美軍裝備研制的軍民融合

黃辛

編者按：燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置。它有低熱輻射、靜音供電、靈活制備和存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn)。

氫燃料電池在民用場(chǎng)景下.可以利用商用加氫站對(duì)其進(jìn)行氫氣補(bǔ)給。但對(duì)于軍用.氫氣的補(bǔ)給就成了一個(gè)大問(wèn)題。采用氫燃料電池的車輛將無(wú)法像傳統(tǒng)燃油動(dòng)力車型一樣能夠通過(guò)繳獲敵方加油車、占領(lǐng)敵方加油站的形式進(jìn)行補(bǔ)給。美軍和通用汽車公司是否能拿出新概念的野戰(zhàn)氫氣制備技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗型燃料電池車輛的實(shí)用化，值得繼續(xù)跟蹤研究。

2018年5月，美國(guó)通用汽車公司向美國(guó)陸軍坦克機(jī)動(dòng)車輛司令部推薦了采用氫燃料電池的SURUS多用途機(jī)動(dòng)平臺(tái)和雪佛蘭品牌的ZH2皮卡。這兩類平臺(tái)都是通用汽車公司采用商業(yè)燃料電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車平臺(tái)，經(jīng)過(guò)改造后可以用于軍事目的。

SURUS的理念和軍事用途

SURUS是“安靜多用途通用漫游車上層結(jié)構(gòu)”的縮寫。美國(guó)陸軍燃料電池車輛工作的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人德羅特勒夫指出，商用燃料電池輪式車輛平臺(tái)，使陸軍在研制未來(lái)戰(zhàn)斗車輛和戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，能夠擁有更多的選擇。

美國(guó)陸軍認(rèn)為，燃料電池技術(shù)可能是滿足未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)靜音機(jī)動(dòng)、低熱輻射、靜音供電、靈活燃料制備和存儲(chǔ)需求的跨越式解決方案。雖然其已經(jīng)在內(nèi)部對(duì)燃料電池技術(shù)進(jìn)行了多年研究開(kāi)發(fā)，但一直沒(méi)有實(shí)用化的型號(hào)。商業(yè)車輛市場(chǎng)如果廣泛采用燃料電池作為主要?jiǎng)恿?，將使美?guó)陸軍能用更便宜的價(jià)格來(lái)推進(jìn)研發(fā)和系統(tǒng)集成工作，演示各類應(yīng)用模式。

SURUS是一種4x4輪式平臺(tái)。從外觀上看，它的基本平臺(tái)高度只有1米左右，大小和悍馬車接近。它采用了新一代Hydrotec氫燃料電池系統(tǒng)（題圖），儲(chǔ)備行程達(dá)到640千米。此外，它還采用了雙電驅(qū)動(dòng)單元、4輪轉(zhuǎn)向、鋰電池系統(tǒng)，大容量氫存儲(chǔ)系統(tǒng)、先進(jìn)推進(jìn)電力系統(tǒng)等新技術(shù)。與此同時(shí)，SURUS沿用通用汽車公司的卡車平臺(tái)成熟部件和先進(jìn)懸掛系統(tǒng)，具有很好的繼承性。

這種平臺(tái)的無(wú)人型可以用來(lái)運(yùn)送貨物，先于人類士兵開(kāi)進(jìn)，為無(wú)人偵察車輛提供充電基地。其動(dòng)力系統(tǒng)包括燃料電池、電動(dòng)機(jī)、氫燃料貯箱。電池可以安裝在車輛貨箱底板下面，動(dòng)力系統(tǒng)的配置接口安裝在車輛左側(cè)。因此，SURUS基本型的承載平臺(tái)是一個(gè)規(guī)則的平面，裝載靈活性超過(guò)傳統(tǒng)柴油機(jī)卡車。在民用領(lǐng)域，SURUS可以搭載不同的有效載荷，配置為通用卡車、機(jī)動(dòng)式應(yīng)急電站、柔性貨運(yùn)系統(tǒng)。

通用汽車希望SURUS能在軍事上發(fā)揮作用，不但可以用作輕型或中型軍用卡車、應(yīng)急電源，還可以成為戰(zhàn)斗車輛。在配置為軍用卡車時(shí)，SURUS可以加裝自主駕駛功能，在頭車引導(dǎo)下組成車隊(duì)，自主開(kāi)進(jìn)。作為戰(zhàn)斗平臺(tái)時(shí)，可以搭載各種防空雷達(dá)、地面目標(biāo)搜索雷達(dá)，甚至安裝激光武器。通用汽車已經(jīng)為SURUS設(shè)想了偵察車、人員輸送車、救護(hù)車、移動(dòng)電站等方案。該公司甚至還設(shè)想了一種裝載“海馬斯”227毫米火箭炮單元的無(wú)人化平臺(tái)。如果它能夠投入使用，將顯著改變炮兵的作戰(zhàn)方式。

通用汽車表示，SURUS可以在緊急情況下為其它設(shè)備充電，可以提供清水。因?yàn)镾URUS唯一的排放物就是水。

燃料電池車輛的優(yōu)越性

通用汽車公司認(rèn)為，由于采用了燃料電池技術(shù)，SURUS的紅外特征和噪音都比較小，不容易被發(fā)現(xiàn)和摧毀。

Hydrotec是通用汽車公司第二代燃料電池，在2017年正式公開(kāi)。與通用汽車此前推出的車用燃料電池相比，Hydrotec體積大幅度減小，單套電池系統(tǒng)的重量不超過(guò)120千克，壽命達(dá)到8450小時(shí)或15萬(wàn)英里（24萬(wàn)千米），價(jià)格也大幅度降低。通用汽車還與本田公司合資建立了生產(chǎn)線，可以大量生產(chǎn)Hydrotec。

按照通用汽車公司的說(shuō)法，這家企業(yè)在1966年就開(kāi)始研究燃料電池在車輛上的使用，先后在10多個(gè)民用車型上進(jìn)行了實(shí)踐。該公司的目標(biāo)是最終研制出全時(shí)使用的重型燃料電池車輛，包括越野車和公路用重型卡車。Hydrotec則是服務(wù)于這兩類發(fā)展方向的基礎(chǔ)性技術(shù)。

Hydrotec不但可以用于地面車輛、工程機(jī)械，還可以用于航空平臺(tái)和無(wú)人潛航器。用于ZH2越野車時(shí)，Hydrotec的輸出功率可以達(dá)到25千瓦，每小時(shí)排放清水2升。通用汽車稱，Hydrotec用于SURUS，可以實(shí)現(xiàn)比同等尺寸柴油機(jī)卡車10倍的行程，動(dòng)力系統(tǒng)的體積減小到十分之一。

和傳統(tǒng)普通電池不同的是，燃料電池和傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)是比較類似，它需要外界提供燃料及氧化劑，目前對(duì)于后勤的壓力比較大。特別是在戰(zhàn)時(shí)，如果補(bǔ)給線被切斷，無(wú)法補(bǔ)給燃料及氧化劑的情況下，那么車輛將成為一堆廢鐵。