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军用车辆关键技术体系探析

信息来源: 发表于:2014-6-12 13:28:00

于坤炎 黄韬 赵祥君 熊明

(军事交通学院汽车工程系,天津300161)

随着作战方式的革命性变化,未来战场空间向多维拓展,军用车辆装备也面临新的威胁和挑战。军用车辆不仅会受到来自空中、地面的火力打击、爆炸和核生化等传统威胁,也会受到简易爆炸装置等非对称威胁以及电磁毁伤攻击等新概念武器威胁。同时,军用车辆还要满足完成多样化军事任务的需求。因此,世界各军事强国都非常重视军用车辆的发展,纷纷利用其丰富的作战经验和先进的军事技术,大力推进军用车辆升级换代,其军用车辆在体系建设和装备性能上与我军相比有较大的领先优势。军用车辆装备作为我军现代化武器装备的重要组成部分,为了能更好地履行新时期使命任务,必须准确理解和把握军用车辆装备的任务与能力需求,严格按照使命任务与能力需求分析-关键技术研究-装备型号研制的装备体系构建思路,科学、规范、系统地发展军用车辆装备。  

1军用车辆的任务功能要素

新时期新阶段,军用车辆装备作为服务全军的通用平台装备,主要担负火力打击、指挥控制、兵力机动、综合保障等任务。

1.1主战装备地面机动平台,遂行作战任务

车辆装备是导弹、火炮、电子对抗等陆军主战装备系统的重要组成部分,是多种现代化武器装备的重要作战平台,担负着运载和牵引武器系统遂行机动作战的重要使命。为压制武器、反坦克武器、防空武器、战略和战役导弹等精确火力打击装备提供具有机动和防护能力的轮式通用平台;此外,轮式车辆还可作为发展各类战斗车辆(如空降车、突击车)和轻式装甲车辆(如轮式装甲输送车、轮式步兵战车)的基本底盘,为履带式坦克、装甲车辆提供地面运输平台。

1.2信息化装备地面机动平台,遂行作战支援任务

在高技术条件下的现代战争中,具有优良机动性的军用车辆也是多种信息化装备的重要载体。为战场感知、侦查通信、指挥控制、探测制导和信息攻防等C4ISR信息化装备提供具有隐身机动和电源保障能力的轮式通用机动平台。

1.3保障装备地面机动平台,遂行作战勤务支援任务

未来战争的战场空间广、物资消耗大、装备战损率高、保障难度大,对机动保障依赖性强。车辆装备作为地面机动平台在作战物资(弹药、油料、给养等)运输、装备输送、装备维修、伤员救护和后勤保障中担负着重要的使命。为工程、防化及维修等作战保障装备和运输、卫生、油料、野营及炊事等勤务支援装备提供具有机动和防护能力的轮式通用机动平台和装备。

1.4兵力机动平台,遂行战术支援或战斗保障任务

车辆装备是兵员和各类战斗保障装备的机动平台,广泛用于兵员、装备的输送以及指挥、通信、侦察、气象、测绘、防化、工程保障等兵种和专业。为建制兵力全域地面投送提供轮式机动装备;为轻型机械化部队、空降兵部队、海军陆战队和特种作战部队提供具有机动力、防护力、信息力和火力的班组机动装备。

2军用车辆的能力需求

近期几场局部战争和世界新军事变革的发展趋势表明,陆地战场信息化的特点将更加突出,这对陆军未来作战和装备发展提出了前所未有的挑战。我军也适时提出了部队应具有“全域机动、多维多能”的作战能力,这就要求车辆装备应以信息化为发展方向,以机动、防护和信息一体化为核心,全面发展机动能力、生存能力、可运输能力、信息能力和可保障能力。

2.1机动能力

机动是军事行动的基本要素,军用车辆机动能力是指军用车辆通过各种途径快速到达指定地域的能力。军用车辆的机动能力主要表现在其快速的道路机动能力和越野机动能力。其中,越野机动能力主要包括地面机动能力和地形机动能力,即军用车辆在战场上能够克服复杂地形和松软地面对军用车辆行驶的阻碍,在严寒、高原、热区、沙漠等极限气候和地理环境下也能够正常行驶。

