第二章　輪式戰車總體設計技術

第一節　簡介

一、形勢與任務

在新軍事變革背景下，“更加輕便、更加機動、更加靈活”的陸軍建設思想已成為主流。未來陸軍應對的城市作戰、反恐、防暴、維和等快速機動作戰和低強度作戰將越來越多，而反應和部署速度更快的輪式裝甲戰車必將在其中發揮舉足輕重的作用。這股“塑造新型陸軍”的強大牽引力量，從根本上決定著輪式裝甲戰車的發展趨勢。

美軍未來的陸軍將建設成為“一支反應更迅速、部署更便捷、行動更靈活、能力更全面、生存能力更強和耐力更持久的部隊”。為實現這一目標，同時為了解決目前重型師過重，輕型師火力不足，無法有效應對突發事件的問題，美國陸軍已經開始建立一支“輪式化”中型部隊（即6支“斯特賴克”旅）。俄軍于2000年將常規力量分為邊境防御部隊、機動部隊和戰略預備隊，其中機動部隊是建設的重點，裝備輪式裝甲車輛的輕摩步旅和空降師、旅則是機動部隊的主體。英國也正式宣布研制自己的“未來快速反應系統”，裝備發展思路是以17～25t的中型裝甲戰斗平臺系列為主。德國陸軍正在進行重大體制改革，目標是建成一支拉得出、上得快、有戰斗力和持久作戰能力的對外干預力量，擬將重型師改編成輕型師，主戰裝備也將從以坦克等重裝備為主改為以便于機動和易于空運的輕型輪式裝甲車為主。

在這種背景下，各種輪式主戰裝備，特別是155mm輪式自行火炮、120mm輪式自行迫擊炮、裝甲突擊車（坦克殲擊車）、輪式自行高炮和彈炮合一防空武器系統，以及多用途（中型）輪式裝甲戰車的發展勢頭非常強勁。可以預見，在未來戰場上，這些輪式裝甲戰車以其招之即來的高機動能力和并不遜色的火力，而必將成為陸戰中堅力量。

二、輪式戰車的總體設計思路

（一）設計與研制背景

現代意義上輪式裝甲車的發展始于20世紀60年代，真正發展是在70年代以后。各國普遍建成的現代化公路交通網，為輪式裝甲車實施快速機動作戰創造了外部條件，同時現代汽車工業的飛速發展也為輪式裝甲車的發展提供了成熟的技術基礎。因而輪式裝甲車進入到快速發展階段，在世界各主要國家軍隊中的裝備規模也日益增大，成為20世紀后期各國輕型機械化部隊和快速反應部隊的主要作戰裝備。輪式裝甲車也在近代的幾場局部戰爭中發揮了重要作用。像1999年的科索沃戰爭，俄軍特種部隊乘坐BTR-80輪式裝甲車長途快速奔襲，先于北約軍隊占領普里什蒂納機場，掌握了戰爭結局的主動權，就是輪式裝甲車最著名的戰例。

進入21世紀，隨著戰爭形式逐漸演變為低強度高烈度地區武裝沖突和反恐作戰。而輪式裝甲車因其具有較高的機動速度、較低的油料消耗、保障依賴度低、乘坐舒適、抗地雷和肩扛武器攻擊等諸多優點，非常適合于快速部署和在缺少支援和保障的條件下遂行中低強度作戰任務，而且輪式裝甲車比起坦克等履帶式車輛較為“溫和”的形象，更是成為了各國維和、平叛行動的先鋒。因此目前世界各國都非常重視輪式裝甲車輛的發展。

目前這些國家研制出來的輪式裝甲車外形都差不多，高大威猛，線條流暢。而且基本上都是借鑒瑞士和德國的幾款輪式裝甲車設計的。

實際上研制輪式裝甲車對一個國家的基礎工業水平要求很高，需要一整套完善的設計加工工藝和科學的試驗體系。比如我國最初研制BK1970輪式裝甲車的時候，沒有任何資料和經驗，都是借鑒國外的設計，根據人家的圖紙加工出的主傳動齒輪，往往還沒到使用壽命就會斷裂。后來才知道，如果加工過程中齒輪鍵根部有一點點的誤差就會導致齒輪提早斷裂，而這個地方需要放大200倍才能進行檢查。很多像這類細節方面的檢查沒有豐富的設計制造經驗是不會了解的，而這些經驗也都是經過幾十年的發展一點一點積累并完善起來的。我國也是先試驗研制了多款輪式裝甲車，在積累了一定的基礎和經驗后才發展出目前較為先進的輪式裝甲車。

