全球防衛誌 264 期(2006年8月)

精心打造的德國鋼鐵大貓─
美洲山獅式步兵戰鬥車

The Ultimate AIFV Puma
作者:鄭繼文
C.W.CHENG & PSM GmbH via AUTHOR

       在最近舉行的歐洲陸軍展中,德國美洲山獅(Puma)式步兵戰鬥車堪稱是展覽中的明星級武器,此車經過了4年的研發,在展覽期間首度對外公開,受到國防工業界的高度矚目。

 貂鼠式的後繼車型

        美洲山獅式是未來準備取代貂鼠(Marder)式的新世代步兵戰鬥車,貂鼠式步兵戰鬥車自1971年開始服役,至今服役時間超過了三十年。雖然貂鼠式過去曾實施過若干改良,陸續有A1A2A3等改良型號問世,不過整體性能已經趕不上現代作戰的需要,特別是無法配合最新型豹2主力戰車實施戰鬥。

        貂鼠式步兵戰鬥車的主要缺點包括:首先是生存性不夠,車輛的防護能力無法對抗目前面臨的威脅;綜合機動性不足,高達33.5噸的戰鬥重量不僅使車輛無法空運,而且其戰術機動性無法跟上新型豹式戰車;武器配備的火力不足,尤其是主砲僅是一門20公厘機砲,遜於目前同類的戰鬥車輛;只具備有限的指揮與管制(C2)功能,無法滿足現代作戰對指管通情(C3I)功能的需求。綜合來看,現役的貂鼠式步兵戰鬥車只經過有限度的改良,德國陸軍認為只能從事低強度戰鬥任務或是機械化步兵的訓練之用。

        於是,德國開始研發新世代步兵戰鬥車,此車不單是針對貂鼠式的缺點所研製的改良升級版而已,更希望為步兵戰鬥車豎立新的技術標竿。德國是在2002年以新世代裝甲步兵戰鬥車(AIFV)的計劃開始研發美洲山獅式裝甲車,主要的需求考量是高戰略與戰術機動性、最佳防護性與最佳火力,此車由是克勞斯馬費威格曼集團(Krauss-Maffei Wegmann,KMW)與萊茵金屬地面系統公司(Rheinmetall Landsysteme)所合組的PSM計劃系統與管理公司(PSM Projekt System & Management GmbH)負責發展,最近首度公開的步兵戰鬥車是整個車系的第一種車型。

        美洲山獅式在研發時,主要的需求考量是高戰略與戰術機動性、最佳防護性與最佳火力。這型裝甲車不僅在德國境內要具備與豹2主力戰車匹配的戰術機動性,還必須具備在全球各地困難環境的部署能力,從攝氏-44度的超低溫到+49度的高溫,在各種氣候都具備操作適應性。為了完成研發任務,製造商網羅了約200名工程技師組成研發團隊,經過3年時間目前已推出5輛預量產型車。

        美洲山獅式堪稱是目前世界最新的步兵戰鬥車,從構型設計、底盤、防護套件,乃至首度實用化的無人遙控式砲塔,此車的諸多新概念和新技術都讓人大開眼界。特別是研發團隊對該車的火力配備要求相當高,設計工作的核心項目是無人化砲塔,包括武器、射控、觀瞄與相關的配套系統,都值得大家密切注意。

 兩種構型的裝甲防護

        美洲山獅式的研發團隊強調所謂的「整合式防護」新概念,不僅車輛本身具備低輪廓、平滑表面的外型設計,同時還運用多種先進技術來降低被發現的機率。

        美洲山獅式的裝甲設置相當特別,採用類似美國M8輕戰車的模組化兩級防護設計,具有A級基本構型和C級重裝構型兩種防護構型。A級構型美洲山獅式的重量是31.45噸,車輛已達到利用A400M運輸機來空運的上限,C級構型的重量則增至40.70噸,全裝備戰鬥重量是43噸。A級與C級的差別在於附加裝甲套件,美洲山獅式的附加裝甲套件的裝卸相當簡易,裝甲的彈道防護規格主要是針對手持式戰防武器、中口徑武器、砲彈破片、次彈械等,對於地雷的防護,則能對抗重型爆破地雷和錐孔裝藥式地雷的破壞。

        A級防護時,美洲山獅式的正面能防禦手持式戰防武器和中口徑砲的攻擊,車輛各部位能防禦砲彈破片與14.5公厘口徑以下武器的攻擊,抗地雷能力能防護重型爆破地雷和錐孔裝藥式地雷;在C級重裝甲構型時,則大幅強化了美洲山獅式的側面防護力,達到與車輛正面相同的防護標準,至於其他部位的防護則與A級相同。除了以上的基本防護外,美洲山獅式還能選用多種主動式和被動式系統提高防護能力,像是煙幕與雷射、紅外線干擾裝置等。

