美军新一代地面战车GCV

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  美国国防部取消“未来战斗系统”(FCS)后,制定了新一代地面战车(Ground Combat Vehicle,GCV)的研制计划。项目研发费用预计为76亿美元,GCV将成为未来美国陆军核心装备。美国陆军计划未来将采购约100辆GCV,用以替代“布雷德利”步兵战车。GCV项目将采用当前世界上最先进的各种技术,具有较强的创新性与前瞻性,在一定程度上代表了世界装甲平台的发展潮流与趋势。
  “未来战斗系统”下马与GCV研制启动
  美军“未来战斗系统”项目始于2003年,是一个由多种系统组成的多功能、网络化、轻型化的新一代陆军武器系统,是世界陆军武器装备发展史上的里程碑。“未来战斗系统”主要由有人地面车辆(MGV)、无人平台、网络系统以及士兵系统4个主要部分组成,计划包含8种类型的有人地面车辆。然而,由于预算严重超支、应对反恐作战的能力受质疑、技术不成熟等原因,2009年6月23日,美国国防部宣布正式取消“未来战斗系统”项目。时任国防部长罗伯特·盖茨解释,取消“未来战斗系统”出于多因素考虑,其中之一是伊拉克和阿富汗战争中的教训在项目中没有得到体现,人们期望新一代装甲车辆能够均衡创新技术手段,提供更好的全面防护与全方位生存能力。
  然而,“未来战斗系统”项目并没有真正被终止,已经研制出的阶段性技术成果没有被束之高阁,而是被3个新项目所取代——新一代地面战车(GCV)项目,“初期步兵旅战斗队”(E-IBCT)现代化计划,作战指挥网络持续发展计划。
  美军GCV项目的初步规划始于2009年7月。在国防部长盖茨的指示下,美陆军训练与条令司令部专门成立了特别工作组,负责在“未来战斗系统”计划取消后制定出新的战斗车辆需求。该工作组由陆军士兵、陆战队员、程序工程师以及盟国军事人员组成。2009年9月7日,特别工作组向国防部提交了一份关于研制新型地面作战车辆的草案。在该草案中,工作组详细陈述了在伊拉克和阿富汗作战所汲取的经验教训,对十年来偏离了立足全面战争需求发展多种主战车型的做法进行了评述,提出要加强对付近战武器和各种简易爆炸装置的能力。草案指出,GCV的设计思路应与FCS有所不同,将采用通用底盘,需要具备不同等级的防护及杀伤力,采用V形车体和履带式底盘,比FCS具有更好的战场生存能力。
  2010年2月25日,美陆军向工业界发布研制新一代地面战车GCV的征询方案,陆军官方正式开始选择合同商竞争研制其新一代战斗车辆。GCV项目的进展情况
  按照美军采办规定,GCV项目研制工作将分为技术开发,工程与制造设计和低速初始生产三个阶段。目前,该项目尚处于技术开发阶段,2018年将推出第一辆生产型GCV。
  2010年5月21日,美陆军在GCV项目下开展的步兵战车技术开发阶段招标结束,进入承包商遴选程序。美陆军计划选两个团队,进入步兵战车技术开发阶段的竞争,主要工作包括初步设计,利用子系统验证车推动相关技术进一步成熟,为需求制定提供信息等。
  在征询方案发布之后,有通用动力公司、BAE系统公司和科学应用国际公司的3个团队参与竞标。
  通用动力公司团队包括洛克希德·马丁、雷锡恩和MTU底特律柴油机公司。通用动力公司作为主承包商,负责项目管理、车辆设计和集成,并将负责车辆结构和底盘、载员和乘员环境、综合生存力和安全性以及分布式系统的设计。洛马公司负责炮塔、致命和非致命武器系统、士兵健康管理系统和嵌入式训练系统的开发。雷锡恩公司负责研制防打击系统、视频和传感器数据集成显示系统。MTU底特律柴油机公司负责动力系统。通用动力C4系统公司负责网络集成。
  BAE系统公司团队包括诺斯罗普·格鲁曼、奎奈蒂克、德国MTU、萨夫特公司。BAE系统公司负责团队领导、项目管理、系统集成、车辆设计、结构、后勤保障,以及战备与平台的保养。诺斯罗普·格鲁曼公司负责C4ISR技术。奎奈蒂克公司负责提供混合电传动系统的变速箱。iRobot公司负责增强未来自主操作性能。MTU公司负责提供柴油机和发电机。萨夫特公司提供电池组和混合电传动系统的能量储存部件。
  科学应用国际公司团队包括波音公司、德国克劳斯一玛菲威格曼(KMW)公司和莱茵金属公司。该团队的设计方案基于KMW公司已进入批量生产的“美洲狮”步兵战车。科学应用国际公司与波音公司曾是FCS项目的总承包商,主要负责从计算机网络到机器人侦察车的系统集成工作,但其从未生产过地面车辆,故选择与德国的老牌装甲战斗车辆厂家联手。遗憾的是,该团队在进入技术开发阶段时被淘汰。
