新世紀以來美法軍事技術(shù)與裝備的發(fā)展

新世紀以來美法軍事技術(shù)與裝備的發(fā)展

近代以來，在美國“聯(lián)合作戰(zhàn)理論”和法國“空間作戰(zhàn)理論”的指導下，軍隊轉(zhuǎn)型達到了以體系化和信息為主要特征的高潮。其技術(shù)和裝備的發(fā)展標志著美國未來作戰(zhàn)系統(tǒng)、法國統(tǒng)一作戰(zhàn)系統(tǒng)（boa）和英國快速響應(yīng)系統(tǒng)（fre）。然而，隨著十年的死亡，在技術(shù)和資金的雙重壓力下，美國陸軍在阿富汗、伊拉克、甚至關(guān)聯(lián)撒馬利亞戰(zhàn)爭的實踐驗證下進行了兩次重大調(diào)整，最終于2009年結(jié)束。法國boa系統(tǒng)的主要“仆人”作戰(zhàn)信息系統(tǒng)的第一個版本sipsvo于2014年開始，該系統(tǒng)的投資至少應(yīng)超過2020年。英國的fna最初計劃建設(shè)一支具有遠視作戰(zhàn)能力的中型部隊，并實施三個計劃：專用車輛、多功能車輛和機動保障車輛?，F(xiàn)在，只有特定車輛的示例計劃和未來快速響應(yīng)系統(tǒng)的名稱。當世界軍事力量計劃面臨重大障礙時，軍隊設(shè)備和技術(shù)如何發(fā)展？。隨著第二個十年的到來,中東和北非地區(qū)的不穩(wěn)定愈演愈烈,世界各國對資源的爭奪漸趨白熱化.在世界社會、經(jīng)濟急劇動蕩和我國謀求長期穩(wěn)定發(fā)展的大背景下,應(yīng)該支持哪些坦克裝甲車輛技術(shù)的發(fā)展?新技術(shù)的出現(xiàn)仍然方興未艾,如強激光武器、電磁發(fā)射武器等新概念武器,無人車、機器人等智能平臺,電驅(qū)動、高壓供配電等新型供電體制,隱身、軟硬殺傷等新型防護手段等等,研發(fā)活動十分活躍,成果不斷涌現(xiàn),這些新技術(shù)的出現(xiàn)與信息技術(shù)一道,極大地推動著坦克裝甲車輛裝備與技術(shù)的發(fā)展.未來坦克裝甲車輛應(yīng)該如何更好地集成這些技術(shù)?進入新世紀后,我國坦克裝甲車輛也獲得了空前的發(fā)展,主戰(zhàn)坦克、步兵戰(zhàn)車、輪式車、兩棲裝備、空降裝備等都有新裝備定型,技術(shù)上都有顯著的提升.在進入裝備發(fā)展適當放緩,技術(shù)發(fā)展加速的關(guān)鍵時期,未來坦克裝甲車輛裝備、技術(shù)的發(fā)展方向和發(fā)展重點需亟待明確和形成較為一致的意見.為回答上述問題,作者試圖就幾個重大技術(shù)的發(fā)展方向進行討論,并結(jié)合我國坦克裝甲車輛裝備與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀針對性地提出一些發(fā)展重點建議.1發(fā)展特點和未來趨勢陸軍裝備建設(shè)體系化發(fā)展是進入21世紀以來最明顯的技術(shù)發(fā)展方向,雖然美、法、英先后推出的FCS、BOA、FRES命運迥異,但是,以飛速發(fā)展的信息技術(shù)為支撐,打造網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系,實現(xiàn)“聯(lián)合作戰(zhàn)”的目標始終未變.2009年FCS正式中止以后,仍保留了其核心——網(wǎng)絡(luò),強調(diào)“網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是陸軍現(xiàn)代化的核心”,把FCS網(wǎng)絡(luò)、小型無人地面車輛、無人機、無人值守地面?zhèn)鞲衅鞯软椖咳谌肼脩?zhàn)斗隊現(xiàn)代化改造計劃中,同時積極推動新型地面戰(zhàn)車族(GCV)研制計劃.