各國研制的各種裝甲車倒是有很多，但是稱得上成功的不多，像德國、法國、俄羅斯和瑞士等幾個具有較好工業基礎的國家，輪式裝甲車的研制發展都已經形成了體系，研制的多款輪式裝甲車性能都比較不錯，也各具特色，比如意大利的輪式裝甲車較為重視火力，搭載的武器口徑都比較大；法國的輪式裝甲車則強調搭載步兵作戰，因此更注重載員艙的舒適性和防護性；德國研制的裝甲車則側重于整體的均衡性，各方面搭配的比較平均，而且加工工藝水平很高，個個都像工藝品。但總的來說，俄羅斯的BTR系列和瑞士的“鋸脂鯉”（又名皮蘭哈）系列輪式裝甲車才稱得上是東西方輪式裝甲車的代表作，對當時東西方陣營內國家的輪式裝甲車發展都產生了較大的影響，也都經過實戰的檢驗，算是較為成功的車型。而目前已經發展到第五代的瑞士“鋸脂鯉”輪式裝甲車家族，更是幾乎每代產品都會成為其它國家輪式裝甲車發展的標桿，從美國的“斯特瑞克”裝甲車也是其家族成員就可見一斑。

（二）輪式戰車設計難點與關鍵技術

一是減輕重量。輪式裝甲車在設計方面最重要的就是要兼顧重量、防護性和機動性之間的矛盾。現代的輪式裝甲車要外掛裝甲，要裝遙控武器站、要裝空調改善人機環境、要裝制氧裝置適應高原作戰等，這些都會增加重量，但同時還要保證空運和浮渡能力，歸根結底就是要減重。比如說輪式裝甲車都采用的是鋼質的民用發動機，不像坦克采用專用輕型鋁制發動機，這樣帶來的優點是成本低，使用壽命長，能達到10萬千米的大修期，而不像坦克跑1萬千米就要大修。但缺點是發動機重量較大。因此在設計上只能從其它方面來減輕重量，比如采用薄鋼板焊接車體，但這又帶來另一個問題，就是不好加工，薄鋼板在焊接的時候容易變形，這就又需要在設計上優化車體的各個受力部分，以避免變形。所以減重是裝甲車設計方面一個最重要的問題。

二是改善人機環境。由于武器裝備的人機功效對部隊作戰效率的影響越來越大，所以目前各國都特別注意輪式裝甲車人機環境的改善。人機環境改善最重要的就是降噪問題，因為輪式裝甲車是密閉在一個空間內，所以行駛的時候，發動機系統、傳動系統、車輪摩擦以及車體震動都會產生較大的噪聲，目前的輪式裝甲車在40km/h以下速度行駛時，車內人員還可以交談，一旦超過60km/h，乘員的交流就困難了。另外噪聲會造成車內人員的疲勞，降低作戰效率和執勤時間。降噪普遍的做法是安裝動力艙隔音板，增加車內吸音內飾等措施，另外還可以通過優化設計來降低噪聲。這里存在一個東西方裝甲車在設計理念上不同的地方，俄羅斯的輪式裝甲車是將車輪的傳動機構包含在車廂體之內，這樣雖然車體可以保護傳動機構，但卻增加了噪聲；而西方國家則是將車輪的傳動機構放置在車廂外部，這樣雖然傳動機構不能受到車廂體的保護，受到攻擊時容易損壞，但卻降低了噪聲，而且車廂底部是平整的一塊，增大了車廂容積，可以安裝更為舒適的懸吊式座椅來提高乘坐舒適性，延長執勤時間。總的來說就是俄羅斯注重設備的防護，而西方國家更為重視人機環境。