 無人遙控式砲塔與配備

        除了特別的兩級裝甲防護設計之外,美洲山獅式配備的無人化遙控式砲塔是全車突破傳統的另一項新設計。

        這座無人遙控式砲塔的結構相當緊湊,在極有限的空間容納武器俯仰機械裝置、武器俯仰驅動裝置、潛望鏡式全景瞄準裝置、光學武器瞄準裝置、砲塔旋轉裝置等。在砲塔外觀方面,機砲與同軸機槍裝設在砲塔右側,光學武器瞄準儀裝在砲塔正面,在砲塔頂部裝有1具全景式瞄準裝置,另外在砲塔的後端裝有876公厘煙幕發射器。

        美洲山獅式的武器有1Mk30-2/ABM30公厘機砲和1MG45.56同軸機槍,砲塔內裝有20030公厘備用砲彈,另有200發砲彈儲放在底盤裡,而備用和底盤儲放的5.56公厘機槍彈則各有1,000發。另外,必要時車上也能加裝榴彈發射器與反戰車飛彈系統,分別用於壓制近距離軟性目標和攻擊長距離的戰甲車輛。

        Mk30-2/ABM型機砲具備完全穩定功能,能夠在車輛行進間實施射擊,機砲的射速是每分鐘200發,最大射程是3,000公尺。Mk30-2/ABM機砲是由萊茵金屬公司所研製,機砲全重198公斤,全長3.78公尺,與現有的同類型武器相比,具有射程遠、射速快、精確度高的優點。Mk30-2/ABM使用標準的30公厘X173公厘彈藥,利用兩條彈帶進彈系統來自動進彈,能夠單發射擊或是連續射擊,使用的彈種有翼穩脫殼穿甲彈(APFSDS-T)和具備多重用途的動能定時引信(KEFT)的空炸彈藥(Air Burst Munition,ABM)兩種。

        KEFT空炸彈藥是以瑞士奧利崗康華特公司(Oerlikon Contraves AG)專利的AHEAD先進彈藥技術為基礎所發展的新彈藥,AHEAD是先進撞擊與有效摧毀(Advanced Hit and Efficiency And Destruction)彈藥的英文縮寫,是目前最先進的35公厘彈藥。AHEAD本身具有先進電子技術與破壞威力強的彈頭,配合機砲的砲口初速測量器、射控系統軟硬體等精密計算與調整,可提高彈藥的攻擊效果。KEFT空炸彈的彈頭內含162個重量各1.24公克的圓柱體鎢質次彈藥,在距離目標的最適當距離爆炸與構成次彈藥彈幕,使得這種彈藥用來對付步兵戰鬥車、碉堡、車載步兵、直升機等目標都相當有效。

        Mk30-2/ABM機砲的設計與奧利崗康華特公司著名的35公厘快砲類似,它的砲口裝有精密的特殊制退裝置,內含電子點火線圈,這個裝置會計算砲口初速和對引信進行自動設定。在發射KEFT空炸彈時,砲彈上特殊的電子裝置會將相關資料傳送到射控單元內,而射控系統則根據感測器提供的資料對KEFT空炸彈進行引信定時,以針對不同的目標發揮彈藥的最佳攻擊效能,這樣的設計在現有的30公厘機砲是相當罕見的。

        除了最重要的武器和配套的進彈與控制機構之外,美洲山獅式的砲塔還配備先進的射控、砲控與觀測、瞄準系統,讓組員能夠在較遠距離進行360度搜索、發現與辨識目標,同時具備與主力戰車相同的獵殲(hunter-killer)戰鬥功能,能夠快速攻擊不同的目標,攻擊火力強大。其中的觀瞄系統都採蔡司公司(Carl Zeiss Optronics GmbH)的產品,主要由車長與砲手瞄準裝置兩套系統所組成,並且在砲塔右側、後方以及底盤兩側、車尾裝有6~8具攝影監視器,讓組員在車內能透過顯示器的分割畫面掌握車外狀況。

        車長瞄準裝置是一種可360度旋轉的穩定式瞄準系統,整套系統具有傳統鏡片光學系統的優點並整合了最先進的光電技術,光學系統內還裝有雷射保護濾鏡,以免受到致盲雷射系統的攻擊。系統裝有60X45度的大視角搜索攝影機,這點在城鎮戰的近距離戰鬥是特別有利,能以較大的視野範圍輔助近戰武器的戰鬥。整個瞄準裝置具有三種視野範圍,最多能達到16倍率(2.8X2.1度)以便觀察、辨識和鎖定目標,全系統並整合有第三代熱影像瞄準儀與護眼雷射測距儀,機砲能夠伺服連動到車長瞄準裝置,而且車長瞄準裝置的影像能夠顯示在車內的其他顯示裝置上。砲手瞄準裝置也是完全穩定式的,能與機砲伺服連動,使用單色CCD日間攝影機、第三代熱影像瞄準儀與護眼雷射測距儀,其影像也能顯示在車內的所有顯示裝置上。