2.2生存能力

信息化战争条件下军用车辆必须具有优异的生存能力,生存能力主要指防护能力,应作为军用车辆的基本能力。军用车辆的生存能力主要表现在主动防护能力和被动防护能力,即要求军用车辆具有红外、无线电波、声响等特征信号管理、自动灭火、烟幕施放、武器搭载、核生化及高当量爆炸物探测等性能的主动防护能力和强调军用车辆应具备防枪弹、地雷、破片、冲击波破坏的能力,适当的防核、生物、化学、放射、高当量爆炸物防护和减缓的能力,以及车辆电子及网络系统的抗强电磁波破坏的被动防护能力等几个方面。

2.3可运输能力

为完成多样化军事任务,陆军转型建设要求具有远征作战能力的部队,突出强调按作战要求的时间和地点将部队迅速部署到联合作战区域的可部署能力。为此,军用车辆应发挥其灵活优异的可运输能力。针对军用车辆将会使用铁路、水路、航空、公路大型运输装备进行战略投送的特点,提出军用车辆应满足铁路、舰船和大型运输飞机的装载要求,保证部队实施成建制地投送,主要包括铁路运输、船舶运输、航空运输和公路运输能力,对轻型机械化部队、空降部队、两栖机械化部队、山地部队和特种部队装备的部分军用车辆还要求考虑满足我军中型运输机和直升机的空运、吊运、机降和空投要求,具有空投和空吊运输能力。

2.4信息能力

未来战场上,信息及信息系统是不可或缺的一部分,整个战场将形成有机的网络,各平台均以信息为支撑和媒介并入信息网络,信息高度一体化。因此,未来信息化战场对军用车辆的信息能力提出了新的要求,主要包括C4ISR、车辆电子系统、电磁兼容性、安全性/可靠性/生存性/扩展性/视觉增强、电源管理与分配等能力。

2.5可保障能力

为实现部队远征和持续作战能力建设的转型目标,要求部队和装备必须具有优异的可保障能力。军用车辆的可保障能力主要表现为系列化、通用化、模块化,可靠、可用、耐用、便于维护和修理。

3军用车辆的关键技术体系

按照我军装备体系从使命任务与能力需求分析-关键技术研究-装备型号研制的构建思路,根据上述军用车辆能力需求分析,军用车辆装备的关键技术体系可按基本能力需求划分为五个技术领域,即机动性技术、生存性技术、信息技术、可运输性技术和可保障性技术。有针对性地、系统地开展关键技术的研究可为装备型号研制做好技术储备、打下技术基础、降低研制风险。

3.1机动性技术

机动性是军用车辆最基本的能力要求。军用车辆机动性关键技术包括为军用车辆提供和传递驱动力,提高机动能力的各项技术,包括动力技术、传动技术、全轮转向技术、高性能悬架技术、先进行驶机构与高通过性技术等。该领域涵盖范围广、涉及的内容多,属典型的多学科交叉、高科技集成的系统工程,是军用车辆发展的关键所在。军用车辆机动性技术的提高,对军用车辆的发展具有重大意义,许多国家军队研制或装备了高机动性车辆,其重点正是解决机动性领域的关键技术问题。

3.2军用车辆生存性技术

生存性是军用车辆特有的的能力要求。军用车辆生存性技术包括军用车辆应对常规武器(轻武器、手榴弹、简易爆炸装置等)、非常规武器(核、生、化武器)及电磁武器等毁伤性武器攻击,减少或避免对车辆和乘员造成损伤和伤害的各项技术。在遂行信息化战争和非战争军事行动等任务时,军用车辆需要应对来自常规弹道武器打击与爆炸冲击、核化生攻击和电磁毁伤等的威胁,因此军用车辆应发展防雷达、热红外、普通光学和声响侦察的隐身技术;具有与战场环境相匹配的防轻武器、炮弹破片打击与爆炸冲击的防护技术及重要武器平台加装主动防护装置的条件;对于部分承担核化生污染区域特种任务的车辆驾乘舱应采用密封超压技术,以及具有加装核化生探测传感装置的条件;同时,军用车辆应对电子控制单元等电子系统采取电磁加固等防电磁毁伤措施。防护技术主要包括:军用车辆隐身技术、防弹道武器和防雷技术、核化生三防技术和抗电磁毁伤技术等。生存性技术的发展,可极大地拓展军用车辆的作战和作战保障功能。

