美国GXV-T计划的发展研究

自冷战时期主战坦克诞生以来，反装甲武器与车辆防护系统持续竞相发展。在过去，装甲车防护性能的提高一直在从提高装甲能力入手。然而，事实是反装甲能力比装甲技术提高得更快，一味提高装甲防护能力并未带来显著的成效。

1.新军事作战需求牵引GXV-T发展

自冷战时期主战坦克诞生以来，反装甲武器与车辆防护系统持续竞相发展。随着反装甲武器变得越来越先进，坦克和其他装甲车的防护装甲越来越厚，出现了像乔巴姆（Chobham）装甲这样的复合装甲解决方案，并开发了诸如反应装甲和电子对抗之类的对抗手段。在车辆防护能力提高的同时，装甲数量增加，装甲车尺寸变大、车重增加、造价更高，而机动性能更差。英国的“挑战者”2主战坦克重达62.5 t，造价约420万英镑。只有部分道路和桥梁能够承受这种重量级别的车型，难以实现快速部署，并且增加了道路和桥梁的建造、维护费用。随着反装甲武器的效能不断增强，仅仅依靠提高装甲水平来提升车辆的防护能力变得不现实。在当前威胁环境中，地面战车已难以承载提高防护能力所需增加的装甲数量，而且不能完全防御威力不断提高的反装甲武器。车重增加、机动性降低和成本增加的发展趋势严重制约了美军快速部署与机动作战能力发展。

美国陆军的“未来战斗系统”和“地面战车”（GCV）项目研发终止由多种因素综合所致，但毋庸置疑，车重和经济可承受性是两大主要因素。例如，“未来战斗系统”中的有人地面车辆车重最初设计在18 t左右，可由C-130运输机空运，最后升至27 t，但仍不能有效防御简易爆炸装置和地雷，不能满足应对未来威胁的需求。“地面战车”战略定位要求不能太重，但BAE系统公司的地面战车重量倾向于70 t，与增强型M1A2主战坦克相当，其生产成本预计高达1 700万美元，美国陆军希望采用前沿技术将车重维持在30 t左右，生产成本降至900万～1 050万美元。

根据美国规划，其陆军在2025年要成为更精干、更具杀伤力和远征能力、作战敏捷的陆军部队，因此对陆军装备提出了机动性更高、灵活性更好、毁伤能力更大、生存力更高，便于空运来实现远征机动的更高要求。继陆军“未来战斗系统”和“地面战车”计划陆续受挫后，为研制满足未来作战需求、作战性能和功能远远超越传统装甲车辆的新一代地面战车，DARPA于2014年启动GXV-T计划，面向各科研单位和军工企业寻求能够应用于未来新一代地面战车的先进技术。

美国试图在GXV-T计划中利用高机动性而不是依靠装甲来提高装备生存力，以保护车辆和乘员的安全。在“未来战斗系统”计划（旨在研制出18个彼此独立又能通过同一网络相连的作战平台）中，美国陆军也曾探索过类似方法——利用高机动性提高装备生存能力。但是该计划最终被取消，部分原因是在伊拉克战争和阿富汗战争中，简易爆炸装置能导致轻型装甲车的损毁。GXV-T计划并不是要开发出数量庞大的战车家族，而是进一步探索该方法，开发出尺寸更小、结构更简单的原型车。该计划的核心思想是打破地面战车“依靠增加装甲来增强防护力”的传统发展模式，通过技术创新和变革，在确保新一代战车高机动性能的同时，全面提升其防护能力、态势感知能力、智能化水平，重新取得对主要对手的绝对优势。

2.研究目标

相较于装甲对穿甲弹的防御能力，武器穿甲能力的提高速度更快，因此，提高乘员生存力的同时装备重量和成本的增加幅度更为明显。GXV-T旨在研究具有革命性的地面车辆技术，采用增加装甲之外的其他技术途径（包括避免被探测到、避免被攻击、避免被击中、自主躲避来袭威胁）来提高机动性和生存能力。希望下一代装甲战车比现役装甲战车的体积更小、行驶速度更快、机动性更高。

与现有车辆相比，GXV-T计划的技术改进目标如下。

（1）将车辆的尺寸和重量减小50%。

（2）乘员数量减少50%。

（3）车速提高100%。

（4）具备在95%的地形环境下的机动能力。

（5）能被敌军侦测到的信号特征显著降低。

为实现上述目标，该计划将在生存力、机动性、乘员能力增强和特征信号管理四个领域开展技术研发。

1）生存力

20世纪，以装甲为基础的地面车辆生存力解决方案占据战车设计主导地位。GXV-T计划将开发一系列技术，通过快速移动车辆或车辆零部件来抵御威胁，取代重型装甲，从而使下一代地面车辆在极大降低车辆总重的同时保持生存力。

利用灵活性增强生存力的两个技术方向包括：开发一种能够探测入侵威胁的系统，评估恰当的车辆响应措施，移动车辆或者乘员舱，从而降低来袭威胁击中车辆或者乘员舱的概率，如突然加速、快速移动车辆或者其他快速移动方式（躲避）；开发一种能够探测入侵威胁的系统，评估恰当的车辆响应措施，改变依靠装甲抵御来袭威胁的方式，如开发重量和体积比平台小的防护板，防护板可快速移动、旋转、摆动等形成抵御威胁的防盾。

