十字軍自走砲系統

XM-2001十字軍自走砲車的原型車,擁有研發中的最尖端科技以及革命性的構型,

可惜由於過於昂貴以及美國國防部的理念轉變而慘遭腰斬。

──by  Captian Picard

型號 XM-2001十字軍自走砲(Crusader)
製造國/廠 美國/聯合防衛(United Defense)
使用國 美國(已取消)
車體尺寸(m)
戰鬥重量(ton) 48
發動機/馬力 LV-100-5燃氣渦輪*1
推重比(hp/ton) 31.25
極速(km/hr) 67
續航力(km)
乘員 標準編制:3
武裝 主武裝:XM-297 155mm 56倍徑砲*1

 主要資料、數據來源:全球防衛雜誌218期──「十字軍自走砲系統」。


 

起源

從1963年起,美製M-109自走砲便成為美軍與許多西方國家採用的裝備,並在往後40年服役生涯中不斷升級,在1980年代末期發展到了終極的A6型。雖然M-109基本設計優異、改良彈性大,但畢竟是60年代的老舊產物,到1990年代已面臨發展極限,此外其先天上就有機動能力不足的缺憾。因此,美國在1990年代開始研發屬於21世紀的革命性的自走砲──十字軍(Crusader)自走砲系統,將取代M-109系列而成為新一代美國陸軍砲兵的中堅戰力。十字軍的研發由聯合防衛公司(United Defense)負責,在1994年展開。

 

基本介紹

無論從火砲、射控觀測、機動能力一直到駕駛操控等,整個十字軍系統從頭到尾無處不使用最尖端的前衛科技,讓這種革命性的自走砲彷彿成為與未來接軌的概念車,每個細節無一不是領先全球的技術指標。十字軍是全世界第一種全數位化與全自動化的自走砲系統,全面應用最尖端的電腦科技,從駕駛到接戰(包括目標獲得、進入陣地、測地、射擊、轉移陣地等程序)全都有電腦的輔助;在火砲方面,十字軍使用的也是前所未有的全新技術。但正因為裡裡外外全面性地應用新科技,導致十字軍的造價高得離譜,成為日後遭到取消的主因。十字軍系統包括三個部分:XM-2001自走砲、XM-2002履帶補給車,以及安裝於輪型卡車上的XM-2003補給模組,各次系統間有很高的共通性,這能大幅降低後勤維修負荷、庫存需求與人員訓練需求。由於採用最先進的科技,XM-2001自走砲達成相同任務所需的彈藥比M-109A6少32%,平時操作成本較後者低15%,支援能量需求降低38%,整體戰力至少是現役自走砲的三倍。由於十字軍的戰力大幅提昇,廠商估計換裝十字軍自走砲後,美國野戰砲兵單位可裁撤35%,但是戰力仍維持原先水準。由於十字軍的射程、射速與快速反應能力遠優於現役自走砲,因此一個配備十字軍的師級單位的戰鬥涵蓋面可由原先10000平方公里大幅增加至24000平方公里。十字軍可經由C-5、C-17等大型噴射運輸機進行戰略部署,由於換裝戰力高得多的十字軍後砲兵單位規模能縮減,故戰略部署所需的空運能量與後勤能量較以往大幅降低。

 

XM-2001十字軍自走砲車

XM-2001自走砲車是十字軍系統的核心,各方面均採用最尖端的科技。最初XM-2001的基本重量高達55ton,後來因應美國陸軍變更需求,整輛車遂經重新設計並捨棄一些過於複雜的技術,將基本重量大幅壓低至40ton(戰鬥重量48ton)。

