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蹈海輕騎——透視中國新型兩栖突擊車

http://www.chinareviewnews.com   2009-01-02 10:45:07  


  
  劃時代的EFV遠征戰車 

  美軍對高速兩栖裝甲車輛的技術探索始於1983年,由馬裡蘭州的戴維泰勒研究中心(DTRC)負責技術開發,通用動力地面系統分公司進行生產。 

  計劃首先從車輛減重和改進懸掛系統開始。車體重量輕排水體積就小,航行阻力就低,但是會和車輛的防護及動力需求產生矛盾。而懸掛系統必須在水上航行時張緊履帶,因為鬆弛的履帶會大大增加航行阻力。最初的幾輪驗證車是用M113裝甲車改裝的,先後試驗了鋁合金/複合材料裝甲、石墨主動輪、鋁合金履帶以及大行程液體彈簧懸掛系統和全電控液壓驅動系統等先進技術。 

  項目第二階是17噸級水上高速技術論證樣車(HWSTD)的設計、製造與試驗。HWSTD樣車首次在兩栖裝甲車輛上安裝可收放的首尾滑板和履帶護罩,車輛採用1103千瓦MT883柴油發動機和高速噴水推進系統。這一試驗始於1989年2月,從這時起美軍正式淘汰了改進現有LVTP-7兩栖突擊車方案和其他模式的高速兩栖車輛方案,開始以“先進兩栖突擊車”——AAAV之名全力推進滑水型高速兩栖突擊車技術的發展。1994年,HWSTD樣車成功達到46公里/時的水上航速,1996年通用的AAAV方案入選美國海軍陸戰隊最終方案。 

  理論計算表明,即使安裝滑板以後,兩栖車輛要想通過過渡階段進入滑水航行狀態仍然極為困難。以長寬比為例(這是滑行艇最重要的參數之一):為了保證較佳的水動力學性能,這個值通常應取在2.8~4.2之間,而AAAV樣車增加首尾輔助滑板以後其最大長寬比只有2.66。此外,對於車底單位面積負荷比,AAAV達到了0.3以上,大大超過常規滑行艇的允許上限。也就是說,按照常規數學模型計算,AAAV是無法產生足够的水動力學升力使車體進入穩定滑行前進狀態的。但是,為什麼AAAV不但能够順利地滑水前進,而且能够達到46公里/時的高速呢?奧妙還在這兩塊滑板上。 

  常規滑行艇雖然也可以等效為一塊滑板,但是只有下表面與流體接觸,當它和水面成一定夾角向前推進(滑行)時,流體會粘附在滑板下表面上形成一定的壓力。和飛機機翼下表面空氣流動產生升力類似,這個壓力也能够托舉滑板,阻止其沉入水中。AAAV的滑板和一般滑行艇最大的不同就是在航行時會沒入水中,這樣,越過滑板的流體就會在滑板上表面形成額外的吸附力,也就是說,AAAV滑板所產生的水動力學升力是同面積常規滑行艇體的兩倍!正是這份額外產生的升力,使滑水型兩栖車輛通過過渡狀態的“門檻”大大降低了!而AAAV一旦進入穩定滑行狀態,水阻力就會從過渡狀態時的峰值迅速回落,AAAV也就能够以極高的速度破浪前進了。 

  除去自動收放的首尾輔助滑板外,AAAV樣車另一項創新是它的全自動履帶收放系統,即俯仰行程達559毫米的可收縮液氣式懸掛裝置。海上高速航行時負重輪向上收起,履帶張緊並回縮到與側裙板下沿平齊的位置,隨後收藏在車底的兩塊車脊滑板將向外翻轉將履帶完全遮蓋起來,履帶前方也會被小型蓋板擋住。這樣,AAAV的車底加上首尾滑板就形成一個完整的滑板結構,消除了所有車底突出物的影響,最大限度地降低了滑行時的水阻力。原本通用公司還考慮在AAAV側裙板位置增加額外的折叠側防浪板,但是考慮到這樣會增加裙板結構的複雜程度,實際效果也比較有限,最後取消了這一設計。 

  高速兩栖車輛需要一顆澎湃的心臟做為動力,德國MTU公司設計的MT 883 Ka-523型V12四衝程二級連續渦輪增壓柴油發動機最後獲此殊榮,本來還有英國帕金斯公司的CV-16型發動機作為備份,後來“主角”一切順利,備份發動機沒有啓用。德國人在大功率柴油發動機方面技術實力確實了得,MT 883發動機在陸上行駛時輸出功率為624.75千瓦,海上過渡航行時起動第一級渦輪增壓器提升功率,高速航行時進一步起動第二級渦輪增壓器,這時的輸出功率急增為1984.5千瓦!大功率發動機工作產生的熱量是驚人的,但是出於車體密封性考慮,兩栖裝甲車輛不可能像主戰坦克那樣在動力艙開設大面積散熱窗口。為了解決這一矛盾,AAAV動力系統採用了雙模式發動機冷卻系統。陸地行駛時,發動機輸出功率較小,通過車尾兩側布置的4個渦輪風扇對水箱進行常規冷卻散熱即可滿足要求。當水上高速行駛發動機全功率輸出時,切斷風扇動力,改用強制水冷循環方式散熱。此時冷卻回路吸取海水為發動機強制降溫,冷卻水在發動機缸體外壁和冷卻水箱之間循環後,從車尾風扇散熱窗下方的排水口排出車體。 

  AAAV的傳動系統採用阿裡遜公司X4560型電控液壓傳動裝置,在水際地面變化時能實現噴水推進傳動到履帶行駛傳動的半自動平穩轉變。AAAV的動力系統總體布置非常特別,充分考慮了航渡時車體重量平衡的問題。發動機布置在車體中央重心附近,傳動系統在發動機下方,向前引出履帶推進傳動軸(主動輪前置),兩側向後引出噴水推進傳動軸。安裝在車尾兩側的是兩個噴門直徑達584毫米的高效率軸流泵噴水推進器(除了車尾噴孔外,噴水推進器在車體側後部還有兩個海上倒車用的逆向噴孔),推進器從車底吸取海水由渦輪泵加速向後噴出。發動機散熱系統布置在履帶上方,而發動機排氣管則在車體頂部,海上高速行駛時可向上揚起,防止灌入海水而發生意外。 

  至1999年,AAAV第一批3輛樣車相繼下線,隨後第二批9輛樣車亦陸續完成設計生產。2003年9月10日,美海軍陸戰隊正式宣布AAAV先進兩栖突擊車更名為“遠征戰車”(EFV)。美國高速兩栖裝甲車的研製開發階段至此結束,開始以作戰性能綜合評估為核心的預生產階段。EFV遠征戰車原定2008年達到初始操作能力,預計到2018年將有總數超過1000輛的EFV投入現役。但是最新得到的消息顯示,預生產的7輛EFV戰車在水中高速航行狀態下存在方向操控能力不足的問題,即使去掉一噸以上的附加裝甲仍不能明顯改善;整車故障率也較高,用某位項目負責人的話來說“每8小時就要修理一次”,通用公司和美國軍方目前正致力於解決這些問題,但是批量裝備時間還是不可避免地被推遲到2010財年了。 


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