作战能力或增强的生存力（应对特殊威胁）性能要求包括可防御如下威胁。

（1）单兵火箭弹：距离为100 m，一个来袭威胁（最低值），10 s内分别发射的两枚火箭弹（目标值）。

（2）反坦克导弹：距离为1 000 m，一个来袭威胁（最低值），10 s内分别发射的两枚反坦克导弹（目标值）。

（3）动能弹：距离为1 000 m，一个来袭威胁（最低值），10 s内分别发射的两枚动能弹（目标值）。

理想结果是项目完成时能利用代用平台防御上述一个或多个威胁。

用灵活性增强生存力的项目目标包括：针对车内人员演示灵活、动态的生存力技术产生的效果，可以接受的结果是在事件发生前、期间、事件发生后，平台均能执行任务且保证人员安全；确保系统总重不到车辆总重的10%。目前防御上述威胁的装甲重量占车辆总重的25%左右，同时引起其他部件如动力传动系统重量增加。

2）机动性

提高战术机动性可以增强生存力和作战能力，为战术突袭、新技术、战术和程序提供运用机会。能够通过更多地形和更快的车辆行驶速度使车辆躲避阻塞点、埋伏和简易爆炸装置布设点，增强生存力。可使车辆从意想不到的方向或以出其不意的速度或通路实施机动，对敌人达成战术突袭，抢先打击敌人，减少被打击机会，提高杀伤力和生存力。

增强战术机动性的潜在技术如下：创新的轮-履混合系统、大行程等先进悬挂系统、地面打击的新样式、轮毂电机。

战术机动性提高的标准或新的作战能力如下。(www.xing528.com)

（1）在复杂地形条件下速度提高：越野速度为120 km/h（是M2A3“布雷德利”的3倍）。

（2）所有北约参考机动性模型条件下不能通过的地形小于5%，达到或超过M2A3累计通过的参考地形3倍，达到或者超过“斯特赖克”累计通过的参考地形4倍。

子系统机动性技术在项目结束时利用代用车辆演示如下能力。

（1）可通过多样化地形，包括斜坡、沟壑、障碍物以及各种海拔高度；乘员位置吸收功率不超过6 kW；攀垂直墙高、越壕宽为2 m；通过障碍物跨度为3 m；爬坡度为60°，侧倾坡度为30°。

（2）极限速度、越野机动性和地形通过能力提高。

（3）在二维或三维变化中快速全向机动。

3）乘员能力增强

GXV-T计划设想未来地面车辆所需操作人员较少。乘员能力增强技术可减少乘员数量，使车辆尤其是小型战术车更小、更轻，进而提高机动性和生存力。地形分类和地图绘制的技术需要在当前水平上进一步提高，使车辆能够在能见度差的环境下以所需的战术速度行驶。车辆借助自动探测、分类和跟踪威胁的技术自动选择最有效的弹药和/或者快速调整武器。车辆将地形和威胁信息结合起来，向操作人员提供最佳路径，有效利用覆盖物并减小特征信号来提高生存力。其他技术如虚拟视窗技术（即在车内投影外部观察图像）可以结合地形和威胁分类技术为车内人员提供更好的态势感知。乘员增强技术在杂乱环境、高速导航等情况下是必需的。为此，GXV-T项目将寻求新技术，以降低车辆操作人员所要承担的工作量，从而减少乘员数量或提高车辆本身的任务执行能力。

GXV-T计划可能包括的乘员能力增强技术如下。

（1）全车本地态势感知（虚拟视窗、感知、车载计算机、告警、目标/威胁探测和分类）。

（2）半自主辅助驾驶，有效载荷的自动感知、调整、功能提示。

在代用车辆上演示乘员增强技术及性能目标如下。

（1）只有1名乘员的战术轮式车（或代用车辆）的战术行动（驾驶、导航、射击）。

（2）在所有条件（天气/环境、光照）下，为操作人员提供1 000 m距离内本地360°全方位态势感知。

（3）车内所有操作均可由1名人员完成，能通过车内通信系统或卫星通信进行路点导航、战术机动、导航、通信、目标打击（识别、分类、目标捕获、武器选择以及弹药装填）。

（4）10 km范围内半自主车辆导航。以战术机动速度行驶时，操作人员只需要少量监管：以一定速度在标准道路行驶，只需驾驶员50%的注意力，每30 s干预一次。能够通过尤马靶场岩石道路和中东道路、阿伯丁靶场“穆森”和“皮尔里曼”道路。

（5）完成标准本宁堡射击鉴定测试，只有1名乘员，每30 s有/无1个威胁系统影响。

4）特征信号管理

由于车辆具有一定灵活性，降低车辆特征信号成为增强生存力的潜在方法。地面车辆降低特征信号后被探测到的概率降低（从而不被打击），或者敌方武器无法捕获及瞄准车辆。车辆特征信号管理领域的技术既能满足GXV-T重量较轻的目标，又能提高生存力。

需要降低的车辆特征信号包括：可见光、热红外、声、电磁、尘土、地面痕迹/车辙。

以下特征信号管理能力可在现有车辆上进行演示并鉴定。

（1）难以被探测。

（2）难以被识别、分类。

（3）难以被跟踪。

（4）难以被打击。

（5）难以被击中。

除了GXV-T演示工作外，美国国防高级研究计划局还将开展概念定义工作及建模与仿真工作。概念定义工作将采用已选择的技术开发多个车辆概念。建模与仿真工作由政府管理，将开发新的建模与仿真工具或对现有工具进行改进。目前在地面车辆领域中，建模与仿真工具主要用于对候选技术的军事应用进行评估。新开发或改进后的建模与仿真工具要求技术水平成熟，可用于GXV-T计划，对其技术性能和候选技术的作战影响进行评估。开发完成的相关仿真模型可向技术研发团队提供，用于进一步的建模与仿真工作。