坦克装甲车辆技术发展新动向和发展重点

毛 明，庞宝文

(中国北方车辆研究所，北京 100072)

进入新世纪以来，在美国“联合作战理论”和法国“空地作战气泡理论”的指导下，陆军转型掀起了以体系化、信息化为主要特征的高潮，其技术与装备的发展以美国的未来战斗系统、法国的空地一体作战系统 (BOA)、英国的快速凑效系统(FRES)为标志.但是，随着一个十年的逝去，美国陆军在技术、经费的双重压力下，在阿富汗、伊拉克，甚至利比亚战争的实践检验下，FCS经过两次重大调整，最终于2009年被终止[1];法国BOA系统中的核心“蝎子”作战信息系统第一版SICS VO计划于2014年交付，投入实战至少要等到2020年以后[2];英国的FRES当初提出以5个系列16种车型建设具有远征作战能力的中型部队，几经变化，成为专用车辆、多用途车辆和机动保障车辆3个计划，目前实质实施的只有专用车辆演示计划[3]，并且不再使用未来快速奏效系统的名称[4].在世界陆军强国相关计划遇到重大挫折的情况下，陆军装备与技术如何发展?

随着第二个十年的到来，中东和北非地区的不稳定愈演愈烈，世界各国对资源的争夺渐趋白热化.在世界社会、经济急剧动荡和我国谋求长期稳定发展的大背景下，应该支持哪些坦克装甲车辆技术的发展?

新技术的出现仍然方兴未艾，如强激光武器、电磁发射武器等新概念武器，无人车、机器人等智能平台，电驱动、高压供配电等新型供电体制，隐身、软硬杀伤等新型防护手段等等，研发活动十分活跃，成果不断涌现，这些新技术的出现与信息技术一道，极大地推动着坦克装甲车辆装备与技术的发展.未来坦克装甲车辆应该如何更好地集成这些技术?

进入新世纪后，我国坦克装甲车辆也获得了空前的发展，主战坦克、步兵战车、轮式车、两栖装备、空降装备等都有新装备定型，技术上都有显著的提升.在进入装备发展适当放缓，技术发展加速的关键时期，未来坦克装甲车辆装备、技术的发展方向和发展重点需亟待明确和形成较为一致的意见.

为回答上述问题，作者试图就几个重大技术的发展方向进行讨论，并结合我国坦克装甲车辆装备与技术的发展现状针对性地提出一些发展重点建议.

1 关于陆军装备建设体系化

陆军装备建设体系化发展是进入21世纪以来最明显的技术发展方向，虽然美、法、英先后推出的FCS、BOA、FRES命运迥异，但是，以飞速发展的信息技术为支撑，打造网络化作战体系，实现“联合作战”的目标始终未变.2009年FCS正式中止以后，仍保留了其核心——网络，强调“网络系统是陆军现代化的核心”，把FCS网络、小型无人地面车辆、无人机、无人值守地面传感器等项目融入旅战斗队现代化改造计划中[5]，同时积极推动新型地面战车族 (GCV)研制计划[6].美国陆军汲取在伊拉克和阿富汗多年来作战的经验教训，拟把GCV打造成为支持9人步兵班在各种复杂威胁环境中遂行全谱作战的车辆.GCV计划是美国陆军战车现代化战略的核心，在未来若干年内，美国陆军将混合装备老式车辆和新型车辆，M1系列坦克、M2步兵战车和“斯特赖克”装甲车将很可能与新型GCV-步兵战车 (IFV)并肩作战.美国陆军的目标是，未来十年，构建一支编制灵活的、网络化的多用途混合型陆军[7].

BOA计划分4步实施:第一步2014年完成，更新步兵作战装备，包括研制步兵装甲战车VBCI和单兵作战系统FELIN，以增强非对称作战的适应能力;另一方面，对当前战术信息系统进行合理化配置，开发“蝎子”作战信息系统SICS V0版，以解决信息系统种类繁多、互联互通性差的问题.第二步计划2017年完成，研制多用途装甲车和改造“勒克莱尔”主战坦克，增强其城市作战能力;同时，升级SICS V0版至V1版，基本实现以提高生存力为主的协同作战.第三步计划2020年完成，对诸兵种合成旅的装备进行改造，安装V1版SICS，并实现装备通用化，使接触式作战时部队具备协同作战能力.第四步计划2026年前完成，实现法国陆军转型，具备“网络中心战”的能力[2].目前，BOA处于规划的初期实施阶段[2].