  然而,2010年8月25日,美陆军宣布取消了此前GCV项目的征询方案,计划更改技术细节后再次发布新的征询方案。推迟原因是在先前陆军发布的征询方案中,GCV在作战中所担负的任务不明确,任务特点十分模糊,技术要求不切实际,所具有的优势也不突出。新的征询方案将更好地保证新型步兵战车的可实现性、经济可承受性以及在规定时间完成的及时性。
  2010年11月30日,美陆军发布全新的GCV项目需求。在新公布的征询方案中,强调了地面战斗车辆能搭载3名乘员和9名士兵,具备全谱作战能力,在7年内按时交付。美陆军计划研制出多种变型车,但首先发展的将是步兵战车。美陆军还强调了GCV的经济可承受性,希望将其单价控制在900-1050万美元以内,这迫使承包商采用更多的成熟技术。
  2011年8月18日,美国陆军与BAE系统公司团队和通用动力公司团队,分别签署了价值4.5亿美元和4.3亿美元的技术演示合同,标志着该项目进入技术开发阶段,在两年内完成GCV的初始设计,降低工程与制造阶段风险。按照美国计划,GCV项目将在2013年进行工程、制造和开发阶段合同评审,2016年完成首辆生产型样车,2017年年中做出初始生产决策,2018年定型,2019年开始装备部队。
  美军对GCV技术性能要求
  美军对GCV进行论证时提出,该车的设计既要借鉴伊拉克和阿富汗作战经验,也要考虑到2017-2025年可能出现的新的反装甲威胁。按照美国陆军的设想,在启动研制首个GCV车型之后,该项目还将陆续为旅级战斗队提供若干种其它车型。这些新型战斗车辆将为乘员与车辆以及作战编队内部提供先进的互操作能力,实时的网络通信能力,各种作战环境中的高生存、杀伤和机动能力,并通过采用当代成熟技术实现优越的可支援、可使用、可购置、可运输能力。它们的设计,须能满足多样化需求,遂行多样化任务,因此除装备杀伤性武器外,还须配备非致命武器。战斗车辆还应具备嵌入式训练功能。具体而言,美军对GCV提出以下几条技术性能指标要求。   具备多用途性美陆军官员称,GCV可能成为陆军有史以来用途最广的车辆,计划发展多种变型车,但步兵战车必须是其问世的第一种车型。性能优越的步兵战车能为美军提供部队防护,并在人群中进行近战。新型步兵战车必须可搭载一个完整的9人步兵班,而现役“布雷德利”战车只能搭载6名步兵。
  具备可空运性与机动性 必须能够使用C-17或C-5等大型运输机空运,比“艾布拉姆斯”主战坦克有更强的越野机动能力,GCV机动能力将与“斯特赖克”装甲车相当,既能越野,又能在城区机动。
  具备综合防护能力GCV要有强大的防护力,采用V型车体,具备比“布雷德利”更强的杀伤力和防弹能力,比MRAP车更强的防简易爆炸装置和地雷的能力。主动防护系统将成为GCV综合防护系统中不可分割的一部分。当威胁环境变化时,可以为该车增加装甲防护组件。
  具备网络化能力
  GCV将具备运动中的信息共享能力,其空间和电力使它能随时集成最新的网络设备。美军提出新型GCV车辆网络应具备开放环境中的“即插即用”能力,能够适应当前和未来的协议。而且,这种新型网络在其寿命周期内须在经费上可支持,技术上可以升级。GCV网络化能力的最显著特点是能够为所有平台和下车作战的士兵提供联网能力。
  采用模块化设计
  美军提出,为应对未来极端复杂的作战需求,GCV的设计必须坚持开放式结构、采用模块化技术,以便像“艾布拉姆斯”坦克那样,能够在全寿命周期内对平台进行升级改造,提高车辆性能。通过采用模块化设计,GCV未来能针对战场需求的快速变化,针对不同的作战方式,迅速改造车辆结构或集成最新的技术,如轻型复合装甲、新型电子设备等。
  各研究团队设计方案
  根据面临的威胁不同,GCV的重量应在50-70吨之间。由于要求GCV的最低防护能力要与防地雷反伏击车相当,加上要求载员12人,以当前的技术水平,该车至少重50吨。当威胁环境变化时,可以为该车增加装甲防护组件,届时其重量最大可能达到70吨。虽然美国陆军没有规定GCV为轮式还是履带式,但鉴于GCV的重量,不太可能采用轮式方案。