(1)隐身技术

随着夜视仪器、测距器材、计算机、通讯设备和各种先进传感器的广泛使用,使得战场高度透明化。军用车辆将要面临来自空中的立体化、多手段、高性能现代侦察设施的搜索,被侦测的概率大大提高。隐身技术又称为隐形技术,或“低可探测技术”,它是通过控制、降低武器装备的信号特征使其难以被发现、识别和攻击的技术。为减少暴露目标特征,对抗光学、红外和雷达的侦察,车辆的隐身技术主要体现在两个方面:一是隐身的结构和外形设计;二是采用隐身材料,包括各种隐身涂料、隐身篷布和隐身网等。通常包括雷达隐身技术、红外隐身技术、电子隐身技术、可见光隐身技术和声波隐身技术等。

(2)防弹道武器和防雷技术

精确制导武器的应用,武器毁伤效能成倍提高,军用车辆及其乘员遭受的威胁不仅来自小型火力、狙击手、反步兵地雷、反坦克地雷和从车辆底部或侧翼引发的强力爆炸装置,而且还来自便携式火箭的袭击。防弹道武器和防雷技术是通过采用各种防护装甲以防止高速枪弹、地雷破片和常规武器爆炸所产生的冲击波杀伤或破坏等。从防护装甲的材料来看,防护装甲材料从铝、普通钢发展到防弹均质钢,后又发展到高强度钢、高硬度钢、钛合金和贫铀装甲等。为了减轻重量,提高防护能力,目前又着重开发了防弹复合材料与防弹陶瓷等。其中,复合材料由于综合了增强材料和基体各自的优点,是未来防护装甲的发展方向。

(3)核化生三防技术

在遂行军事行动时,军用车辆将应对来自核化生武器攻击的威胁。三防技术,即核、生物、化学武器防护技术,是军用车辆用于防止或减轻被核、生物、化学武器毁伤的军事技术。遂行核生化污染区域特种任务的军用车辆其驾乘舱应具有密闭超压能力;应具备核生化探测传感装置安装的条件;车辆结构还应便于沾染的洗消。

(4)抗电磁毁伤技术

现代战场将同时在电磁空间里展开,军用车辆作为机械、电子设备的组合体,同样面临电磁毁伤武器的威胁,电磁脉冲炸弹和微波定向能武器会大规模地造成军用车辆失能瘫痪,将成为军用车辆动力、操纵控制系统的新威胁。抗电磁毁伤技术是指军用车辆用于防止或减轻电磁武器损毁的军事技术,军用车辆应对电子控制装置等电子系统、网络系统及线束采取抗电磁破坏加固措施。

3.3可运输性技术

未来战场空间空前拓展,作战将在远距离、大空间、多领域内展开。要求我军必须具有大规模的战略投送能力,解决军用车辆跨区远程投送的关键是在车辆设计阶段就要从硬点参数和车身结构设计上充分考虑车辆铁路运输、船舶运输、航空运输和公路运输问题,对部分车辆还要考虑空投和空吊要求问题。军用车辆可运输性技术是指为提高军用车辆可运输能力所采取的各种技术措施。包括采用新材料、新结构等轻量化技术,减小车辆质量,提高车辆可运输性;进行结构优化设计,使车辆满足可运输要求;采用可调悬架技术,便于车辆空运;驾驶室折叠设计,满足可运输需求;空投技术等。

(1)轻量化技术

随着军用车辆用途的扩展,军用车辆搭载的设备也越来越多,总质量也随之上升,为了满足可运输要求尤其是固定翼飞机的航空运输要求,有必要采用新材料、新结构等轻量化技术降低整备质量,控制整车总质量。特别是采用轻质防护材料,在提高车辆的防护性同时仍保证车辆具有较好的可运输性。

(2)高度可调悬架技术

采用高度可调悬架技术可有效调整车身高度,从而满足铁路、公路、水路和航空运输的装载要求。军用车辆通过船舶运输,由于船舶水上航行的特点,需要重点考虑军用车辆的捆绑加固设计,以确保军用车辆的安全投送。