FRES经2009年调整后，形成专用车辆、多用途车辆和机动保障车辆3个计划.优先实施专用车辆 (SV)计划，首先安排发展履带式装甲侦察车，并带出通用履带式底盘，发展包括侦察车、中型装甲车和支援车3种类型的车辆体系[8].SV已进入演示验证阶段，预计2013年开始样车试验[3].

从FCS、BOA、FRES的进展看，世界军事强国走陆军装备建设体系化的方向未变，但实施的步伐较原来理想的“高歌猛进”变得“务实”起来.原因可能是:1) “不确定性、持久性冲突”的未来陆军接触式作战环境的复杂性对信息系统 (网络)的技术要求描述不清;2)庞大、多单元的信息系统和海量的信息要实时、安全、恰当地传递的技术难度大;3)经济不可承受.即需求不甚明确，技术风险大，经济难以承受.或者说是方向没错，但过于激进，要适当慢一点.发展方式应该是循序渐进，由单车单兵的数字化、自动化、信息化开始，再互联互通，构成网络.不要指望先有非常完善的网络，也不要指望少数几个人就能完成所有的作战任务，更不能指望信息化能包办一切.

支撑陆军装备体系化发展的是信息技术，重点是指控网络、和单车、单兵的信息化.指控网络研发的核心是作战部队编制、职责的顶层设计，特别是信息流规划、网络的拓扑结构设计，即核心是指控模型的建立以及软件的开发.单车、单兵的信息化，研发的核心仍然是其信息流规划设计和动态综合验证.因此不是搞网络或总线的人来负责总体设计，而是懂得如何更好地提升综合作战效能的人来负责.而发展的重点是信息感知能力的大幅提升，包括对目标、地理环境、友邻部队、本身状态包括故障的感知.

陆军装备体系化研究的重点是:通过信息化部队的建设、演练实践，完善部队的编制，明确各作战单元包括单兵在网络节点中的职责，明确网络信息流程，等等;加强单车、单兵的信息化集成，特别是动态综合 (DSI);加强总体设计，由以“布置、匹配”任务为主的总体设计转变为以“任务”分配、系统建模、动态综合仿真为主的总体设计;加强部件、分系统的数字化、集成控制以及嵌入式状态检测、故障诊断、训练模拟，等等.

2 关于轻量化

轻量化是工程技术人员永恒的追求，但轻量化不能牺牲防护性能和经济性.FCS一开始就过分强调陆军装备必须刚性满足空运甚至空投的要求，认为信息化条件下能大幅提高单车生存力而牺牲单车防护性，后经伊拉克战争、阿富汗战争证明此路不通.

战斗全重的控制一直是坦克装甲车辆型号研制的难点，各分系统、部件为了本身的可靠性基本上都“超重”.在型号研制中，总师系统要提高对控制重量的认识和控制力.

轻量化技术的发展重点是新材料应用，动力、传动与辅助系统的集成设计，行走系统的优化设计，甚至减少乘员，采用新型整车结构，等等.

新材料应用的重要方向是车体、炮塔体和火炮身管.铝合金、钛合金、镁合金以及高性能纤维增强复合材料的应用研究都很活跃，而瓶颈在不同型材的批量制备工艺和零部件之间的连接技术.另一方面，新材料的应用往往导致成本的大幅增加.

动力、传动与辅助系统的集成设计能大幅度降低动力舱的体积，动力舱体积的减小意味着整车重量的大幅度下降.例如，“欧洲动力机组”就使得“豹2”坦克的动力舱长度缩短1 000 mm，体积由原来的7.6 m3缩小到4.6 m3.而其集成设计的关键是冷却系统 (包括冷却风道)、进气系统的优化设计，以及动力、传动系统润滑油品种的统一，传动系统中高、中、低压液压系统 (转向系统，操纵系统，润滑系统)，液力系统 (传动系统，转向系统，制动系统)的集成设计，包括润滑油品种的统一，热管理、污染管理系统集成、优化设计.动力、传动与辅助系统的集成设计往往以牺牲一些零部件的可维修性为代价，因此实现集成设计的前提是坚决杜绝漏油、漏水、漏气、漏电，否则会因为那个管接头松动导致漏油就不得不吊动力舱甚至分解动力舱.

