模組化履帶/輪型裝甲車(SEP)

SEP的履帶構型,噪音遠低於傳統履帶裝甲車。

SEP的6X6輪構型。雖然瑞典軍方在2008年2月從SEP計畫抽腿,然而母公司英國BAE System仍決定繼續投資,

維持此車系的發展。

為了競標英國陸軍未來快速效力系統(FRES),SEP又推出了8X8衍生型,戰鬥重量增至24~27噸。

──by  Captian Picard

型號 模組化履帶/輪型裝甲車

(Spitterskyddad Enhets Platform,SEP)

製造國/廠 瑞典/Hagglunds Vehicle
使用國 瑞典
車體尺寸(m) 履帶型:全長5.6  全寬2.9  全高1.8

輪型:全長5.7  全寬2.9  全高1.9

重量(ton) 戰鬥重量:10.5

最大重量:16.6

發動機/馬力 履帶型:Volkswagen 5汽缸柴油機*2/350,搭配ZF發電/電動機

輪型:Steyr M16 6汽缸柴油機*2/350,搭配Magnetic Systems Technology永磁發電/電動機(100kw)

極速(km/hr)

履帶型:85

輪型:100

續航力(km)

乘員

APC:車員2名,搭載10名步兵。

武裝

(以上資料以SEP早期履帶構型/6X6輪型構型為基準)


 

起源

在1996年,瑞典國防物資署(Swedish Defence Materiel Administration)與Hagglunds Vehicle公司開始發展一種新型模組化履帶/輪型裝甲車(Spitterskyddad Enhets Platform,SEP)研發計畫,目的是發展一種高度共通的輪型與履帶型裝甲車底盤, 來取代瑞典陸軍大量日趨老舊的裝甲車輛,包括Pbv-501裝步戰車(前東德陸軍使用的二手BMP-1)、Pvb-302、Pvb-401裝甲運兵車等等。Hagglunds Vehicle在1997年被英國Alvis購併,成為Alvis Hagglunds。Alvis在2002年合併英國戰甲車製造大廠Vikers,成立Alvis Vikers,而整個Alvis又在2004年9月被BAE System合併

計畫需求

SEP的體積重量與成本低於CV-9040重型裝步戰車系列,並擁有極強的通用性,能執行各式地面任務與低強度的維和行動,並且伴隨瑞典陸軍Strv-122、CV-9040等主力的戰甲車輛進行正規作戰。瑞典的地理環境特殊,北部地區氣候較為潮濕,夏季泥濘沼澤遍布,冬季冰天雪地,路況較為惡劣,只有履帶底盤才吃得開;而瑞典南部較為乾燥平坦,利於輪型車輛的運用;因此瑞典陸軍要求SEP必須以一種通用設計,同時推出履帶與輪型兩種底盤。為了盡可能提高通用性,SEP以模組化的裝備籌載來滿足各種任務需要,並使用諸多具有前瞻性的嶄新科技,包括電力推進系統、電子化操縱與車載資料匯流排、新型履帶等等。由於SEP的傳動、懸吊系統採模組化設計,與車體或動力組件並非緊密結合,所以可製成標準化模組,依照客戶需求搭配輪車或履車的傳動與行駛系統,換而言之就是能輕易地變換構型 。與現役各式裝甲車輛相較,SEP將具備以下優勢:低壽命週期成本、低燃油消耗率、高維修性、高可靠度、高機動性、高隱密性、高車內空間以及高的籌載/車重比等等。

基本設計

SEP的首輛履帶原型車。

SEP的首輛6X6原型車。

SEP計畫初期設定的空重為13.5ton,滿載時最大重量為16.6ton,加上車體構型相當緊致,故能在戰鬥狀態下由美製C-130戰術運輸機直接空運 ;爾後由於新技術的使用,又將空重降至10.5噸。SEP採用與德國、荷蘭MRV-2000輪型裝甲車類似的模組艙設計,搭載不同任務裝備的標準化模組區塊可迅速從車體內的預置空位安裝或拆卸,故能迅速變換任務構型或拆換受損裝備,在往後功能擴充或科技改進時也能迅速整合至SEP車上。為了管理不同的各式裝備模組,SEP配備Hagglunds開發的VETEC電子化管理系統,以開放架構、具容損能力的資料匯流排來連結車上所有的系統,堪稱整輛車的中樞神經,車內乘員透過VETEC的電腦介面就能從中存取、操控各項機能,包括武器系統、戰場管理、車載防禦套件、內建自測系統、數位化通訊裝備以及車上任務模組的控制等等。利用換裝不同的任務模組,SEP的底盤預計發展出24種不同的衍生型,包括裝甲運兵型(APC)、指揮車、救護車、反戰車飛彈發射車、野戰防空飛彈車、迫砲車、前進觀測車、核生化檢測車、佈雷/掃雷車等等。SEP的車內空間佈局也頗具創新,由於SEP的混合電力推進系統較節省空間,故其車內空間高達10m,可用於任務籌載的容積達8.7立方公尺,高於同級尺寸的傳統裝甲車。載重方面,SEP的通用載具(Universal load carrier)最大籌載重量為6ton,人員運輸型(Personnel transport)則可籌載4.5ton。