 特殊的底盤設計

        美洲山獅式的底盤設計相當特別,採用目前首見的單廂式乘員艙,所謂的單廂式乘員艙,就是車輛的車長、駕駛員、砲手等3名組員和6名車載步兵,都乘坐在單一結構的乘員艙裡面。單廂式乘員艙設計的結構緊湊,主要優點是能儘量減少需要防護的車輛空間,以便在限制車重的情況下能發揮最大的組員保護效果。車尾設有一個大型盒狀尾門,較厚的箱體結構提供較佳的防護效果,開啟後可同時讓2名士兵快速進出艙間。

        在底盤的佈局設計方面,則與現有的步兵戰鬥車相當:車輛的動力套件裝設在底盤前段,駕駛席位於引擎室左側,底盤中後段是砲塔與乘員艙。根據製造商提供的資料,認為美洲山獅式的底盤最引以自豪的幾個項目分別是:結構極緊湊的高性能動力包件,重量較現有系統減少超過60%;整合式地雷防護設計,大幅提高戰損生存性;強調彈性與具備未來前瞻性的模組化防護設計;吸震式驅動總成(decoupled drive assembly)與裝有液氣壓組件的承載系統,可降低90%以上的震動與噪音;先進的輕質鋼製履帶,較現有履帶的重量減少25%以上。

        在上述的底盤傑出技術中,美洲山獅式配備的MTU公司892型高動力密度(Hight Power Density,HPD1010V渦輪增壓柴油引擎是最核心的配備,這是MTU公司研製的第四代柴油引擎,為德國引擎科技的最新產品。整個890系列引擎在2003年底才開始進行測試,陸續有超過50具引擎進行廣泛的測試,並且進行必要的修改。由於大量採用先進技術,使得890系列引擎具有高動力密度與高推重比的特性,與MTU公司上一代的880系列引擎(以色列的馳車式戰車採用)相比,890系列引擎的體積和重量都減少了50%左右,使得美洲山獅式在動力系統與引擎室的重量、體積都能受到抑制,所配備的路輪更減少到5對(同類車輛多使用6~7對路輪)。

        892型柴油引擎匹配的是結構緊湊、輕量化的倫克(RENK)公司HSWL 256型自動速箱,這是目前該公司最先進的全數位控制自動變速箱,適合匹配重量45噸級的履帶車輛以及功率500~800千瓦的動力系統,具有6段前進與6段後退檔,較綿密的檔位設計能夠將引擎功率作更有效的輸出。拜高功率、輕量化、體積小的動力包件之賜,美洲山獅式的單位功率最高可達到25.8千瓦/噸,其最高道路時速約70公里,最大續行里程超過450公里。

        除了配備先進的動力系統,研發團隊還特別重視美洲山獅式的吸震與噪音降低,研發出所謂的「吸震式驅動總成」。研發團隊將美洲山獅式底盤的甲車鋼板焊接成前、後包夾的殼狀結構,將傳動齒輪、承載系統等驅動總成的所有部件都納入到結構內,而且各部件都利用橡膠件與車體連接,大幅吸收了驅動總成運轉時對車體所造成的震動,同時減少了震動對乘員與車內設備的影響。此外,車輛還配備全新研發的液氣壓承載系統,能提供高機動性能和最大程度地降低車內的噪音與震動程度,有助於減少乘員的乘車疲倦感。

        另外,美洲山獅式的履帶也特別值得一提。由於美洲山獅式根據裝甲套件的不同而有31.45噸、40.70噸兩種重量,因此在研發之初曾設計了兩種履帶,但是後來基於後勤和任務考量,決定簡化為單一系統。不過,這項決定對於履帶技術、品質的要求也相對提高,一方面其材質必須能承受高車重構型在道路的高速滾轉,另一方面還必須能符合輕車重構型對於重量的限制,以便於進行戰術空運。美洲山獅式最後使用500公厘寬的464型鋼質輕量履帶,由著名的Diehl公司所研製,其重量比相同負重能力的鋼質履帶輕了40%

 結語

        2005年開始,已經有5輛美洲山獅預量產型進行試驗與測評,德國陸軍將在2006~2007年決定量產計劃,而根據原來公佈的構想,可能在2009年開始量產,初步的採購數量是405輛。由於一開始就被設計成一種多功能裝甲車,美洲山獅式未來將衍生出完整的車系,包括步兵戰鬥車、120公厘迫砲車、防空砲車、裝甲救濟車等。

        美洲山獅式是目前歐、美、俄各國研製的唯一新世代步兵戰鬥車,從前文的說明可發現,其整體設計具有許多獨到之處,跳脫現有同類車輛的設計窠臼。因此,隨著美洲山獅式的問世,它的某些設計概念極可能會被其他國家的戰甲車輛所「借用」,像是多級式防護設計、無人遙控式砲塔、先進的緊湊結構、高動力密度動力系統等,都將刺激各國戰甲車輛的未來發展。

 

軍事家-全球防衛版權所有 Copyright 2004 DIIC
本網頁所有文章及圖片,未經同意禁止任何形式之轉載及刊登。

DEFENCE INTERNATIONAL