美國陸軍汲取在伊拉克和阿富汗多年來作戰(zhàn)的經(jīng)驗教訓,擬把GCV打造成為支持9人步兵班在各種復雜威脅環(huán)境中遂行全譜作戰(zhàn)的車輛.GCV計劃是美國陸軍戰(zhàn)車現(xiàn)代化戰(zhàn)略的核心,在未來若干年內(nèi),美國陸軍將混合裝備老式車輛和新型車輛,M1系列坦克、M2步兵戰(zhàn)車和“斯特賴克”裝甲車將很可能與新型GCV-步兵戰(zhàn)車(IFV)并肩作戰(zhàn).美國陸軍的目標是,未來十年,構(gòu)建一支編制靈活的、網(wǎng)絡(luò)化的多用途混合型陸軍.BOA計劃分4步實施:第一步2014年完成,更新步兵作戰(zhàn)裝備,包括研制步兵裝甲戰(zhàn)車VBCI和單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)FELIN,以增強非對稱作戰(zhàn)的適應(yīng)能力;另一方面,對當前戰(zhàn)術(shù)信息系統(tǒng)進行合理化配置,開發(fā)“蝎子”作戰(zhàn)信息系統(tǒng)SICSV0版,以解決信息系統(tǒng)種類繁多、互聯(lián)互通性差的問題.第二步計劃2017年完成,研制多用途裝甲車和改造“勒克萊爾”主戰(zhàn)坦克,增強其城市作戰(zhàn)能力;同時,升級SICSV0版至V1版,基本實現(xiàn)以提高生存力為主的協(xié)同作戰(zhàn).第三步計劃2020年完成,對諸兵種合成旅的裝備進行改造,安裝V1版SICS,并實現(xiàn)裝備通用化,使接觸式作戰(zhàn)時部隊具備協(xié)同作戰(zhàn)能力.第四步計劃2026年前完成,實現(xiàn)法國陸軍轉(zhuǎn)型,具備“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的能力.目前,BOA處于規(guī)劃的初期實施階段.FRES經(jīng)2009年調(diào)整后,形成專用車輛、多用途車輛和機動保障車輛3個計劃.優(yōu)先實施專用車輛(SV)計劃,首先安排發(fā)展履帶式裝甲偵察車,并帶出通用履帶式底盤,發(fā)展包括偵察車、中型裝甲車和支援車3種類型的車輛體系.SV已進入演示驗證階段,預(yù)計2013年開始樣車試驗.從FCS、BOA、FRES的進展看,世界軍事強國走陸軍裝備建設(shè)體系化的方向未變,但實施的步伐較原來理想的“高歌猛進”變得“務(wù)實”起來.原因可能是:1)“不確定性、持久性沖突”的未來陸軍接觸式作戰(zhàn)環(huán)境的復雜性對信息系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò))的技術(shù)要求描述不清;2)龐大、多單元的信息系統(tǒng)和海量的信息要實時、安全、恰當?shù)貍鬟f的技術(shù)難度大;3)經(jīng)濟不可承受.即需求不甚明確,技術(shù)風險大,經(jīng)濟難以承受.或者說是方向沒錯,但過于激進,要適當慢一點.發(fā)展方式應(yīng)該是循序漸進,由單車單兵的數(shù)字化、自動化、信息化開始,再互聯(lián)互通,構(gòu)成網(wǎng)絡(luò).不要指望先有非常完善的網(wǎng)絡(luò),也不要指望少數(shù)幾個人就能完成所有的作戰(zhàn)任務(wù),更不能指望信息化能包辦一切.