XM-2001的車內配置徹底顛覆傳統。以往自走砲的內部空間分為駕駛艙與戰鬥艙,戰鬥艙內的乘員因為作戰需要而緊鄰火砲與彈藥,相當不安全。XM-2001由於火砲系統與駕駛操縱完全自動化、電腦化,不僅省略了裝填手,將乘員減至3人,還能把人員與彈藥完全隔開。3名乘員全都位於車體前段的單一乘員艙內,火砲系統、彈藥與發射藥則位於車體中段之後的戰鬥艙內。無人操作的戰鬥艙與乘員艙完全隔離,乘員艙還特別加強了裝甲防護,並配備可連續運作三天的核生化防護系統,大幅提昇了乘員在戰場上的存活率(不過這也表示萬一戰鬥艙中有任何裝備發生故障,就沒有人力備援的機制)。為了進一步加強防護力,XM-2001可選擇加裝複合裝甲、反應裝甲套件甚至主動防護裝備。車體兩側設有大面積的側裙,保護範圍直到路輪軸心,用以保護懸吊系統並抑制行駛時揚起的沙塵。XM-2001的乘員艙極為先進,宛若第五代戰鬥機而不是地面車輛。XM-2001採用線控駕駛(Drive by Wire),與戰鬥機的線傳飛控(Fly by Wire)相同,透過電腦以數位訊號來駕駛砲車,捨棄了傳統的機械式方向操縱、排檔、油門煞車等等。每個乘員都有一套包含觸控式面板、多功能平面顯示器的顯控台,每套顯控台都能獨立駕駛砲車並操作主要的作戰機能,這也代表各操縱席的功能可以互換。

動力方面,最初XM-2001計畫使用一具英國帕金斯引擎(Perkins Engines) CV12柴油引擎,搭配一套通用動力防衛系統(General Dynamics Defense System,GDLS)的HMPT 1500-EC自動變速箱,最大輸出功率高達1500馬力;後來則改採一具漢緯動力(Honeywell International Engines)與通用電機(General Electric,GE)新開發的LV100-5燃氣渦輪與艾力森(Allison)5060-3自動變速箱(這也是美國陸軍預計為M-1A2換裝的全新動力系統),最大出力也是1500馬力(另一說是打算採用馬力為1500匹的德製MTU 883柴油機),推重比是驚人的31.25。XM-2001最高路速達67km/hr,最高越野速度39km/hr,此外加速能力優越,整體機動性能至少與M-1A1/A2主力戰車相當,遠勝過M-109系列。優秀的機動性能不僅讓XM-2001能跟上機械化部隊,在進行快速轉移陣地與打帶跑射擊時也頗有幫助。XM-200採用Tl-5BLL雙鞘式履帶,乃改良自M-1A2的T-158。

火砲方面,最初十字軍打算採用先進的液態發射藥技術,後來因為過於複雜而改採傳統的固態藥包,但是火砲系統仍為極端前衛的構型。十字軍的火砲系統包括一門XM-297十字軍增程加農砲、十字軍砲架以及一套雷射擊發系統。XM-297是一門155mm 56倍徑砲,砲管較德國的PzH-2000自走砲更長。XM-297採用整合式中層液冷技術(Integral Midwall Cooled,IMC),砲管內藏一套由射擊動作帶動的主動式砲管冷卻循環系統。當砲身因射擊的後座力向後移動時,冷卻液便從砲架輸送至砲管中層,再從砲管外的管線回流至砲架。採用液冷的原因是因為十字軍的射速高於現有任何自走砲,為了避免砲管因為快速射擊受熱膨脹而影響射擊精度,故必須採用高效率的冷卻系統。XM-297其他的設計包括:砲管和砲膛經過鍍鎘加工處理,較不易磨損和變形;使用輕而緊致的滑楔式砲閂並與自動化機構結合,使得火砲射擊速率提高;十字軍砲架採用施耐德(Schneider)後座穩定裝置,內含兩具模組化制退器與兩具模組化復進器,擁有極佳的制退與穩定功能;擁有胡椒罐構型的整合式砲口制退器,不僅能有效降低後座力且重量較輕;採用一具雷射擊發裝置,與砲閂自動化機構整合,在長時間高速射擊的情況下仍能保持良好的可靠度,並降低後勤負擔。XM-297發射增程彈藥時,射程可超過40km。

