2007年12月23日 星期日

瑞典陸軍 模組化履帶/輪型裝甲車(SEP)

  
←SEP原型車的履帶構型,噪音遠低於傳統履帶裝甲車。

在1996年,瑞典國防物資署(Swedish Defence Materiel Administration)與Hagglunds Vehicle公司(現為Alvis的一部份)開始發展一種新型模組化履帶/輪型裝甲車(Spitterskyddad Enhets Platform,SEP)研發計畫,目的是發展一種高度共通的輪型與履帶型裝甲車底盤,以模組化的裝備籌載來滿足各種任務需要,並使用諸多具有前瞻性的嶄新科技,包括電力推進系統、電子化操縱與車載資料匯流排、新型履帶等等。由於SEP的傳動、懸吊系統採模組化設計,與車體或動力組件並非緊密結合,所以可製成標準化模組,依照客戶需求搭配輪車或履車的傳動與行駛系統,換而言之就是能輕易地變換構型,這種彈性作法或許可以消弭目前不時聽到的「履帶派」與「輪型派」之爭。與現役各式裝甲車輛相較,SEP將具備以下優勢:低壽命週期成本、低燃油消耗率、高維修性、高可靠度、高機動性、高隱密性、高車內空間以及高的籌載/車重比等等。首輛履帶型SEP的原型車於2000年11月移交瑞典國防物資署;在2001年11月,瑞典國防物資署又與Hagglunds Vehicle簽署輪型SEP的發展合約,首輛6X6的輪型SEP原型車於2003年運交瑞典國防物資署。至2003年,首輛履帶型SEP原型車累積的行駛里程數已超過2000km。

SEP 的戰鬥重量為13.5ton,滿載時最大重量也只有16.6ton,加上車體構型相當緊致,故能在戰鬥狀態下由美製C-130戰術運輸機直接空運。SEP 採用與德國、荷蘭MRV-2000輪型裝甲車類似的模組艙設計,搭載不同任務裝備的標準化模組區塊可迅速從車體內的預置空位安裝或拆卸,故能迅速變換任務構型或拆換受損裝備,在往後功能擴充或科技改進時也能迅速整合至SEP車上。為了管理不同的各式裝備模組,SEP配備Hagglunds開發的VETEC 電子化管理系統,以開放架構、具容損能力的資料匯流排來連結車上所有的系統,堪稱整輛車的中樞神經,車內乘員透過VETEC的電腦介面就能從中存取、操控各項機能,包括武器系統、戰場管理、車載防禦套件、內建自測系統、數位化通訊裝備以及車上任務模組的控制等等。利用換裝不同的任務模組,SEP的底盤預計發展出24種不同的衍生型,包括裝甲運兵型(APC)、指揮車、救護車、反戰車飛彈發射車、野戰防空飛彈車、迫砲車、前進觀測車、核生化檢測車、佈雷/掃雷車等等。SEP的車內空間佈局也頗具創新,由於SEP的混合電力推進系統較節省空間,故其車內空間高達10m,可用於任務籌載的容積達8.7立方公尺,高於同級尺寸的傳統裝甲車。SEP原始設計便有兩個縱列於車首的駕駛座,位於車頭左右兩側發動機艙的中間。平時SEP僅需一人駕駛,另一名則作為車長。透過駕駛艙內的數位顯示系統,兩名乘員能在駕駛艙中獲得戰術或車輛資訊,故即便是戰鬥車型,也能考慮將車長維持在車首,砲塔內僅容納射手。SEP堪稱自美國 M-113服役以來,裝甲車內空間設計的最大變革。載重方面,SEP的通用載具(Universal load carrier)最大籌載重量為6ton,人員運輸型(Personnel transport)則可籌載4.5ton。SEP設有完善的空調系統,故能在各種氣候下正常運作。防護方面,SEP依照車體不同部位而配置等級不同的基本裝甲,其中以乘員艙的裝甲最為堅實,以高硬度鋼板製成,能抵擋砲彈破片或敵方步槍子彈。此外,SEP的車體還能加裝模組化裝甲板,重1.5ton等級的附加裝甲以陶瓷材料為主,能抵擋14.5mm穿甲彈的射擊;至於更重的裝甲套件則能抵擋30mm翼穩脫殼穿甲彈((APFSDS)的射擊。SEP也很重視對抗地雷的能力,除了車底裝甲之外,位於車底的懸吊、傳動系統也能吸收地雷爆震的威力,可抵擋相當於7kg高爆炸藥威力的地雷。此外,瑞典也與德國 Ingenieurebureau Deisenroth (IBD)簽約,研發供SEP使用的抗地雷防護套件,以抵擋具有成形裝藥的新一代高爆反裝甲地雷。