(3)空投技术

 航空运输除了要考虑大中型运输机的运载外,还要加强中小型运输机的空投,因此必须发展军用车辆的空投技术,包括人车一体空投技术、重载空投技术等。

(4)外形结构优化技术

外形结构优化技术主要包括从尺寸上考虑各种运输工具的装载限制、涵洞/桥梁等限高;从捆绑加固方面考虑便于装载或直升机吊运。

3.4信息技术

军用车辆是信息化战场的关键环节,信息化对军用车辆的发展具有重要意义。军用车辆平台信息技术是指利用相关成熟的光、电、磁技术的应用和综合集成,对现役车辆平台实施信息化改造,对新研车辆装备进行信息化综合设计,快速提升车辆平台信息化建设总体水平的技术。

(1)车辆综合控制技术

车辆综合控制技术主要包括:动力系统与传动系统匹配、制动系统控制、悬架系统控制以及车辆平台信息的管理与控制、技术状态的监测、故障的诊断与预测,具备显示、控制、预警、诊断等功能,并与C4ISR网络进行系统集成,实现信息交换的技术。

(2)C4ISR系统接入技术

强调采用嵌入式方式进行系统集成,构建独立于车辆控制网络系统的开放式、可扩展、可升级的车辆C4ISR网络结构,使车辆平台具有指挥控制、通信、定位与导航功能,系统具备显示、控制、预警、诊断等功能的技术。

(3)电磁兼容性技术

由于车辆平台集成C4ISR网络系统和部分电子作战系统,要求车辆C4ISR网络系统和车辆电子控制网络系统必须具有良好的电磁兼容性技术。

(4)安全性/视觉增强技术

针对集成的C4ISR网络系统和车辆控制网络系统,提出发展安全分级使用、可靠工作、环境生存、可扩展、视觉增强等功能的技术。

(5)电源管理与分配技术

由于车辆电子及电子控制系统、C4ISR网络系统、电子作战系统的使用,平台电源用户和用电量大幅度增加,要求军用车辆必须具有提供足够的供电量,以及根据用电重要度对电源进行有效管理的技术。

3.5可保障性技术

依据建设远征和持续作战能力部队的目标,要求部队和装备必须具有优异的可保障性。军用车辆可保障性技术是指为提高军用车辆装备战斗力和完好率的相关技术。军用车辆可保障性技术是一个集网络、通讯和现代控制技术于一身的高科技领域,贯穿军用车辆寿命周期全过程,其主要关键技术是制约军用车辆战备完好率的瓶颈,对提高军用车辆战备完好率和任务执行能力具有重要意义。

(1)系列化、通用化、模块化技术

军用车辆系列化、通用化、模块化,即“三化”水平也是车辆设计决定的重要能力属性。按系列化、通用化、模块化发展车辆装备可使部队有效地获得各种用途的车辆及基维修器材;同时还可减小车辆的驾驶和维修训练以及管理工作难度,提高部队的可保障能力。军用车辆应全面规划精干的基础总成部件系列,模块化构建基本底盘平台,通过提高基础总成部件通用性,扩大基本底盘平台搭载任务系统的适应性,最终保证军用车辆具有较高的系列化、通用化和模块化设计水平。按车族发展车辆装备是提高车辆“三化”水平的重要途径。

(2)可靠性、可用性和可维修性技术

军用车辆的可靠性、可用性和可维修性是可保障性的最基本属性,优异的可靠性、可用性和可维修性可使车辆装备不易发生故障、战备率高、使用寿命长、便于维修。军用车辆型号研制时,应注重加强可靠性、可用性和可维修性的论证研究工作,并在装备研制和定型试验时,严格实施和验证。嵌入式技术状态监测与故障诊断技术是提高车辆可维修性的重要技术。

(3)车辆信息数据库管理技术

建立军用车辆的信息数据库,记录车辆的使用信息、维修保障信息,可实时评估车辆的技术状态和战备完好率,有利于提高车辆的可保障性。

关键字:军用车辆装备,能力,技术体系
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