其實這些設計難點總的概括起來還是一個成本問題，優秀的裝甲車就是要在成本、機動性、防護性能和人機功效四大方面取得最佳的均衡點。

（三）輪式戰車設計特點

目前世界各國輪式裝甲車在研制思路上雖然各不相同，但總體上都具有兩大趨勢，那就是車族化和模塊化理念貫穿整個設計制造過程。

1.車族化

所謂車族化，就是在一款通用輪式裝甲底盤上，開發出各種不同用途的作戰車輛。世界各國的研制思路基本都是先研制出6×6或者8×8的裝甲人員輸送車型，等技術成熟后再在這款裝甲輸送車基礎上逐漸發展出如指揮車、偵察車、雷達車、火力支援車、自行榴彈炮、自行迫擊炮、坦克殲擊車、反坦克導彈發射車、三防偵測車、搶救車、工程車和救護車等不同用途車輛，形成一個大的車族。例如我國的WZ-551系列6×6輪式裝甲車就已經發展出十多種改型車，形成了較為全面的車族。

從研發角度來說，實現車族化可以縮短改型車輛的研制時間，減小研制經費。

從實用角角來說，能否形成車族也是檢驗一款輪式裝甲車是否優秀的一個重要的標志。因為一款裝甲車一旦形成較完整的變型車體系，就可以為作戰部隊提供全面的支援保障能力，而且采用同一底盤，車輛各個零部件的通用程度很高，使部隊在獲得全面作戰能力的同時并不需要增加額外的保障工作量，所以車族化設計思想非常符合“精干可靠”的未來建軍思想。例如美國的“斯特瑞克”旅就是由“斯特瑞克”車族的各種不同功用變型車構成的。

2.結構模塊化

所謂模塊化結構是指“系統模塊化”、“武器模塊化”和“防護模塊化”這三個方面。

“系統模塊化”是指這款輪式裝甲車基于一種通用基型底盤，使車輛的主要部件實現標準化設計要求，車族化程度更高。德國研制出的“拳擊手”模塊化輪式裝甲車將車體分為驅動模塊和任務模塊兩大部分，可根據任務組合成不同的車型，是系統模塊化設計的典范。

“武器模塊化”主要是指裝甲車輛可以根據不同戰場的要求配備不同的武器站及武器，實現不同武器的任意搭配安裝，使戰場打擊能力更加靈活。芬蘭研制的AMOS（先進迫擊炮系統）算是武器系統模塊化的典型代表，它是一套包括2門120mm追擊炮和炮塔在內的模塊化組件，可以裝載在各種裝甲車輛甚至艦艇等多種類武器平臺上。

“防護模塊化”則主要體現在可以視威脅程度的不同，給車輛附加不同厚度的模塊裝甲，而且這些附加的模塊化裝甲在空運時還可以拆下來，降低整車的重量。

裝甲車輛模塊化，不但可以根據需要任意組合成各種功能的變型車，增強了裝甲車輛的通用性。而且在設計車輛時，還可通過利用以前研制的標準模塊來簡化新設備的設計工作，縮短了設計時間，使設計人員能夠更好地控制車輛的尺寸與重量，在戰斗力和快速部署能力之間求得最佳性能比。另外車輛在戰場出現問題時，可以只更換出故障的模塊，改變了以前戰場上車輛“局部壞死，整車癱瘓”的局面，使得裝甲車輛戰場的淘汰率大大減少，服役壽命也延長了。

雖然模塊化設計優勢很大，但也并不是完美的。因為模塊化意味著通用性，這勢必導致車輛要為適應所有可能加裝的系統而預留位置，這就造成了整車尺寸變大和重量的增加。

3.總體布局設計朝多樣化發展

對輪式裝甲車輛的總體布局影響最大的還是動力裝置的放置。目前世界各國發展的輪式裝甲車輛總體布局主要有三種形式。

（1）動力前置　這種布局是動力裝置放置在車體前部右側（或者左側），駕駛員和車長采用串列式駕駛艙，位于車體前部左側（或者右側），炮塔位于車體中后部，而后部為整體式載員艙。可以使車內形成較大的載員空間，便于步兵乘坐或者安置設備等。采用此種布局的優點是：一方面動力裝置處于車體前部一側，可以將其完全隔離出去，減小對車體內的噪聲和熱輻射；另一方面空置的車輛尾部方便開設較大的尾門或動力操縱的跳板式大門，使搭載步兵能更迅速、安全地出入車輛。缺點是重心靠前，導致武器系統炮塔只能靠后安裝，前部車體會對武器的射界產生影響。但綜合考慮，總體上前置布局還是利大于弊，因此絕大多數輪式裝甲車都采用這種布局方式，前置布局也逐漸成為了輪式甚至履帶式裝甲車輛的標準布局方式。我國最新研制的8×8輪式裝甲車就采用的是動力前置布局。