防護設計

防護方面,SEP依照車體不同部位而配置等級不同的基本裝甲,其中以乘員艙的裝甲最為堅實,以高硬度鋼板製成,能抵擋砲彈破片或敵方步槍子彈。此外,SEP的車體還能加裝 德國Ingenieurebureau Deisenroth (IBD)提供的模組化裝甲套件,重1.5ton等級的附加裝甲以陶瓷材料為主,能抵擋14.5mm穿甲彈的射擊;至於更重的裝甲套件則能抵擋30mm翼穩脫殼穿甲彈((APFSDS)的射擊。SEP也很重視對抗地雷的能力,除了車底裝甲之外,位於車底的懸吊、傳動系統也能吸收地雷爆震的威力,可抵擋相當於7kg高爆炸藥威力的地雷。此外,瑞典也與IBD簽約,研發供SEP使用的抗地雷防護套件,以抵擋具有成形裝藥的新一代高爆反裝甲地雷。 然而,也有專家質疑SEP類似「堆積木」的高度模組化隨插即用設計,將降低車體完整性,對整體防禦能力造成一定的負面影響。

 除了裝甲之外,SEP另一個可選擇的防護系統,就是IBD子公司Akers Brutburk公司從2003年起開發、名為主動防護系統(Active Defence System,ADS)的硬殺攔截裝置。ADS是IBD公司 「先進模組化裝甲車輛保護裝備」(AMAP,詳見豹二戰車一文)的一環。英國BAE System也與Akers Brutburk合作,將ADS用於英國陸軍研究的FRES未來戰鬥車輛計畫 的一個概念展示項目。除此之外,法國也對ADS產生相當的興趣,正考慮作為法國未來陸軍裝甲車輛的防護配備。

動力/承載/駕駛系統

SEP的動力系統是另一項與現役裝甲車大不相同的要點,捨棄了發動機透過傳動機械直接驅動車輪的傳統方式,改採所謂的混合電力系統(Hibrid Electric Drive,HED),其架構包括兩套內燃發動機/發電機的組合、兩具由英國磁力系統技術公司提供的永磁電動機、一套電力儲存單元(電瓶)以及相關的電子化控制軟硬體 及電子傳動變速系統等等。在一般的運作下,發動機產生的動力用來驅動發電機,產生的電力除了用於供應位於輪轂的電動馬達來驅動車輪之外,還用來供應車上所有需要消耗電力的系統;此外,平時發動機產生的多餘電力將儲存至電瓶內。車輛下坡時,驅動馬達形同發電機,將車體釋出的位能轉換成電力儲存至電瓶內,而履帶型的傳動系統在進行機械轉向時也會回收部分多餘電能至電瓶內。在車輛起步加速、高速行駛或爬坡等消耗功率最鉅之際,由主發動機與電瓶一起供應所需動力,必要時亦可關閉主發動機,單靠電瓶以低速行靜音駛數小時,或者在停車狀態下關閉發動機,以電瓶提供車內系統所需動力,降低燃油消耗與噪音。相較於傳統動力系統,HED由於省略了複雜的傳動機械並在平時將多餘電力儲存起來,故運作效率高得多,因能量損耗而產生的噪音與熱量也降低不少;而在僅靠電瓶驅動時,更可將噪音降至最低,在接近敵區之際能降低被敵方察覺的機會,在斥候任務時相當管用。由於在功率需求顛峰時有電瓶輔助,HED發動機的輸出功率要求遂可減少,故能選用較小型的發動機,不僅降低燃油消耗量,也增加了車內可用空間。機動力方面,由於有了電瓶的輔助,HED能在極短瞬間內達到最大扭力值,故反應性甚為靈敏。此外,由於車上的動力統一為電力,故能進行有效而統一的功率分配,在換裝耗電更大的新模組(如未來的電磁砲)時也比傳統系統更能適應。不過HED系統控制軟硬體較為複雜,目前製造成本依舊偏高。