支撐陸軍裝備體系化發(fā)展的是信息技術(shù),重點是指控網(wǎng)絡(luò)、和單車、單兵的信息化.指控網(wǎng)絡(luò)研發(fā)的核心是作戰(zhàn)部隊編制、職責的頂層設(shè)計,特別是信息流規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計,即核心是指控模型的建立以及軟件的開發(fā).單車、單兵的信息化,研發(fā)的核心仍然是其信息流規(guī)劃設(shè)計和動態(tài)綜合驗證.因此不是搞網(wǎng)絡(luò)或總線的人來負責總體設(shè)計,而是懂得如何更好地提升綜合作戰(zhàn)效能的人來負責.而發(fā)展的重點是信息感知能力的大幅提升,包括對目標、地理環(huán)境、友鄰部隊、本身狀態(tài)包括故障的感知.陸軍裝備體系化研究的重點是:通過信息化部隊的建設(shè)、演練實踐,完善部隊的編制,明確各作戰(zhàn)單元包括單兵在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中的職責,明確網(wǎng)絡(luò)信息流程,等等;加強單車、單兵的信息化集成,特別是動態(tài)綜合(DSI);加強總體設(shè)計,由以“布置、匹配”任務(wù)為主的總體設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴叭蝿?wù)”分配、系統(tǒng)建模、動態(tài)綜合仿真為主的總體設(shè)計;加強部件、分系統(tǒng)的數(shù)字化、集成控制以及嵌入式狀態(tài)檢測、故障診斷、訓練模擬,等等.2以防護材料為使用導向的集成設(shè)計輕量化是工程技術(shù)人員永恒的追求,但輕量化不能犧牲防護性能和經(jīng)濟性.FCS一開始就過分強調(diào)陸軍裝備必須剛性滿足空運甚至空投的要求,認為信息化條件下能大幅提高單車生存力而犧牲單車防護性,后經(jīng)伊拉克戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭證明此路不通.戰(zhàn)斗全重的控制一直是坦克裝甲車輛型號研制的難點,各分系統(tǒng)、部件為了本身的可靠性基本上都“超重”.在型號研制中,總師系統(tǒng)要提高對控制重量的認識和控制力.輕量化技術(shù)的發(fā)展重點是新材料應(yīng)用,動力、傳動與輔助系統(tǒng)的集成設(shè)計,行走系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,甚至減少乘員,采用新型整車結(jié)構(gòu),等等.新材料應(yīng)用的重要方向是車體、炮塔體和火炮身管.鋁合金、鈦合金、鎂合金以及高性能纖維增強復合材料的應(yīng)用研究都很活躍,而瓶頸在不同型材的批量制備工藝和零部件之間的連接技術(shù).另一方面,新材料的應(yīng)用往往導致成本的大幅增加.動力、傳動與輔助系統(tǒng)的集成設(shè)計能大幅度降低動力艙的體積,動力艙體積的減小意味著整車重量的大幅度下降.例如,“歐洲動力機組”就使得“豹2”坦克的動力艙長度縮短1000mm,體積由原來的7.6m3縮小到4.6m3.而其集成設(shè)計的關(guān)鍵是冷卻系統(tǒng)(包括冷卻風道)、進氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,以及動力、傳動系統(tǒng)潤滑油品種的統(tǒng)一,傳動系統(tǒng)中高、中、低壓液壓系統(tǒng)(轉(zhuǎn)向系統(tǒng),操縱系統(tǒng),潤滑系統(tǒng)),液力系統(tǒng)(傳動系統(tǒng),轉(zhuǎn)向系統(tǒng),制動系統(tǒng))的集成設(shè)計,包括潤滑油品種的統(tǒng)一,熱管理、污染管理系統(tǒng)集成、優(yōu)化設(shè)計.