（2）動力后置　這種布局是動力裝置放置在車體尾部，駕駛員和車長采用并列式駕駛艙，位于車體最前部。此種布局的優點是：一方面，動力后置使得車輛重心偏后，可保持良好的水上浮渡性能；另一方面，武器系統炮塔可以盡量靠前安裝，武器的射擊角度較大。缺點是車尾部因為安裝發動機和傳動系統，無法開設尾門，搭載步兵只能通過車體側門和頂部艙口出入車輛，這對于在戰場上不能快速上下車輛的搭載步兵來說，無疑是致命的。上下車最不方便的典型例子當數蘇聯的BTR-60裝甲車，因其動力裝置放置在車尾，使得乘員上下車要爬過動力艙與車體之間狹小的通道。目前采用動力后置布局的輪式裝甲車主要有南非的“獾”式和俄羅斯BTR-60/70/80/90裝甲車，我國最早研制的BK1970輪式戰車也采用的是動力后置布局。

（3）動力中置　這種布局是將動力裝置放置在車體中部，既保留了前置并列式駕駛艙，又使得車體后部形成完整的載員艙，方面開設大型尾門以方便作戰人員快速上下車。看起來好像是兼顧了前兩種布局的優點，但實際上由于動力裝置和傳動系統處于駕駛艙和載員艙中間，會給車內帶來很大的噪聲和熱輻射，而且會影響到車體后部載員艙的容積。因此中置布局并不常見，目前主要有俄羅期研制的BTR-4輪式裝甲車和我國的WZ-551系列輪式裝甲車采用了這種布局。

這幾種布局方式也很好區分，一般動力前置的常規布局都是發動機位于車體前部右（或者左）側，駕駛員和車長采用串列式駕駛艙，位于車體前部左（或者右）側，炮塔位于車體中部，而后部為載員艙。而動力裝置后置或者中置布局是駕駛員和車長都位于車體前部并列式駕駛艙內，一般都采用大尺寸觀察窗，較好分辨。而中置布局就只能通過發動機散熱窗的位置來分辨。

4.戰場定位發生轉變

輪式裝甲車的發展趨勢主要取決于它的戰場定位，未來輪式裝甲車在戰爭中的作用將發生改變，通過增強火力和防護力，輪式裝甲車輛將會由過去的以保障任務為主向以戰斗任務為主轉變，由協同作戰向獨立作戰轉變。所以未來輪式裝甲車在塔載火力、防護性能、混合動力以及信息化等方面將有較大的發展。比如意大利的“半人馬座”坦克殲擊車的最新改型，就為增強火力而特地加裝了一門120毫米45倍口徑的滑膛炮，這種火力堪比主戰坦克，也因此被稱之為“輪式坦克”。

5.8×8將成為輪式戰車的主流

同6×6車型相比，8×8輪式裝甲車的優勢明顯。首先，輪子多了，越野性能更好，車內空間和有效載重都大為提高。因為一個車輪的最大承載重量只有4t，要想提高載重量，只有增加輪子，當然也不是輪子越多越好，因為輪子越多傳動系統也就越復雜，而且增加車體長度會影響轉向性。8×8輪式裝甲車承載能力的提升使其可以外掛更厚的附加裝甲來提高抗毀傷能力，還可以安裝更大功率的發動機來提高車輛的機動性。其次，8×8輪式裝甲車的車內容積增大使其擁有更高的使用彈性和改進空間，可以更為輕松地搭載大口徑火炮和目前流行的遙控武器站，可以在車內安裝各種設備以承擔不同類型的作戰任務。第三，8×8輪式裝甲車后部更大的載員艙空間也能裝下一個步兵班的所有人員和裝備而不至于過于擁擠。實際上，對于輪式裝甲車來說，不論車輛的總體如何布局，車內載員艙的長度，至少要達到能放置一副擔架的長度才算是比較合理。因此，綜合上述幾點因素，8×8輪式裝甲車才是最符合要求的，平衡了裝甲防護能力、機動能力、承載能力、乘坐舒適性等各項指標，成為未來的主流發展車型。