SEP的先進混合電力推進系統也對車內空間配置帶來極大變革;傳統裝甲車的發動機艙必須遷就傳動機械的設計,如果採用後置發動機,就無法採用車尾跳板艙門,導致步兵進出車艙的不便,而前置發動機雖然可避免這種問題,然而發動機艙的位置必須配合前驅動軸,使動力艙佔據整個車體前段左側或右側,對駕駛席的配置造成困擾。而SEP的HED動力模式使得柴油發動機與推進電機之間不需要剛性的機械連結,因此發動機可以配置在車體前段偏後方的中線之上,較為遠離驅動輪,使得SEP的車頭配置與一般車輛類似的並列座艙,而車尾仍有完整的空間配置步兵艙與車尾跳板艙門,這堪稱自美國M-113服役以來,裝甲車內部空間設計的最大突破。平時SEP僅需一人駕駛,另一名則作為車長。SEP設有完善的空調系統,故能在各種氣候下正常運作。 除了動力之外,SEP的駕駛操控系統也捨棄了傳統方式,改採電子化的線傳駕駛,這套系統由Hagglunds以及德國的Diehl Gerate共同開發,並獲得瑞典國防物資署以及德國國防辦公室(German Federal Office for Defence)的資助。SEP擁有全數位化的駕駛艙,以數具多功能顯示器取代傳統式的儀表;透過Hagglunds研發的車輛數位管理系統,包括前艙乘員與戰鬥艙步兵,都能由數位顯示器顯示包括行駛數據、車況以及戰場戰術等相關資訊,並直接透過介面操作管理車上的所有車載系統,包含武器系統、戰場管理系統、整合通信資料系統、內建測試系統、車載主動防禦系統等;故即便是戰鬥車型,也能考慮將車長維持在車首,砲塔內僅容納射手。

為了節省成本,SEP原型車都使用兩具商用的柴油發動機,分別位於車頭兩側 ;雙發動機的設計可增加面臨戰損時的生存性,如果只有單一發動機失效,則還有另一具發動機可以使用。第一輛SEP履帶原型車使用兩具德國福斯(Volkswagen)的5汽缸2.3L柴油發動機,每具出力約175匹馬力(130kW),搭配ZF廠的發電/電動機;至於SEP輪型原型車則改用兩具與先前Hagglunds推出的BV-206S裝甲車相同的Steyr M16型6汽缸3.2L柴油機,每具輸出功率同為175匹馬力,並搭配英國Magnetic Systems Technology生產的永磁發電/電動機(最大輸出功率為100kw),並搭配有雙速減速齒輪。履帶型SEP最大路速為85km/hr,輪型則可達100km/hr。履帶型SEP捨棄傳統式履帶,改採加拿大Soucy製造的連續索履帶(Continuous Bandtracks),先前的BV-206S亦採用類似形式的履帶。連續索履帶是一種由金屬線或條狀強化纖維為骨幹,結合橡膠而製成的一體成形履帶,是未來軍用履帶的發展趨勢之一。相較於由金屬塊組合而成的傳統履帶,一體成形的連續索履帶不需要履帶結合所需的各種組件如插銷、溝槽、膠墊等,減少後勤維修與零件儲存的麻煩,重量也大幅減輕,更由於無活動關節的磨損,使得壽命與肅靜性大幅增加;此外,由於沒有縫隙,一體成形的連續索履帶接地面積比傳統履帶更大,在鬆軟地形有更加的機動表現。然而目前連續索履帶最大的問題在於強度不如金屬履帶,欲承受20ton以上車輛仍有很大的困難,因此連續索履帶雖然在BV-206S與SEP這類輕裝甲車上成效良好,但目前仍無法應用在裝步戰車、主力戰車等重型車輛上。履帶型SEP擁有六對承載輪,無頂支輪,懸吊系統設於車底而非兩側,與車體結構 連接。輪型SEP的承載系統擁有上下兩層V型交叉結構,底部以彈簧扭力桿連結,並可選擇具有調節車高功能的液壓懸吊系統,車胎為405/70 R24型;方向控制由第一對車輪負責,第二對車輪無法轉向,第三對車輪在低速時由 電子方向控制系統驅動,能配合前輪進行有限度轉向以減少迴轉半徑,高速行駛時則關閉轉向功能以保障車體穩定性 。

SEP的整體匿蹤能力值得稱道:噪音方面,拜HED動力系統、連續索履帶以及減震懸吊系統大幅降低噪音之賜,SEP系列擁有傳統裝甲車難以想像的肅竟性,其中履帶型SEP的行駛噪音只有85分貝,與一般民用車輛相去不遠,使其被敵方以聽覺發現的距離大幅降至500m(使用傳統動力與金屬履帶的裝甲車則高達2000km);當然,車內乘坐環境也由於噪音大幅降低而更加舒適,乘員戰鬥時間因而延長。除了更為安靜之外,HED動力系統產生的熱源也遠低於傳統動力系統,降低被敵方紅外線偵測系統察覺的機率。此外,SEP的車體也刻意設計得洗鍊簡潔,盡量避免複雜的線條與突出物,可降低雷達截面積,而低矮的車體(無論是履帶或輪型SEP車高都不到2m)也有助於降低被敵方以視覺發現的機會。

