砺道智库 2025年1月10日

虽然俄乌冲突让人们关注到神风无人机以及保护小型军车免受空中威胁的必要性，但路边炸弹和地雷的祸害并没有消失。

据美国国家防务网日前报道，系统和乘员的生存能力始终是战术轮式车辆设计和部署的关键要素，而这些标准在2007-2008年期间进行了重新调整，因为美军在战场上遭遇了简易爆炸装置和火箭推进榴弹的威胁，这些爆炸装置和榴弹能够对车辆侧面和底部造成致命打击。

近二十年来，这些威胁不断演变，给汽车设计师带来了新的生存能力挑战。

虽然路边炸弹和简易爆炸装置不再是头条新闻，但保护小型战术轮式车辆仍然是制造商设计的重中之重。M-ATV制造商Oshkosh Defense的首席项目官威廉姆斯（Pat Williams）表示，在伊拉克和阿富汗遇到的底盘地雷和简易爆炸装置的威胁“以一种我们以前从未考虑过的方式”强调了车辆的生存能力。   

威廉姆斯说：“如果你想想我们从那时到现在在战术轮式车辆上的设计理念，它很大程度上植根于我们在伊拉克和阿富汗行动中获得的经验教训，包括设计成熟度、车辆结构以及对威胁和对车辆影响的理解。”

威廉姆斯概述了可追溯到美国介入伊拉克和阿富汗初期的车辆防护连续性，并将那个时期描述为“防地雷反伏击车的时代，这些车辆体积巨大、重量重、装甲精良，非常安全”。

阿富汗需要一种防护等级与大型车辆相当的车辆，但尺寸只有后者的一半，并且具备越野机动性，适合那里崎岖的道路。他说，M-ATV就是解决方案。

多年后，军方开始采用联合轻型战术车，这种车辆具有相似的生存能力，但机动性更强，体积却只有M-ATV的一半。

他说：“首先转向大型、重型、非常安全的车辆，然后再转向重量轻得多、机动性强且防护性能相当的车辆，这只是我们随着时间的推移所学到的经验之一，通过研究不同的架构，研究所有不同的部件、合成材料、复合材料和不同的生存方法，而不是仅仅选择‘第一次世界大战哲学’，即大型、厚重、缓慢的坦克，这种坦克与我们今天所拥有的非常安全、机动性极强、重量轻的车辆相比非常安全。”

军用车辆制造商ND Defense的工程副总裁Phil Wiegand表示：“生存力始终是任何新车辆在早期最重要的要求之一。”

这些生存力和乘员安全要求是新型飞行器开发活动的重中之重。   

“我们发现，在机组人员和乘员保护要求方面，确实没有任何妥协。这些要求就是这些，它们是基于从阿富汗和伊拉克吸取的教训制定的，”他说。

威廉姆斯表示，如今的汽车体现了成熟的流程，包含了大量先进的建模和仿真工具，让设计工程师可以输入不同类型的威胁或化学物质。

许多可以提高车辆保护水平的先进工具（例如数字孪生和高级模拟）只是在最近几年才开始受到重视。

他说，“IED的行为各不相同，对车辆的影响也不同。借助这种建模和仿真能力，我们可以调整或改进我们的设计。”

当被要求详细说明不同IED的爆炸效果时，威廉姆斯表示，自制炸药的表现与TNT不同，而TNT又与塑料炸药不同，因为它们的爆炸特性不同。

先进的建模和模拟使工程师能够看到所有的变化，从爆炸可能发生的地点（例如目标下方或侧面）到使用的炸药种类，甚至车辆下方的土壤类型。威廉姆斯补充道：“我们可以对所有这些不同的变量进行建模。”

五角大楼和国防工业“在掌握新型弹药及其影响方面做得非常好”，威廉姆斯说。“如果是某种类型的弹药，它的爆炸速度可能会慢一些，而且与另一种弹药不同，后者的爆炸速度可能更快，强度也更高。因此，我们能够对此进行建模，并了解其影响。这使我们能够确定车辆的结构。我们还可以研究不同的合成材料和复合材料，而不仅仅是依赖重型钢材。”

另一家承认正在研究新材料的公司是通用汽车防务公司，该公司投入了内部研发资金来测试不同的材料，包括钢、铝和钢或铝复合材料，目的是加强车辆，“以补充我们已经在虚拟和物理环境中进行的严格和广泛的碰撞和其他危险测试”，该公司的生存力整合负责人迈克尔雷诺兹说。   

威廉姆斯强调了数字工程对于提高车辆生存力的重要性。“我们现在经常谈论数字工程，以及在数字空间中设计某物的方式，”他说。“你不必经历建造、测试、建造、炸毁和再次建造的整个过程。你可以根据不同威胁的动态对其中许多过程进行建模和模拟。这还可以缩短设计交付周期并节省资金，因为你不必建造、炸毁、重新设计、建造并再次炸毁。”

他补充道：“从生存能力的角度来看，我们将其视为一种系统方法。因此，你必须考虑许多不同的设计特点。你要考虑与爆炸的距离、船体或车底的几何形状、不同的装甲配方、钢或铝或陶瓷或复合材料……以及座椅和垫子等爆炸衰减元件。”

威廉姆斯和韦根都列举了一些成功的项目案例，即通过应用附加装甲和其他车辆改造来提高车辆的生存能力。

威廉姆斯说：“回想一下伊拉克和阿富汗，我们最初开始做的是为一些重型和中型车辆安装附加装甲或加强装甲，这些车辆在设计时并没有考虑到装甲问题。当然悍马也是如此——它们不是我们的车辆，但采用了同样的概念。”

谈到M-ATV，他继续说道：“我们设计了一定程度的防护，但坏人有投票权，他们开始携带不同的弹药。因此，我们通过我刚才提到的一些方法开发了升级版底部防护套件，这是一种适用于更高威胁级别的附加套件。”

韦根德举了MaxxPro生存能力升级的例子，其特点包括更坚固的船体、波纹地板和重新设计的支架，以便在发生爆炸时更好地捕获部件并防止它们在驾驶室内成为抛射物。   

“增强型V型船体设计和升级的悬挂套件也让我们与威胁的距离更远了，”他说。“因此，将整个乘员舱抬高以远离威胁起着重要作用，而整个乘员舱的刚度对于提高性能和防爆性能至关重要。”

车辆设计师通过测试和开发生存力升级以及部署套件学到了很多教训。他说：“这确实磨练了我们的工程专业知识，使我们能够使用建模和模拟作为前期工具，能够预测新车辆的反应以及它们如何应对仍然相关的威胁，这样我们就可以更好地预测和优化新出租车的未来设计。”

未来愿景的另一个方面是在增强生存力与提高燃油效率的服务要求之间取得平衡。