
在2022年11月8日開始的珠海航展上,來(lái)自“兵工”集團(tuán)、“兵裝”集團(tuán)以及其他科研院校及廠商帶來(lái)了大量,基于REEV(增程式油電混合驅(qū)動(dòng)架構(gòu)和EV(全電驅(qū)動(dòng))驅(qū)動(dòng)架構(gòu),無(wú)人駕駛\無(wú)人作戰(zhàn)輪履裝備。
本文首發(fā)2022年12月的兵器雜志增刊B,命名為《賦予武器系統(tǒng)空前強(qiáng)大的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)-REEV與EV無(wú)人車發(fā)展新方向》。
在這些新能源技術(shù)軍用化的無(wú)人作戰(zhàn)裝備,設(shè)定了十分清晰的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用環(huán)境,并根據(jù)REEV\EV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)所特有的“行車發(fā)電”、“怠速發(fā)電”以及低輻射\低噪音\高機(jī)動(dòng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),賦予了武器系統(tǒng)“空前”強(qiáng)大的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)。新能源情報(bào)分析網(wǎng)評(píng)測(cè)組,根據(jù)載具端的輪履行走機(jī)構(gòu)的不同,研讀和判定2022珠海航展“露出”的極具特色多款REEV\EV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的無(wú)人駕駛\無(wú)人作戰(zhàn)裝備技戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)。備注:文中對(duì)諸多裝備的技戰(zhàn)術(shù)的描述,以官方發(fā)布信息為準(zhǔn)。一、基于REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)+6輪轂電機(jī)的無(wú)人作戰(zhàn)輪式裝備:
這款珠海航展露出的超級(jí)無(wú)人作戰(zhàn)輪式裝備,全車配置6組激光雷達(dá)(前后各3組,左中右布設(shè))、6組毫米波雷達(dá)、10余組白光\夜視\熱成像器材構(gòu)成的完整環(huán)境感知系統(tǒng)。當(dāng)然,這款超級(jí)無(wú)人作戰(zhàn)輪式裝備最大特點(diǎn),就是在REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)下,引入了6組液冷散熱輪轂電機(jī)+動(dòng)力電池技術(shù)方案。鑒于整車自重或達(dá)到5噸,這意味著匹配的輪轂電機(jī)的功率密度在提升的同時(shí),自身的直徑、長(zhǎng)度都被限定在一個(gè)范圍。相對(duì)在民車市場(chǎng)處于淘汰狀態(tài)的圓線繞組技術(shù),扁線繞組技術(shù)成為提升電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度\降低自重\減少體積諸多技術(shù)指標(biāo)的唯一途徑。對(duì)于超級(jí)無(wú)人作戰(zhàn)輪式裝備適配的輪轂電機(jī),如果采用扁線繞組技術(shù),可以看作是解決懸架簧下質(zhì)量問(wèn)題的最優(yōu)選擇。
與此同時(shí),超級(jí)無(wú)人作戰(zhàn)輪式裝備的第2驅(qū)動(dòng)橋采用可以前后移動(dòng)的設(shè)定,不僅有助于應(yīng)對(duì)復(fù)雜路況甚至更加惡略的高原、隔壁、泥沼等路況的通過(guò)性和機(jī)動(dòng)性,還是依靠全電驅(qū)動(dòng)模式,達(dá)成隱蔽設(shè)伏\精準(zhǔn)打擊\偵查反饋戰(zhàn)術(shù)的“倍增器”。在筆者看來(lái),超級(jí)無(wú)人作戰(zhàn)輪式裝備的亮相,似乎就是向外界傳遞出4個(gè)重要信號(hào):1、REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)+動(dòng)力電池+輪轂電機(jī)的方案已經(jīng)成熟,尺寸和自重可控的輪轂電機(jī)或應(yīng)用了“1槽X線”扁線繞組技術(shù);2、輪轂電機(jī)與整車融為一體的液態(tài)冷卻技術(shù),無(wú)論材質(zhì)還是工藝都滿足了實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的需求;3、基于域控制策略的線控底盤架構(gòu)下的全電加速、全電制動(dòng)以及6輪轂電機(jī)帶來(lái)更加復(fù)雜的全電轉(zhuǎn)向與車身姿態(tài)控制策略成熟;4、中國(guó)制造的激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)不僅在制造工藝上有所提高,更在制造成本上大幅降低;在這款超級(jí)無(wú)人作戰(zhàn)輪式裝備上,第2驅(qū)動(dòng)橋可以前后移動(dòng)的設(shè)定、REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)+6輪轂電機(jī)+高精度的無(wú)人作戰(zhàn)控制策略,完整的體現(xiàn)出未來(lái)作戰(zhàn)新態(tài)勢(shì)以及所需的技術(shù)支持。二、基于EV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)+風(fēng)冷散熱的輪轂電機(jī)構(gòu)成的無(wú)人駕駛運(yùn)輸用輪式載具:
這款全電驅(qū)動(dòng)的無(wú)人駕駛運(yùn)輸用輪式載具,以有人遠(yuǎn)程控制為輔,主要用于傷員后送以及后勤補(bǔ)給等實(shí)戰(zhàn)環(huán)境。載具端設(shè)定6組小尺寸風(fēng)冷散熱的輪轂電機(jī),1組激光雷達(dá)、1組毫米波雷達(dá)以及較為完善的白光視頻采集系統(tǒng)。但是,一組可以升高、具備雙向穩(wěn)定的電子偵查基站,配置及其完整的光電偵查及夜視+熱成像系統(tǒng)。
