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趣谈 | 拆成两节+铰接,带你征战全世界

越野——通过无道路地形,越障——爬过障碍物,是军用车辆相当重要的功能,一般来说履带车的越野越障能力比轮式车好,但是过于松软的如泥浆地、沼泽、雪地,履带车也没办法。但外观看起来只是把履带车拆成两段的“铰接式履带全地形车”(articulated all-terrain tracked carrier),却能大幅度强化越野越障能力,它的原理是什么呢?



▲BV206 铰接式履带全地形车展现越野能力。


履带车“越野越障”的优点


越野是车辆在没有坚硬道路的地面行驶,全车重量透过轮胎(或履带)传给地面,称为接地压力,虽然车轮看起来很大,但实际上接触地面的面积很小,例如汽车可能只有一张明信片大,卡车只有一张A4纸大,相较履带的接地面积是好几平方公尺计算,所以相同重量时,轮胎接地压力一定比履带大。


如轮胎的接地压力大过地面能承受的程度,就会崩落或软化,让轮胎陷入地面,增加更大的阻力,甚至让车辆无法再通过轮胎移动。


履带除了能分散重量,降低接地压力,履带的长度也能增加对地摩擦力与抓地力,以及越过壕沟的宽度,以及越过较高的障碍,都增加车辆通过困难地形的能力。



▲直接将轮胎换成履带,以增加在雪地行驶能力的 Nissan Altima-te AWD


铰接式履带全地形车原理


履带越野与越障有前述的优点,但为何要把履带车拆成前后两段,再用铰接式连接?


铰接式车辆在农业或工业用的轮式车辆中,并不少见,例如农用拖拉机加上一辆挂车,就可以变成谷物运输车,卡车头加上挂车,就是常见满街跑的大货车。


但是铰接式车辆在一般公路跑没问题,一旦碰上需要越野甚至爬坡的情况,后面拖着“无动力”又装载重物的挂车,立刻变成“锚”的存在,严重影响车辆机动力。



▲加挂车厢的拖拉机


于是瑞典专门制造拖拉机的Bolinder-Munktell公司(以下简称BM),常常看见客户使用拖拉机当拖车,通过一些道路不好的地区时,遭到困难的投诉,那想到那给挂车增加动力吧!


不过并非给挂车也增加引擎,这样成本太高,而是将牵引车的引擎,设计对挂车输出动力的轴,挂车上也有对应的驱动桥与传动装置承接动力,这样挂车的轮胎就有了动力,提高了困难地形的通过能力。


但实际操作后发现,四轮的牵引车加上动力挂车后,直线前进与越野都不错,但转弯时很难控制,于是BM公司将牵引车的轮取消,用铰接头连接牵引车和挂车,铰接头部位能转动,并用液压缸来精确控制前后车的转向角度,这样的设计大幅度的缩小了转弯半径,沿用至今。



▲铰接式卡车始祖 BM DR631,车头其实就是去掉前轮的拖拉机,但车体中央设计的“液压铰接传动机构”则是革命性的创举


轮式铰接车大量运用后,瑞典军方要求BM公司依照相同的原理,设计铰接式履带车辆,以通过更为困难的地形。


采用履带式的铰接车有什么好处呢?


1、除了履带原本相较于轮车的优势,履带加上自带的划水板,可以在水中驱动车辆前进,虽然因为划水板不能做太大,效率不高,但不用改装就能下水前进。


2、不同于一般的履带车,铰接车的前车厢对后车箱永远提供“拉力”,后车箱则对前车厢永远提供“推力”,而铰接处加上改良式的液压系统,能够让前车与后车厢折成各种角度,保证所有履带都紧贴着地面,以提供最大的抓地能力。


3、透过铰链的液压系统,铰接式履带车在越过障碍前,前车可以尽量增加仰角,甚至等于被后车“举起来”,增加越过障碍的“接近角”,接近角越大,就能够越过更高的障碍物。


4、前后都有动力的履带式铰接车,在越野时,单车就有“履带车+救济车”的能力,如前车厢陷入泥泞,如果是一般的履带车,此时加大动力只会越陷越深,但铰接式履带车就能利用后车把前车拖出泥泞。


最后研发出的成果是Bv202,证明这样的概念非常成功,于是许多国家的军队都开始外购或研发自己的铰接式履带全地形车,甚至需要抢险救灾的民间机构,也购买了不少铰接式履带全地形车。



▲此图可以看出铰接式履带车几个特征,跨越障碍物的接近角很大,车体可以扭曲让多数履带都紧贴地面,就算一条履带悬空,还有三条有推力



▲铰接式履带车前后车都有动力,如一个车体陷入泥泞,能以“履带车+救济车”的模式,自行脱困


世界上有名的军用铰接履带全地形车


瑞典Bandvagn BV206


BV206是前述Bv202的改良版,1980年开始服役,总长6.9 m 宽1.87 m 高2.4m,履带宽度达0.62 m,前车可载2.2吨,后车载重1.6吨,133匹马力引擎,最大道路速度65 km/h,水上速度5km/h,性能看起来普通,但当年可是让各国为之惊叹的新奇车辆,因此在全球37个国家卖出了1.1万辆!