行走系统的优化设计对于坦克的轻量化有很大潜力.加拿大Soucy International公司和BAE系统公司瑞典分公司研制的带式橡胶履带就取得了积极的成果，已经安装到中级车辆 (35 t)上进行了使用试验，带来了实实在在的好处:车重减轻大约1 t，而且接地压力均匀分布，车辆总体声响信号特征降低10 dB，车辆振动减小65%，而且便于修理和更换[9].此前，人们基本上将注意力集中在行走系统的通过性和减振性能上，而往往忽略其轻量化设计.坦克行走系统的重量占到整车战斗全重的20%以上，开展以履带、负重轮轻量化为主要目标的行走系统优化设计是我国坦克装甲车辆业界的重点.

另外，改变车辆的结构与布置，如减小乘员、采用无人炮塔等措施都可以大大减轻车辆重量.

3 关于电气化

随着对电功率要求很大的电磁炮/电热炮等超高速动能武器，高功率激光器/高能微波发射器等定向能武器，以及电磁装甲等新概念防护技术的发展，以及民用车辆在节能环保压力下电驱动车辆技术的发展，以动力电池或动力电池+发动机为动力的纯电动车或油电混合 (混合动力)车辆的发展正蓬勃兴起，电驱动成为坦克装甲车辆鲜明的发展方向.英国BAE公司的E-X-Drive串联式机电复合传动装置已成为美国终止FCS后新启动的新型地面战车族 (GCV)和英国FRES中SV的传动系统方案[10].德国RENK公司和MTU公司也相继推出了串联式 EMT1100，分流式 REX和并联式mbrid[11]，均作为下一代坦克装甲车辆的传动方案.这些电驱动方案表现出了低速大扭矩、无级变速等良好的驱动性能，而且也表现出优异的动力舱体积，如采用E-X-Drive机电复合传动装置后，动力舱体积只有3.2 m3.电气化的另一个方面是供配电的电压体制已由原单一的28 V发展成为高压270 V、低压28 V双电压供配电体制.

电气化的发展重点是智能电网控制技术，含用电安全技术、高功率密度 (大于1 kw/kg)电机、大功率电子器件、高效高能量密度储能技术、脉冲电源技术，等等.

坦克装甲车辆电气化的研究重点是整车能量管理、功率管理顶层方案的设计，机电复合传动多方案研究，起动发电一体机、电机、电池、电控、智能供配电等关键部件的研制.

4 关于主动化

主动化这里专指防护主动化.伊拉克、阿富汗战争表明，拥有高技术武器装备的美国陆军同样遭到重创，连“海豹”突击队员的武装直升机也能被火箭弹击落.战争给美国陆军强烈的刺激和警醒，装甲车辆必须具备一定的装甲，至少能对付RPG火箭弹的攻击.但装甲的增加，势必造成战斗全重的大幅增加，往往只能起到“事倍功半”的效果.坦克装甲车辆的生存力如何提高，成了工程师们紧迫的研究课题，隐身技术，可便捷披挂的附加装甲，光电对抗、信息对抗的软杀伤主动防护系统，对来袭弹药进行拦截的硬杀伤主动防护系统的研发尤为活跃，生存力技术在一定“装甲”能力的基础上，朝着隐身、主动防护的方向快速发展，基于激光、红外、紫外、雷达多波谱的综合探测、告警系统成为标配;新推出的主战坦克，如“豹2”A7+、“梅卡瓦”MK4，均配置了拦截型主动防护系统;中轻型装甲车辆加装拦截型主动防护系统也渐成为趋势[12].俄罗斯、以色列、德国、南非、瑞士等国家均已推出主动防护系统产品.2011年3月1日，以色列国防军一辆“梅卡瓦”4坦克在加沙地区巡逻时，其“奖杯 (TROPHY)”主动防护系统探测到一个来袭射弹并成功摧毁.这是坦克首次在实战中成功使用主动防护系统，以色列国防军表示，这是坦克向前迈出的具有重大意义的一步，可能会改变未来的地面战.“奖杯”系统可提供360°防护，防御反坦克导弹、反坦克火箭弹和坦克发射的高爆反坦克炮弹[13].

坦克装甲车辆软杀伤主动防护技术的发展重点是:激光、红外、紫外、雷达等多波谱光电探测与光电对抗技术;射频综合技术手段;诱骗、干扰、压制一体化技术.

拦截型主动防护系统是另一个重要发展方向，其技术发展重点是探测跟踪和识别来袭弹药的雷达以及拦截装置的开发.