  BAE系统公司团队的GCV项目总体设计方案已初步确定,设计原则是为美陆军提供更高的生存能力、机动能力和多功能性,且防护能力可升级,以满足多种任务需求。该研究团队提出,GCV将在CV90步兵战车的底盘基础上进一步发展,其特点是具备较大的重量与容积,采用混合电传动系统,配备奎奈蒂克公司的E-X驱动变速箱,同时将使用MTU883柴油发动机。
  根据BAE系统公司的设想,GCV的战斗全重将达到63.5吨,车长9米,车宽5米,车高3米,最大公路行驶速度为70千米/小时,在储备965升燃料的情况下,最大行程为300千米。GCV还将配备液气悬挂装置,乘员3人,载员9人(全副武装)。GCV武器系统为25毫米机关炮、7.62毫米并列机枪,以及能够360°旋转的7.62毫米遥控机枪。此外,GCV将装备由诺斯罗普·格鲁曼公司负责研制的网络化指挥控制系统。
  奎奈蒂克公司为GCV混合电传动系统提供的E-X驱动变速箱,相对传统液压机械变速箱而言是一次质的飞跃,在效率、尺寸、重量、可靠性和灵活性方面具有较大优势。GCV采用基于E-X驱动的传动系统后,在加速、机动性、燃油效率和可维护性等方面相对当前战斗车辆具有较大的提升。该系统还能为车载系统提供电力或为外部设备提供电力输出。采用E-X驱动变速箱对车辆结构最重要的改变就是不必采用机械连接,使得车辆在选择动力装置和安装位置时具有较高的灵活性,也更易于在车辆的全寿命过程中采用新的燃料以及高性能电能储存技术。研制方称,E-X驱动变速箱属于FCS项目开发的技术,技术已经成熟,完全可以投入应用。奎奈蒂克公司将在为期两年的GCV技术开发阶段交付多套变速箱,用于性能验证及寿命试验,从而为工程和制造阶段的原型车做准备。
  通用动力公司声称,其所率领的团队曾参与过美国陆军70%以上现役战斗车辆及武器系统的研制、总装或保障工作,具有全面的项目管理、车辆设计与集成、士兵接口经验。据团队透露,其已对GCV项目的多种可能设计方案进行了优化权衡分析,在顶层设计上强调开发具备经济可承受的新型地面战斗车辆,设计立足点将放在“生存能力和作战效能”上。该团队提出要努力降低研制风险,在GCV的设计中将采用各类成熟技术,为新型战车提供强大的生存能力、士兵能力、网络交互能力、机动能力和杀伤力。通用动力公司还强调,GCV将具备较强的进一步发展潜力,适应当前战场上不断变化的形势,能够胜任从非正规作战到常规作战的全谱作战。
  通用动力公司团队与BAE系统公司团队在设计思路上的一个重大不同点在于,前者将采用传统的柴油机推进,主要在德国MTU研制的发动机、变速箱和发电机上进行改进。通用动力公司团队走的可谓是一条“保守”路线。虽然采用混合电传动技术能带来诸多性能上的提升,例如,能在有效控制车重的前提下使车辆具备突出的防护能力和机动性,但该技术尚未十分成熟,在应用上存在较大技术风险,会提升GCV的制造成本。
  此外,该团队中雷锡恩公司研制的“快速摧毁”主动防护系统未来将运用在GCV之上,该防护技术目前已经发展成熟,最初是为“未来战斗系统”开发的。“快速摧毁”主动防护系统可在车辆周围提供360°保护覆盖并跟踪来袭弹药,核心部件是雷锡恩公司的网络中心系统多功能射频系统,能够快速计算来袭弹药的弹道。“快速摧毁”主动防护系统配制有一个储弹16发的发射装置,其特征是垂直发射导弹,然后导弹向下引爆摧毁来袭弹药,从而减少了有可能造成的对附近人员的伤害。
  专家点评
  北方特种车辆研究所孙毅研究员
  在2012财年,美军GCV项目科学研究与设计工作分得的军事预算达到4.494亿美元。到2013年,美国陆军应该能够对两个研究团队的样车做出最终决策,并将赋予持续4年的工程研制与试验合同。然而,未来GCV能否在传统“防护力、机动力、火力”和当今“信息力”(简称“四力”)之间找到最佳平衡点,进而具备现役装甲车辆难以企及的性能优势,是其未来几年能否成功列装的关键。大多数情况下,“四力”需求通常存在此消彼长的矛盾关系。美军未来作战将面对传统战争和非传统战争中可能遇到的各种威胁,既有大规模武装对抗,也有游击战和巷战,对各项能力指标提出不同要求。这在一定程度上导致GCV研发面对“两难”困境。例如GCV设计中采用深v形车底结构与底装甲,可以提高车辆对简易爆炸装置的防护能力,但不可避免地会使车身增高,还会影响机动性能。未来GCV如何克服这些困难,最后向何处发展,值得我们拭目以待。
  [编辑/王瑾]
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