▲Bv206牵引滑雪部队通过积雪地区。


英国 BAE Systems BVS-10


BVS – 10 型研发时,以瑞典制的 BV206S 型为基础加以改良,引擎强化为 285 匹马力 ,最大道路速度增加到80 km/h,履带宽度为 0.62 m,减轻接地压力,甚至号称压到反战车地雷,都不会引爆。另外强化车体装甲,可以承受7.62mm步枪的射击与炮弹破片。


此车还创下一个有趣的纪录,法国于2009年向英国订购53辆BVS – 10,创下二次大战后,法国首度采购英国军品的纪录。



▲在阿富汗参战的英军BVS-10,图为装甲工兵单位,因此安装了鸟笼装甲与有防护的机枪塔


俄罗斯 Vityaz DT-30


地形广大的俄罗斯,也很早就展开了铰接式履带全地形车的研发,当Bv202研发成功后,当时前苏联也派人观摩,并获得授权生产GAZ-3351型,主要为民用,因为前苏联军方认为载重不到5吨的Bv202车系不符合需求,因此自行研发更大的车款,就是Vityaz DT10 / DT-20 / DT-30系列。


以目前最新的DT-30为例,是长13.75 m 宽2.8m 高2.7m 总重达到58吨的巨型车辆,除了运输物资,还搭载火炮甚至防空飞弹,作为战斗兵器在北极或西伯利亚的困难地形区域使用。



▲搭载铠甲-S1(北约代号SA-22)防空飞弹的DT-30,防卫俄罗斯的北极地区



▲DT-30PM自走炮, 搭载120mm 2A80多用途火炮,可当榴弹炮射高爆弹(最大射程 13 km)或高仰角迫击炮模式(射程7.5 km)


新加坡 Bronco


新加坡是唯一国内几乎没有铰接式履带全地形车需求,却研发出该项产品的国家,成果就是ST Kinetics研发的 Bronco(野马)系列,其基本构型应该仍是参考瑞典Bv202 / 206再加以改进,但因为采用混合钢丝的强化塑胶履带,以及350匹马力引擎,因此机动性能相当不错。


除了新加坡军使用,还外销给泰国与英国。英国会买是因为参加了阿富汗战争,需要更多的履带全地形车补充BVS-10的数量不足,并将采购到的Bronco改名为疣猪(Warthog),不知道是否有贬低意味。


不过Warthog参加实战还挺争气,2010年一枚50kg TNT炸药威力的IED在一辆英军Warthog的底盘爆炸,首当其冲坐在爆炸点正上方的英军下士威廉·里克斯(Lance Corporal William Reeks)幸运生还,显示底盘抗炸能力优秀。



▲Bronco的有趣衍生型,反迫击炮系统,前车搭载侦测炮弹轨迹的阵列雷达与射控电脑,后车搭载120 mm 自动迫击炮,敌军开火后,一分钟左右就能开炮摧毁敌军迫炮阵地,自己也能打完就跑


中国 JM-8与蟒蛇式


贵州詹阳动力与新加坡科技工程有限公司合作生产的Bronco,称为JM-8骏马式,目前已经大量配属于解放军,采用马力较小但较省油的304匹马力柴油引擎,最大路速降为60 km/h,但续航力有500 km,后车则可根据任务需求,有运输、加油、救护、净水等多种衍生型。



▲国产新型JM8“骏马”全地形装甲救护车


解放军也不满足于JM-8系列的小车体,因此近年透过与俄罗斯技术合作,参照前述Vityaz DT系列,推出蟒蛇30吨级大型铰接式履带全地形车。


2020年5月8日13时49分,长征五号B运载火箭搭载升空的我国新一代载人飞船试验船返回舱,在太空旅行60多个小时后,于东风着陆场平安着陆。




▲30吨级蟒式全地形车完成返回舱的吊装和落装


航天部门就选择了中国兵器工业集团哈一机集团哈尔滨北方防务装备股份有限公司研制生产的30吨级蟒式全地形车完成返回舱的吊装和落装,并于5月9日将返回舱运出沙漠,助力完成新一代载人飞船试验船返回舱回收任务。这辆30吨级蟒式全地形车,就是中俄合作的产物。


美国


没有美国?是的,美国没有研发铰接式履带全地形车,美军基本上就是采购瑞典的BV-206,在美军中的型号为准型号 (M973)、战术作战中心型号 (M1065)、救护车型号 (M1066) 和平板货车 (M1067)。


2021年美国展开新一代寒冷地带全地形车招标计划 (Cold Weather All-Terrain Vehicle,CATV),由 BAE Systems 的 BVS-10 Beowulf与新加坡的 ST Engineering 授权 Oshkosh Defense 的 Bronco 3竞标。


为何没有铰接式履带”战车”?


铰接式履带车虽然能够通过比一般履带车更为困难的地形,但其实在作战中,军车通常会绕开困难地形,避免颠颇损坏装备与耗油,这由轮式的皮卡车大行其道就可以看出,所以不须将所有战甲车都变成铰接式履带车。


此外,铰接式履带车中央的传动机构虽然是其最大特色,但因为此种结构无法使用装甲保护,对第一线的战斗车辆而言,会成为明显弱点,所以并没有一线的战车采用这样的设计,但瑞典有推出过UDES XX20铰接式履带自走反战车炮,在25吨的车体上搭载一门120 mm 战车炮,但并没有大规模量产。


因为UDES XX20是能通过恶劣地形,但这些恶劣地形战车也不会过去,那UDES XX20哪有目标可以打呢?!



▲UDES XX20自走反战车炮原型车在雪地测试



▲UDES XX20自走反战车炮原型车测试


面对风、沙、雨、雪等极其恶劣的气候条件,在没有任何道路的情况下,自由穿行于浅滩、河流、沼泽、沙漠、山地和雪地等极端地形,具有极强的环境适应能力及通过性能,能灵活的通过车和船都无法通过的泥泞区域,完成抢险、运输、消防、医疗救护、工程作业。铰接式履带全地形车,才是带你征战全世界的终极座驾。