動力、傳動與輔助系統(tǒng)的集成設(shè)計往往以犧牲一些零部件的可維修性為代價,因此實現(xiàn)集成設(shè)計的前提是堅決杜絕漏油、漏水、漏氣、漏電,否則會因為那個管接頭松動導致漏油就不得不吊動力艙甚至分解動力艙.行走系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計對于坦克的輕量化有很大潛力.加拿大SoucyInternational公司和BAE系統(tǒng)公司瑞典分公司研制的帶式橡膠履帶就取得了積極的成果,已經(jīng)安裝到中級車輛(35t)上進行了使用試驗,帶來了實實在在的好處:車重減輕大約1t,而且接地壓力均勻分布,車輛總體聲響信號特征降低10dB,車輛振動減小65%,而且便于修理和更換.此前,人們基本上將注意力集中在行走系統(tǒng)的通過性和減振性能上,而往往忽略其輕量化設(shè)計.坦克行走系統(tǒng)的重量占到整車戰(zhàn)斗全重的20%以上,開展以履帶、負重輪輕量化為主要目標的行走系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計是我國坦克裝甲車輛業(yè)界的重點.另外,改變車輛的結(jié)構(gòu)與布置,如減小乘員、采用無人炮塔等措施都可以大大減輕車輛重量.3機電復合傳動的未來發(fā)展方向隨著對電功率要求很大的電磁炮/電熱炮等超高速動能武器,高功率激光器/高能微波發(fā)射器等定向能武器,以及電磁裝甲等新概念防護技術(shù)的發(fā)展,以及民用車輛在節(jié)能環(huán)保壓力下電驅(qū)動車輛技術(shù)的發(fā)展,以動力電池或動力電池+發(fā)動機為動力的純電動車或油電混合(混合動力)車輛的發(fā)展正蓬勃興起,電驅(qū)動成為坦克裝甲車輛鮮明的發(fā)展方向.英國BAE公司的E-X-Drive串聯(lián)式機電復合傳動裝置已成為美國終止FCS后新啟動的新型地面戰(zhàn)車族(GCV)和英國FRES中SV的傳動系統(tǒng)方案.德國RENK公司和MTU公司也相繼推出了串聯(lián)式EMT1100,分流式REX和并聯(lián)式mbrid,均作為下一代坦克裝甲車輛的傳動方案.這些電驅(qū)動方案表現(xiàn)出了低速大扭矩、無級變速等良好的驅(qū)動性能,而且也表現(xiàn)出優(yōu)異的動力艙體積,如采用E-X-Drive機電復合傳動裝置后,動力艙體積只有3.2m3.電氣化的另一個方面是供配電的電壓體制已由原單一的28V發(fā)展成為高壓270V、低壓28V雙電壓供配電體制.電氣化的發(fā)展重點是智能電網(wǎng)控制技術(shù),含用電安全技術(shù)、高功率密度(大于1kw/kg)電機、大功率電子器件、高效高能量密度儲能技術(shù)、脈沖電源技術(shù),等等.坦克裝甲車輛電氣化的研究重點是整車能量管理、功率管理頂層方案的設(shè)計,機電復合傳動多方案研究,起動發(fā)電一體機、電機、電池、電控、智能供配電等關(guān)鍵部件的研制.4裝甲車輛軟殺傷主動防護系統(tǒng)的發(fā)展主動化這里專指防護主動化.伊拉克、阿富汗戰(zhàn)爭表明,擁有高技術(shù)武器裝備的美國陸軍同樣遭到重創(chuàng),連“海豹”突擊隊員的武裝直升機也能被火箭彈擊落.