在用途上，未來6×6輪式裝甲車將逐步過渡到防空導彈發射車、反坦克導彈發射車、雷達車和巡邏車等輔助作戰車輛上，而8×8輪式裝甲車輛則通過增強其火力和防護性，發展出各種不同用途的車型，成為繼坦克之后的又一種戰場中堅力量。

6.輪式戰車的防護日趨完善與加強

對于輪式裝甲車來說，重量較輕的優勢與裝甲防護力弱的劣勢并存，因此，提高防護能力是未來輪式裝甲戰車的一項重要課題，為解決這一“生死存亡”的問題，除了采用如加大武器射程，提高機動速度，安裝“三防”裝置、拋射式煙幕施放裝置、自動滅火抑爆系統等目前常用的防護措施外，未來的輪式裝甲車還將通過以下三個方面來提高戰場生存能力。

（1）改進車體防護性能　由于輪式裝甲車受重量限制，都采用薄甲板技術，防彈性能有限。所以各國都是在車體的外掛內敷上做文章，通過外掛模塊化復合裝甲和在車內敷設防崩落柔性防彈材料來提高防彈能力。為提高抗地雷毀傷能力，均采用“V”形底甲板設計，并通過在車底部裝甲板與車體之間填充吸能材料，車體外部安裝防雷沖擊波偏轉板等措施來削弱地雷爆炸時產生的沖擊能量。法國陸軍未來裝備的VBCI8×8步兵戰車，為了提高防護能力，就采用鋁合金全焊接車體，車體安裝鈦裝甲層，車內安裝凱夫拉襯層，外掛雙防裝甲模塊。到目前為止，外掛裝甲中最為簡單有效的解決方法就是安裝格柵裝甲，這種方法最早由俄羅期在阿富汗戰爭中采用，后來美國給在伊拉克的“斯特賴克”裝甲車也都安裝了格柵裝甲。這種格柵裝甲形似鳥籠，由鋼條組成，鋼條間隔為60毫米，環繞在整個車體周圍，據實戰檢驗此類裝甲對抗火箭筒攻擊的有效率達50％左右。

（2）安裝主動防護系統　雖然輪式裝甲車可以通過外掛內襯得以大幅提高防護性能，但由此帶來的問題就是作戰重量增加，導致機動性下降。最典型的例子就是美國“斯特賴克”裝甲車安裝的格柵裝甲，不但重達2.5t，而且增大的車體使得駕駛員控制車輛轉向和會車操作極為困難。而時下在坦克上得到廣泛應用，可有效抵御空心裝藥武器的反應式夾層裝甲，因其較大的重量和受攻擊后產生的碎片易傷害伴隨作戰人員的缺點也被許多國家棄用。因此，破解輪式裝甲車輛防護與機動難題的根本出路，就是安裝主動防護系統，主動防護系統能夠發現、跟蹤并摧毀包括反坦克導彈和火箭彈在內的威脅。目前世界各國發展的主動防護系統都是為坦克研制的，但已經有部分國家已經著手主動防護系統在輪式裝甲車上的作戰驗證，估計很快就會有主動防護系統安裝在重型輪式裝甲車上。

（3）提高隱身能力　在戰場上誰先被發現往往意味著先被摧毀，因此提高隱身技術，不但可以把被敵方發現的幾率降到最低水平，而且可以降低對方精確攻擊武器的攻擊效果。提高隱身能力除去采取對外形進行隱身設計，合理布局排氣口，采用混合動力等措施來降低車輛的紅外、雷達和噪聲特征信號等措施外。另外就是使用能夠防止多種儀器探測的隱身材料或者涂層。例如防紅外隱身涂層、吸收雷達波涂層、激光隱身涂層等，能夠吸收探測和尋的波束，不但能降低自身的輻射能量，還可以使外形輪廓變得模糊，降低自身的信號特征，使被發現或者鎖定的概率大為降低。目前各國的裝甲車輛都已廣泛使用了防紅外隱身涂料，未來將發展為兼顧可見光、紅外、毫米波等全波譜隱身涂層。

