不需要步兵战车上装反坦克导弹发射器一类兵器,反坦克作战任务应由其他兵器去完成,步兵下车作战的机会大大增加,所以,有了25毫米机关炮已经足够。

GCV步兵战车上,C4ISR系统相当完善,这从车体后部林立的天线和各种传感器可以窥见一斑。

相比较而言,GDLS团队设计的GCV步兵战车似乎更“传统些”,多采用成熟的技术,力求通过优化方案的组合,实现美国陆军的要求,即“能容纳9人编成的步兵分队,生存力大大超过现有的步兵战车,具有超强的网络通信能力”,而采购单价又不至于太高。

根据GDLS公司提供的资料,他们所设计的GCV步兵战车,战斗全重为58~67吨,乘员3人,载员9人,全长8.5米,全宽4.2米,全高4.2米,外观轮廓上,比起M2“布雷德利”步兵战车要稍大,但比起BAE团队设计的GCV步兵战车要稍“苗条”些。

共动力装置为具有世界最高水平的“欧洲动力装置套件”(EPP),由德国MTU公司研制,型号为MT883Ka-500型,这是一种V型、12缸、水冷柴油机,最大功率1500马力(1100千瓦),配有德国伦克公司研制的HSWL295型自动变速箱。悬挂装置为先进的液气悬挂装置,平顺性好。由于采用了成熟的、传统技术中的高性能产品,不仅使采购价格较低,也提高了整车的可靠性。

武器部分主要还是25~30毫米机关炮,另有一挺7.62毫米并列机枪。

在防护性能上,也下足了功夫。除了全方位的基体防护性能外,采用主动防护系统(APS)也是它的一个亮点。这是一种毫米波雷达探测、电磁干扰加上主动拦截的主动防护系统,技术上已经比较成熟。

另一个亮点是,该车采用了WIN-T(战术一通信、信息、网络)系统,整车的数字化程度较高。

整个看来,这两个团队研制的。GCV各有千秋。BAE团队的GCV采用新技术较多,性能先进,但造价较贵;而GDLS团队的GCV多采用成熟的技术,价格上稍便宜些。从目前的情况看,美国陆军似乎更青睐于BAg团队的方案。不过,如果出现了经费拮据的情况,回过头来采购GDLS团队的GCV,也不是没有可能。这一切,要等24个月之后两个团队拿出各自的样车进行对比试验后,才能最终见分晓。

几点启示

通过对GCV步兵战车研制过程的了解,能给我们什么启示呢?

首先,今后的各种战争中,重型装甲装备仍然是不可或缺的。美国陆军不仅保留了重型的M1“艾布拉姆斯”主战坦克,更要花上几百亿美元,来研制和采购一种未来的重型步兵战车便是明证。那种认为“主战坦克已经过时”的新的“坦克无用论”和不需要重型装甲装备的论调可以休矣。

其次,步兵战车的重型化趋势,应当引起关注。在城市战和反恐作战中,20~30吨级的步兵战车和装甲输送车,已经满足不了基本生存力的需求。不仅原来的M2“布雷德利”步兵战车达不到要求,连被寄以厚望的“斯特赖克”轮式装甲战车也满足不了要求。步兵战车的重型化,是一项不得不采取的措施。

第三,在重型化的装甲战车中,履带式还是首选。60吨级的装甲车辆,8×8的轮式底盘已不能胜任,更不要说是6×6的轮式底盘了。看来,想要淘汰履带式战车的论调,也是一种偏见。

第四,步兵战车中的步兵下车战斗的比重增大。能乘车战斗当然更好,既安全,又省得步兵“跑路”。不过,在城市战和反恐作战中,敌人躲在暗处,需要步兵下车逐个建筑物去搜索、发现、消灭敌人;想躲在车里瞎转悠,肯定“找不着北”。美军根据实战的经验,坚持在GCV步兵战车中安排9名载员,就很有道理。一个下车的步兵班,9名步兵可以编成2—3个战斗组,一个负责搜索、战斗,一个负责掩护、一个负责支援。即使是现役的编有4辆M2A3步兵战车的战车排,也往往拆编成3个战斗分队(班),很耐人寻味。具体的安排是;7×4=28=9×3+1(人)。看来,最先进的美军也离不开“最原始”的步兵。当然,这些美国大兵也是“武装到牙齿”的,头戴钢盔,身穿防弹衣,拿着自动步枪,甚至还有GPS、头盔显示器等先进“家什”……

第五,在今后相当长的一段时间内,地面战争中还离不开有人操纵的重型装甲装备。那种认为“三两年内将会有50%以上的机器人用于地面战斗”的想法是不现实的幻想,有点太超前。未来的地面战场上,军用机器人更多的是从事运输、侦察、警戒、巡逻一类辅助性作战任务。让军用机器人(无人车)在战场上真刀真枪地厮杀、开着坦克去冲锋陷阵的场景,在较短时期内还难以实现。

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