戰(zhàn)爭給美國陸軍強烈的刺激和警醒,裝甲車輛必須具備一定的裝甲,至少能對付RPG火箭彈的攻擊.但裝甲的增加,勢必造成戰(zhàn)斗全重的大幅增加,往往只能起到“事倍功半”的效果.坦克裝甲車輛的生存力如何提高,成了工程師們緊迫的研究課題,隱身技術(shù),可便捷披掛的附加裝甲,光電對抗、信息對抗的軟殺傷主動防護系統(tǒng),對來襲彈藥進行攔截的硬殺傷主動防護系統(tǒng)的研發(fā)尤為活躍,生存力技術(shù)在一定“裝甲”能力的基礎(chǔ)上,朝著隱身、主動防護的方向快速發(fā)展,基于激光、紅外、紫外、雷達多波譜的綜合探測、告警系統(tǒng)成為標配;新推出的主戰(zhàn)坦克,如“豹2”A7+、“梅卡瓦”MK4,均配置了攔截型主動防護系統(tǒng);中輕型裝甲車輛加裝攔截型主動防護系統(tǒng)也漸成為趨勢.俄羅斯、以色列、德國、南非、瑞士等國家均已推出主動防護系統(tǒng)產(chǎn)品.2011年3月1日,以色列國防軍一輛“梅卡瓦”4坦克在加沙地區(qū)巡邏時,其“獎杯(TROPHY)”主動防護系統(tǒng)探測到一個來襲射彈并成功摧毀.這是坦克首次在實戰(zhàn)中成功使用主動防護系統(tǒng),以色列國防軍表示,這是坦克向前邁出的具有重大意義的一步,可能會改變未來的地面戰(zhàn).“獎杯”系統(tǒng)可提供360°防護,防御反坦克導彈、反坦克火箭彈和坦克發(fā)射的高爆反坦克炮彈.坦克裝甲車輛軟殺傷主動防護技術(shù)的發(fā)展重點是:激光、紅外、紫外、雷達等多波譜光電探測與光電對抗技術(shù);射頻綜合技術(shù)手段;誘騙、干擾、壓制一體化技術(shù).攔截型主動防護系統(tǒng)是另一個重要發(fā)展方向,其技術(shù)發(fā)展重點是探測跟蹤和識別來襲彈藥的雷達以及攔截裝置的開發(fā).5無人化裝備與技術(shù)發(fā)展重點比較自從美國1990推出聯(lián)合機器人計劃(JRP)以來,無人系統(tǒng)的發(fā)展一直方興未艾,并已經(jīng)開始投入實戰(zhàn),伊拉克、阿富汗和利比亞戰(zhàn)爭都看到了無人系統(tǒng)的實戰(zhàn)應(yīng)用.美國終止FCS后,仍然保留了小型無人地面車輛、無人機、無人值守地面?zhèn)鞲衅鞯软椖?2010年7月法國薩托利防務(wù)展和2011年8月16日至18日在華盛頓會議中心舉行的北美無人系統(tǒng)展上展出的無人系統(tǒng)產(chǎn)品和技術(shù)就能看出無人化已成為以信息化技術(shù)為支撐的坦克裝甲車輛裝備與技術(shù)發(fā)展的又一鮮明的方向.當前坦克裝甲車輛無人化裝備的發(fā)展重點放在偵察感知、工程與后勤保障類裝備的開發(fā),而帶有火力的戰(zhàn)斗無人車或武裝機器人的發(fā)展與應(yīng)用相對慢一些,多是些遙控武器站或無人炮塔,或許是把武器交給機器人還是讓人有些不放心或感到恐懼,而實質(zhì)是技術(shù)還不能保證機器人完全具備人的智能,也不能保證機器人不被敵方“綁架”.無人偵察感知裝備主要包括無人偵察車、無人機和無人值守地面?zhèn)鞲衅?而無人工程與后勤保障裝備主要是排雷等危險作業(yè)和運載武器彈藥等搬運作業(yè),等等.無人化技術(shù)的發(fā)展重點是傳感器、通信系統(tǒng)、智能軟件,核心是智能軟件,難點是任務(wù)、路徑規(guī)劃和與其他武器裝備以及人的協(xié)同.美國將無人化技術(shù)的智能水平分為10級,最低級1級是遙控型,由遙控操作者操控,最高級10級即象人的智能一樣完全自主.無人化技術(shù)的發(fā)展重點是:遙控武器站、無人炮塔和無人值守地面?zhèn)鞲衅?無人偵察車、