SEP各項技術囊括許多未來裝甲車輛的發展趨勢,包括其電力推進系統、新型連續索履帶、電子化駕駛系統與資料匯流排、模組化設計等等,其他歐美許多正在進行的新一代裝甲車計畫也具有上述特徵,例如美國FCS-T與FCS-W、法國EBRC等等,而瑞典這個北歐國家在許多國防科技的基礎研究上能不落於歐美傳統強國之後,甚至處於世界領先地位,實在值得敬佩。目前SEP還只是一個實驗性的底盤而已,未來加裝各種任務裝備後的面貌值得期待。Hagglunds已經積極準備將SEP車系量產化,如一切順利則能從2014年開始量產;該公司還打算以SEP打入外銷市場,提供許多選項供國外客戶選擇,例如客戶可選擇比較保守的傳統式動力、傳動與操控系統,至於發動機、空調與核生化防護系統、中央胎壓控制系統、 與懸吊系統整合的ABS防鎖死煞車系統、車體高度控制系統(視懸吊系統而定)都可由客戶自由選擇。

發展期程

首輛履帶型SEP的原型車於2000年11月移交瑞典國防物資署,展開測試評估;在2001年11月,瑞典國防物資署又與Alvis Hagglunds Vehicle簽署輪型SEP的發展合約,首輛6X6的輪型SEP原型車於2003年運交瑞典國防物資署 ,同年又簽約製造第二輛履帶型SEP原型車(T2),隨後該公司繼續推出8X8版的SEP原型車。至2003年,首輛履帶型SEP原型車累積的行駛里程數已超過2000km。 在2005年11月,履帶型的T2原型車正式出廠。在2006年1月,BAE System獲得英國陸軍「未來快速效力系統」(Future Rapid Effect System,FRES)的第二個底盤概念展示(TDP)合約(第一個TDP合約在2005年8月由通用動力英國分公司獲得,即AHEAD先進混合電力驅動底盤)。BAE遂以旗下Hagglunds的SEP為基礎,來驗證SEP的混合電力驅動系統對FRES的適應性。為此,該公司又製造一輛8X8版本的輪型SEP,在2007年首度公開展示;這輛8X8版戰鬥重量提高到24至27噸,採用前三對路輪轉向的設計,使迴轉半徑大幅壓低到7m,迴旋直徑18m,第一、二、四對車輪為驅動軸。在2006年7月,瑞典國防部與Hagglunds簽署SEP的最終發展合約,製造兩輛履帶型、兩輛6X6輪型與另一輛8X8輪型,其中為瑞典陸軍提交的8X8輪型SEP於2007年二月出廠。

然而,SEP最後在英國FRES案中失利。英國國防部在2007年7月公佈的FRES最後入選名單中, 參與競標的四個設計之中,就只有最具革命性的SEP被刷下;其餘三種入選的設計包括德國的拳師(Boxer)、法國Nexter的VBCI與通用動力(GM)英國分公司的食人魚-5型,三種都是採用傳統動力構型的重型8X8裝甲車 。雖然SEP更具前瞻性,但也與潛在的高風險、高成本劃上等號,使得近年預算困窘的英國陸軍還是選擇較為保守成熟的設計。在2008年5月8日,英國國防部宣布由食人魚-5獲勝,並與GM英國分公司簽署1750輛的採購合約,作為英國陸軍未來的通用裝甲運兵車。競爭FRES失利對SEP帶來沈重的打擊;在2008年二月,瑞典軍方以缺乏能分攤成本與風險的夥伴、無力獨自承擔為由,宣布取消對SEP計畫的支持,因此SEP下一階段的發展經費目前仍沒有著落。雖然遇到此一重大挫折,母公司BAE System仍看好SEP的未來潛力,因此仍決定繼續提供資金給SEP,包括繼續製造四輛用於外銷展示的預量產型(履帶式與輪式各二輛)。除了參與英方需求之外,BAE System還以SEP的履帶型與8X8輪型參與美國海軍陸戰隊的陸戰隊員運輸載具(MPC)競標案,BAE稱之為雷神(Thor)。在2007年,BAE System將一輛「雷神」的輪型構型送至美國內華達州的沙漠進行測試。

在進行SEP的同時,Hagglunds也聯合芬蘭、荷蘭、義大利、希臘、土耳其等五國廠商進行另一項研發計畫,打算開發一種全電力推進(Full Electric Drive,FED)裝甲車,此種動力系統捨棄傳統內燃機,完全以燃料電池來驅動一切裝備,不僅噪音與能量損耗降至最低水準,更重要的是完全不需要石油這種會產生污染且日漸枯竭的化石燃料,對於現今能源與環保問題乃一勞永逸的根治之道。不過目前燃料電池輸出功率仍然有限,不可能與內燃發動機相提並論,所以這個理想距離成熟化還有一段很長的日子。