             SEP的6X6輪型底盤原型車→

SEP 的動力系統是另一項與現役裝甲車大不相同的要點,捨棄了發動機透過傳動機械直接驅動車輪的傳統方式,改採所謂的混合電力系統(Hibrid Electric Drive,HED),其架構包括一組內燃發動機/發電機的組合、一具電力驅動馬達、一套電力儲存單元(電瓶)以及相關的電子化控制軟硬體等等。在一般的運作下,發動機產生的動力用來驅動發電機,產生的電力除了用於供應電動馬達來驅動車輪之外,還用來供應車上所有需要消耗電力的系統;此外,平時發動機產生的多餘電力將儲存至電瓶內。車輛下坡時,驅動馬達形同發電機,將車體釋出的位能轉換成電力儲存至電瓶內,而履帶型的傳動系統在進行機械轉向時也會回收部分多餘電能至電瓶內。在車輛起步加速、高速行駛或爬坡等消耗功率最鉅之際,由主發動機與電瓶一起供應所需動力,必要時亦可關閉主發動機,單靠電瓶以低速行靜音駛數小時,或者在停車狀態下關閉發動機,以電瓶提供車內系統所需動力,降低燃油消耗與噪音。相較於傳統動力系統,HED由於省略了複雜的傳動機械並在平時將多餘電力儲存起來,故運作效率高得多,因能量損耗而產生的噪音與熱量也降低不少;而在僅靠電瓶驅動時,更可將噪音降至最低,在接近敵區之際能降低被敵方察覺的機會,在斥候任務時相當管用。由於在功率需求顛峰時有電瓶輔助,HED發動機的輸出功率要求遂可減少,故能選用較小型的發動機,不僅降低燃油消耗量,也增加了車內可用空間。機動力方面,由於有了電瓶的輔助,HED能在極短瞬間內達到最大扭力值,故反應性甚為靈敏。此外,由於車上的動力統一為電力,故能進行有效而統一的功率分配,在換裝耗電更大的新模組(如未來的電磁砲)時也比傳統系統更能適應。不過HED系統控制軟硬體較為複雜,目前製造成本依舊偏高。