XM-2001的彈艙設於底盤左右兩側,砲彈採用垂直放置,共可儲存48發砲彈;發射藥包艙則設於砲塔後部,採用水平儲放,總共能攜帶208枚模組化固態裝藥。XM-2001的砲彈 與裝藥的裝填完全自動化,左、右砲彈艙各設有一具揚彈機,自動裝填系統依照砲手輸入的電腦指令選擇彈種,利用揚彈機將砲彈舉起並放於砲尾後方的置彈架上;接著,進彈系統根據砲手的電腦裝藥指令從砲塔後方藥包艙取出特定 的藥包組合,然後與砲彈一起推入砲膛;此外,砲彈的引信設定也由自動裝填系統設定完成。因此,整個 砲彈與裝藥的裝填、處理過程完全自動化(德國PzH-2000、韓國K-9等當今一流自走砲的砲彈為自動裝填,但是仍須依靠人工將裝藥擺入砲膛),砲手只需在顯控台前控制與監看即可。接戰時,砲塔的迴旋與砲管俯仰都由電腦控制,射擊後火砲會自動調整回原先設定的操作角度。XM-2001採用MACS模組化裝藥系統,由M-231低量藥包與M-232高量藥包為基本單元,可組成六種裝藥:一號裝藥為一個M-231藥包,火砲射程3.2~8km;二號裝藥為2個M-231藥包,火砲射程5.6~20.2km;三號裝藥為3個M-232藥包,火砲射程7.9~20.2km;四號裝藥為4個M-232藥包,火砲射程10.4~24.7km;四號裝藥為4個M-232藥包,火砲射程10.4~24.7km;四號裝藥為5個M-232藥包,火砲射程15.8~30.5km;六號裝藥為6個M-232藥包,火砲射程19~40km。XM-2001的砲彈、裝藥再裝填入口位於砲塔尾端,補給時讓XM-2002或XM-2003補給車的補給椼直接對上此一開口,裝藥與砲彈就能從補給車上推直接送至自走砲車,將砲彈與裝藥送入各自的彈艙(砲彈需經過車內輸送系統才能抵達底盤的彈艙)並擺放妥當,整個再裝填作業完全自動化,無須人力介入。在必要時,XM-2001的還能選擇將補給車傳來的砲彈直接送入砲尾置彈架,直接送入砲膛準備接戰。當然,XM-2001也能在沒有補給車支援的情況下,由乘員自行補給彈藥,但是所需時間就會增加很多。

射控方面,XM-2001軍擁有最尖端且最高度自動化的裝備,結合精密的導航與GPS衛星定位系統,具備下列功能:自動接收射擊指令,砲車自動導航、定位與監控目標位置,自動解算射擊參數,自動選取砲彈、藥包和引信設定,自動裝填並處理砲彈,自動瞄準與射擊等,整個接戰程序高度自動化。自動射擊時,可選擇對目標進行單發射擊、急促射擊與集火射擊等功能。由於射控系統與火砲性能都非常優異,XM-2001擁有極高的射速、命中率與快速反應能力。射速方面,XM-2001持續射速為10發/分,最高持續射速達12發/發(可持續5分鐘),而最快速的爆發式射擊更高達4發/15秒;精確度方面,XM-2001在射擊35km外的目標時,圓週誤差公算僅140m,遠較PzH-2000優異;快速反應方面,XM-2000能在20至30秒內由行駛狀態停車、定位、備便射擊,停止射擊到開車更僅需15~20秒,打帶跑能力優異,敵方很難及時反擊。總之,在射速、精確度與快速反應能力上,XM-2001都勝過PzH-2000,尤其是射擊精確度領先最大。

 

XM-2002履帶補給車(RSV-T)

XM-2002履帶補給車,使用與XM-2001相同的底盤。

 

XM-2002履帶補給車(RSV-T)負責XM-2001的彈藥補給,與XM-2001擁有60%的共通性,採用與XM-2001相同的底盤與動力系統,不過省略了砲塔、火砲與所有相關的射控系統,改裝彈藥艙以及相關的補給裝置。XM-2002乘員編制同為3人,能攜帶100枚砲彈與448個MACS藥包。XM-2002與美軍現役搭配M-109自走砲的M-992 FAASV補給車一樣,都是直接將砲彈輸送入自走砲內,不同的是M-992在補給時是以車尾對向M-109的車尾,而XM-2002則是車頭對向XM-2001的車尾。XM-2002的車體上設有一具朝向前方的補給椼,補給椼內是一條彈藥輸送道;當補給椼對準XM-2001自走砲車砲塔後端的裝填開口後,車內儲存的裝藥、砲彈就經由補給椼直接推送入砲車內。由於整個再裝填作業完全自動化,XM-2002能在10分鐘內將48枚砲彈與208個裝藥送入XM-2001砲車內;但是XM-2002本身的裝填則需仰賴人力,車上三名乘員可在65分鐘內將100枚砲彈與448個裝藥裝填妥當。