除去主動防護系統和隱身特性由于目前還未發展成熟，也不好檢驗外，未來的輪式裝甲車的車體防護能力至少要達到正面能防護25mm脫殼穿甲彈和30mm穿甲彈，其余部分能防護14.5mm鋼芯穿甲彈的攻擊水平。防地雷能力要達到能承受10kg梯恩梯炸藥在一個車輪下爆炸或8kg梯恩梯炸藥在車底部爆炸所產生的沖擊力。

7.輪式戰車動力系統以選用混合動力為主

混合動力技術應該說是未來裝甲車輛發展的必然趨勢，這種技術是指輪式裝甲車將同時裝備兩種動力來源，熱動力源（由傳統的汽油機或者柴油機產生）和電動力源（電池與電動機）。未來輪式裝甲車的混合動力系統將主要采用兩種模式。

一是并聯型混合動力模式，就是車上裝有兩套驅動系統，傳統的內燃機系統和電機驅動系統，兩者各有一套變速裝置，既可以同時工作也可以單獨工作。兩套變速裝置之間通過齒輪機構連結在一起，可以綜合調節內燃機與電動機之間的功率輸出，這種系統雖然結構較為復雜，但是適用于多種不同的行駛路況，尤其適用于復雜的路況，而且雙套傳動系統在安全性上更較為可靠，目前世界各國發展的混合動力系統都是先采用這種工作模式。

二是串聯型混合動力模式，就是由車載內燃機帶動發電機發電，產生的電能通過傳輸給電池，再由電池通過控制單元傳輸給電機驅動車輪。內燃機只起帶動發電機發電的作用，因此這種混合動力車輛也被稱為全電驅動車輛。在這種驅動方式，可以通過控制單元對電能大小的調節來實現對每個車輪的無級變速，提高車輛的機動能力。雖然這種動力布置有著結構簡單，傳動效率高等諸多優點，但對車載電池以及電機和調節系統的重量、尺寸以及可靠性方面要求較高。

作為未來的車輛動力發展方向，混合動力系統主要具有以下三點優勢。

①可以在作戰的時候關閉內燃機靠電池驅動車輛實現“靜音”行駛，隱蔽接敵。

②混合動力的全電驅動不需要像機械傳動那樣用變速箱和傳動軸將發動機和終端傳動相連，可以讓發動機和終端驅動裝置分離，有助于車內優化布局。

③未來可以在全電驅動系統基礎上，給輪式裝甲車發展電武器系統和電防護系統。

8.輪式戰車電子信息化設計必不可少

一體化信息支持能力已經成為對輪式作戰平臺的基本要求，首先輪式裝甲車適宜實施快速部署和機動，往往是最先到達戰區的單位，要先于主力作戰部隊執行戰場偵察監視等任務，因此對于在運動中顯示敵我雙方的位置、火情觀察、收發作戰命令和補給線路擬定等信息化作戰能力要求較高。其次輪式裝甲車的作戰模式將發展為由同一車族內的人員輸送車、火力支援車、偵察車、指揮車等不同功用的變形車搭配成戰斗小組協同完成任務，因此要求小組內的各個車輛都要具有三維地圖顯示及定位、導航和數據通信管理、戰場態勢共享、目標識別、統一瞄準線等信息化作戰系統。基于以上兩點原因，各國都非常重視輪式裝甲車的信息化以適應各國未來數字化部隊建設的要求。比如美國整個“斯特瑞克”車隊都采用了網絡化和信息集成化設計，車內的系統能夠為每個士兵提供總體態勢感知能力，未來將進一步發展到使車輛與戰場上的每個單元都可以通過文本信息和地圖網進行交流，根據單兵輸入的信息不斷更新戰場態勢圖，對戰場態勢實現共享。