為了節省成本,SEP原型車都使用兩具商用的柴油發動機,分別位於車頭兩側。第一輛SEP履帶原型車使用兩具德國福斯(Volkswagen)的5汽缸 2.3L柴油發動機,每具出力約175匹馬力(130kW),搭配ZF廠的發電/電動機;至於SEP輪型原型車則改用兩具與先前Hagglunds推出的 BV-206S裝甲車相同的Steyr M16型6汽缸3.2L柴油機,每具輸出功率同為175匹馬力,並搭配英國Magnetic Systems Technology生產的永磁發電/電動機(最大輸出功率為100kw),並搭配有雙速減速齒輪。履帶型SEP最大路速為85km/hr,輪型則可達 100km/hr。履帶型SEP捨棄傳統式履帶,改採加拿大Soucy製造的連續索履帶(Continuous Bandtracks),先前的BV-206S亦採用類似形式的履帶。連續索履帶是一種由金屬線或條狀強化纖維為骨幹,結合橡膠而製成的一體成形履帶,是未來軍用履帶的發展趨勢之一。相較於由金屬塊組合而成的傳統履帶,一體成形的連續索履帶不需要履帶結合所需的各種組件如插銷、溝槽、膠墊等,減少後勤維修與零件儲存的麻煩,重量也大幅減輕,更由於無活動關節的磨損,使得壽命與肅靜性大幅增加;此外,由於沒有縫隙,一體成形的連續索履帶接地面積比傳統履帶更大,在鬆軟地形有更加的機動表現。然而目前連續索履帶最大的問題在於強度不如金屬履帶,欲承受20ton以上車輛仍有很大的困難,因此連續索履帶雖然在 BV-206S與SEP這類輕裝甲車上成效良好,但目前仍無法應用在裝步戰車、主力戰車等重型車輛上。履帶型SEP擁有六對承載輪,無頂支輪,懸吊系統設於車底而非兩側,故與車體結構分離。輪型SEP有三對路輪,懸吊系統擁有上下兩層交叉結構,中間以彈簧扭力桿連結,車胎為405/70 R24型,方向控制由第一對車輪負責,第二對車輪無法轉向,第三對車輪在低速時由方向控制系統驅動,能配合前輪進行有限度轉向以減少迴轉半徑,高速行駛時則關閉轉向功能以保障車體穩定性。除了動力之外,SEP的駕駛操控系統也捨棄了傳統方式,改採電子化的線傳駕駛,這套系統由Hagglunds以及德國的 Diehl Gerate共同開發,並獲得瑞典國防物資署以及德國國防辦公室(German Federal Office for Defence)的資助。

SEP 的整體匿蹤能力值得稱道:噪音方面,拜HED動力系統、連續索履帶以及減震懸吊系統大幅降低噪音之賜,SEP系列擁有傳統裝甲車難以想像的肅竟性,其中履帶型SEP的行駛噪音只有85分貝,與一般民用車輛相去不遠,使其被敵方以聽覺發現的距離大幅降至500m(使用傳統動力與金屬履帶的裝甲車則高達 2000km);當然,車內乘坐環境也由於噪音大幅降低而更加舒適,乘員戰鬥時間因而延長。除了更為安靜之外,HED動力系統產生的熱源也遠低於傳統動力系統,降低被敵方紅外線偵測系統察覺的機率。此外,SEP的車體也刻意設計得洗鍊簡潔,盡量避免複雜的線條與突出物,可降低雷達截面積,而低矮的車體(無論是履帶或輪型SEP車高都不到2m)也有助於降低被敵方以視覺發現的機會。

SEP 各項技術囊括許多未來裝甲車輛的發展趨勢,包括其電力推進系統、新型連續索履帶、電子化駕駛系統與資料匯流排、模組化設計等等,其他歐美許多正在進行的新一代裝甲車計畫也具有上述特徵,例如美國FCS-T與FCS-W、法國EBRC等等,而瑞典這個北歐國家在許多國防科技的基礎研究上能不落於歐美傳統強國之後,甚至處於世界領先地位,實在值得敬佩。目前SEP還只是一個實驗性的底盤而已,未來加裝各種任務裝備後的面貌值得期待。在進行SEP的同時, Hagglunds也聯合芬蘭、荷蘭、義大利、希臘、土耳其等五國廠商進行另一項研發計畫,打算開發一種全電力推進(Full Electric Drive,FED)裝甲車,此種動力系統捨棄傳統內燃機,完全以燃料電池來驅動一切裝備,不僅噪音與能量損耗降至最低水準,更重要的是完全不需要石油這種會產生污染且日漸枯竭的化石燃料,對於現今能源與環保問題乃一勞永逸的根治之道。不過目前燃料電池輸出功率仍然有限,不可能與內燃發動機相提並論,所以這個理想距離成熟化還有一段很長的日子。

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