 

XM-2003車載補給模組(RSM)

在一般道路或不過份崎嶇的地形下,輪型車輛的機動表現與後勤維修表現會優於履帶車,因此十字軍自走砲系統中也包含了一種XM-2003補給模組(RSM),將彈艙、輸送系統、補給椼等相關配備製成一個單一而密閉的全自動化模組,安裝在設有車載機動傾卸系統(DROPS)的美軍現役M-1075卡車上,成為十字軍輪式補給車(RSV-W)。RSV-W與XM-2002的共通性高達90%,裝彈量同為100枚砲彈與448個裝藥;不過RSM有兩具補給椼,分別朝著車身左側與右側,這表示RSV-W能同時對接兩輛XM-2001砲車並進行補給。由於採用DROPS設計,M-1075的車頭與後部拖車上的模組沒有任何瓜葛,因此要改裝十分容易,但是XM-2003相關的控制與動力提供組件也因此沒有整合入卡車內,而是獨立攜帶,例如XM-2003的控制面板並未整合於卡車上,而是一個攜行式的獨立裝備,以遙控的方式操作補給模組;而XM-2003所需的電力也非由卡車引擎直接提供,而是由外接式輔助動力單元提供。RSV-W戰鬥重量41.5ton,最高路速88km/hr,最高越野速度64km/hr。包含駕駛員在內,RSV-W的乘員編制也是3人,人力補充彈藥的速度也與RSV-T相同。

 

十字軍的尾聲

十字軍的性能不僅讓M-109A6望塵莫及,就連德國新一代的PzH-2000也甘拜下風。但是在所有方面都使用最新科技之下,導致十字軍的單價高得離譜 。至2000年代初期,十字軍已經耗費了20億美金的研發預算,但此時只推出了擁有部分功能的實驗車,而整個研發計畫還要繼續花費90億美元才能完成。由於XM-2001、XM-2002與XM-2003被視為一整套系統,一買就會三輛全包,而一整套造價超過1000萬美金;反觀每輛PzH-2000只需550萬美金。如此高昂的造價使得美軍大感吃不消,最初計畫採購1138套,後來大幅刪減為480套;即便如此,由於1990年代末期美國國防部理念轉變,意圖建立能迅速部署至衝突地區的快速反應武力,沈重而昂貴的十字軍系統遂成為國防部眼中過時的「大戰車主義」的「代表性產物」之一,立刻成為裁減的標靶。雖然美國陸軍長久以來一向青睞十字軍優異的性能,連同國會議員極力「求情」, 國防部仍堅決問斬,無奈的美國陸軍只好在2002年5月8日向國會主動提出取消十字軍的申請,並在同年8月9日正式生效。折衝期間,美國有些專家曾建議採購英製AS-90或德國PzH-2000等較成熟的新一代自走砲,價格便便宜得多,但未被美國陸軍接受。 總之,純就「技術」而言,十字軍反應的是當代最高水平,但從經濟與成本效益的眼光,它卻不是個理想的產品。

 

十字軍的後繼者

實際上,十字軍本身的技術並沒有重大問題,只是由於基本架構過重過大而 慘遭封殺。而勾勒出新世代美國陸軍輪廓的未來戰鬥系統(FCS)中的非瞄準線火砲系統(NLOS-C) ,在十字軍取消後迅速取而代之,仍由聯合防衛負責研發,雖然車重壓低到24ton,但大量應用十字軍自走砲所發展的技術,因此成為所有FCS中發展最快、可望最早實用化的武器系統 (2010年起交付美國陸軍),可以說是十字軍的輕量化變相復活版。