5 关于无人化

自从美国1990推出联合机器人计划 (JRP)以来，无人系统的发展一直方兴未艾，并已经开始投入实战，伊拉克、阿富汗和利比亚战争都看到了无人系统的实战应用.美国终止FCS后，仍然保留了小型无人地面车辆、无人机、无人值守地面传感器等项目，2010年7月法国萨托利防务展和2011年8月16日至18日在华盛顿会议中心举行的北美无人系统展上展出的无人系统产品和技术就能看出无人化已成为以信息化技术为支撑的坦克装甲车辆装备与技术发展的又一鲜明的方向.

当前坦克装甲车辆无人化装备的发展重点放在侦察感知、工程与后勤保障类装备的开发，而带有火力的战斗无人车或武装机器人的发展与应用相对慢一些，多是些遥控武器站或无人炮塔，或许是把武器交给机器人还是让人有些不放心或感到恐惧，而实质是技术还不能保证机器人完全具备人的智能，也不能保证机器人不被敌方“绑架”.无人侦察感知装备主要包括无人侦察车、无人机和无人值守地面传感器;而无人工程与后勤保障装备主要是排雷等危险作业和运载武器弹药等搬运作业，等等.无人化技术的发展重点是传感器、通信系统、智能软件，核心是智能软件，难点是任务、路径规划和与其他武器装备以及人的协同.美国将无人化技术的智能水平分为10级，最低级1级是遥控型，由遥控操作者操控，最高级10级即象人的智能一样完全自主.

无人化技术的发展重点是:遥控武器站、无人炮塔和无人值守地面传感器;无人侦察车、无人工程与后勤保障装备的研制.无人诱骗装备或许也是未来无人化技术的一个重点.

6 结束语

时间已进入新世纪的第二个十年，坦克装甲车辆装备与技术的发展正处在转型升级的关键时期，规划、选择好技术发展方向成为十分急迫和重要的课题.陆军装备朝体系化、信息化发展是必须坚持的技术发展方向，但在技术途径和发展策略上应适当调整.网络等信息系统的顶层设计至关重要，武器装备总体作战效能的提升不能过分强调信息集成商的作用而忽视武器装备平台集成商的知识和经验.轻量化、电气化、防护主动化、无人化成为坦克装甲车辆技术发展最重要、最明确的发展方向，在这些方面开展研发工作大有可为.

[1]美陆军未来战斗系统夭折 [N].环球时报，2009-09-25.

[2]吴 磊.法国陆军“蝎子”计划 [J].国外坦克，2010，(10):23-26.

[3]ChristopherF Foss.GDUK secures UK Specialist Vehicle deal[J].Jane’s Defense Weekly，2010，47(27):4.

[4]Rupert Pengelley.British army mulls the mix as FRES is prepared for rebranding[J/OL].International Defense Review，(2009-05-12).http://210.79.228.45/NETQK/360C0090/2009/20090601/idr12142.mht.

[5]Giles Ebbutt.FCS projects re-emerge in wake of Future Combat Systems demise[J].International Defense Review，2010，43(2):40-43.

[6]Daniel Wasserbly.US Army outlines how it will restructure FCS [J].Jane’s Defense Weekly，2009，46(21):8.

[7]John Antal.New Armour for Full Spectrum Operations[J].Military Technology，2011，(2):100-105.

[8]Christopher F Foss.FRES Scout decision set for 2010[J].Jane’s Defense Weekly，2009，46(35):10.

[9]Christopher F Foss.CV90 take rubber bands into theatre[J/OL].International Defense Review，(2011-02-15).http://210.79.228.45/NETQK/360C0090/2011/201102/idr13721.htm.pdf.

[10]Daniel Wasserbly.BAE Systems-led team to power US Army GCV submission with hybrid-electric drive[J/OL].Jane’s Defense Weekly，(2010-07-27).http://210.79.228.45/NETQK/360C0071/2010/20100728/jdw43738.mht.

[11]总装备部电子信息基础部.2010年世界武器装备与军事技术发展报告 [M].北京:国防工业出版社，2011.

[12]肖 磊，毛 明.装甲铁骑新时代——从萨托利防务展看坦克装甲车辆技术的发展[J].坦克装甲车辆，2010，(9):10-15.

[13]Yaakov Katz.Trophy APS tested in combat[J/OL].Jane’s Defense Weekly，(2011-03-04).http://210.79.228.45/NETQK/360C0071/2011/201003/jdw 45516.htm.pdf.