鑒于該車僅配置了承載傷員或物資的空間,沒有布設(shè)有人操控的空間與設(shè)備,其應(yīng)用的環(huán)境則是較大程度依賴自身環(huán)境感知系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)人行駛的復(fù)雜環(huán)境。需要注意的是(1),光電探測(cè)與偵查基站或與車端的激光雷達(dá)及視頻采集系統(tǒng),聯(lián)動(dòng)獲取周邊信息服務(wù)于無(wú)人駕駛的控制系統(tǒng)。小型滿足后勤補(bǔ)給與傷員后送的全電驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛履帶系統(tǒng)的出現(xiàn),幾乎就是對(duì)小型風(fēng)冷輪轂電機(jī)的苛刻實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下可靠性的一種肯定,并且也凸顯了原本做占用光電觀瞄系統(tǒng)與車載無(wú)人駕駛系統(tǒng)融為一體的可能性。
這臺(tái)基于REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的中型無(wú)人作戰(zhàn)裝甲車輛,在2021年航展就曾露出,只不過(guò)火力打擊上裝模塊為老狀態(tài)。2022年航展版的狀態(tài),固定首上裝甲板的激光雷達(dá)與首下裝甲板設(shè)定的視頻采集系統(tǒng)和毫米波雷達(dá)和都進(jìn)行融合處理,更加美觀過(guò)渡更加協(xié)調(diào)。
火力打擊上裝模塊,同樣設(shè)定2組光電偵查基站,1組疑似30mm口徑火炮與10組煙霧發(fā)射裝置,平衡了攻擊性和防御性。載具端的前部疑似設(shè)定了橫置發(fā)動(dòng)機(jī)與ISG啟發(fā)電機(jī),兩側(cè)設(shè)定各1組驅(qū)動(dòng)電機(jī),是否關(guān)聯(lián)“2AT”不能確認(rèn)。
首上裝甲板設(shè)定的激光雷達(dá)由1組鋼板保護(hù)、首下裝甲板的攝像頭分為廣角和近視場(chǎng);以及1組毫米波雷達(dá)。相對(duì)前文提及的REEV+6輪轂電機(jī)的超級(jí)輪式無(wú)人車的環(huán)境感知系統(tǒng)的豐富程度不高,不過(guò)一旦火力上裝模塊的2組光電偵查系統(tǒng)與載具端環(huán)境感知系統(tǒng)合成一個(gè)閉環(huán),全部由線控底盤的域控制策略進(jìn)行決算,那就成為1款及其完美的用于無(wú)人作戰(zhàn)的履帶式突擊裝備。第2種技術(shù)狀態(tài)的REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)中型履帶式無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng),在做工上更加精進(jìn)且對(duì)諸多環(huán)境感知系統(tǒng)的防護(hù)需求進(jìn)行了提升;對(duì)REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)用于自重20噸的無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng),所需要的高性能一體化熱管理控制策略的嘗試。
上圖為EV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的小型無(wú)人作戰(zhàn)履帶式裝備特寫。火力打擊上裝模塊由14.5mm口徑機(jī)槍+2組反坦克導(dǎo)彈構(gòu)成的,并配置了完整的光電偵查系統(tǒng)。載具端前部與后部配置2組激光雷達(dá)+毫米波雷達(dá)模塊,車輛后部?jī)蓚?cè)以45度角設(shè)定2組白光視頻采集系統(tǒng)。
無(wú)論環(huán)境感知系統(tǒng)還是火力攻擊能力中規(guī)中矩,但是系統(tǒng)的亮點(diǎn)是低成本且具備大規(guī)模量產(chǎn)的能力。一旦,以集群規(guī)模遂行無(wú)地面人戰(zhàn)爭(zhēng),可在短時(shí)間輸出密集的火力,打擊地方人員、工事和高附加值裝甲技術(shù)兵器。以編隊(duì)行駛前出的EV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的無(wú)人作戰(zhàn)履帶裝備,或可作為有人駕駛地面裝備的警戒哨,或可作為火力隱蔽打擊點(diǎn)遂行精準(zhǔn)打擊。EV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)所具備的低噪音和低輻射技術(shù)優(yōu)勢(shì),適合多種作戰(zhàn)環(huán)境,達(dá)成壓倒性的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)。
上圖中這臺(tái)基于REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的中型無(wú)人駕駛輪式導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng),或用于人員密集基地和高技術(shù)附加值裝備集群的保護(hù)。REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的應(yīng)用,使得載具端具備“行車發(fā)電”和“怠速發(fā)電”功能,為火力打擊上裝模塊供電,去掉外接供電和保障設(shè)施導(dǎo)致的生存幾率降低等問(wèn)題。當(dāng)然,激光雷達(dá)和光學(xué)視頻采集系統(tǒng)的配置,并非用于真正意義的無(wú)人駕駛,而是在有人操控模式下起到提升環(huán)境感知效率與自身定位精度的作用。
另一款基于REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的中型無(wú)人作戰(zhàn)輪式載具,不僅配置了以機(jī)槍為主的火力打擊上裝模塊,還可以拖載并指揮4旋翼無(wú)人機(jī),可以看作是空天聯(lián)合無(wú)人作戰(zhàn)一種實(shí)踐。REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的中型輪式無(wú)人駕駛載具的出現(xiàn),可以作為火力打擊平臺(tái)、給無(wú)人機(jī)供電\移動(dòng)平臺(tái),甚至與裝甲部隊(duì)協(xié)同快速出擊遂行警戒任務(wù)。3、基于REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的山貓系無(wú)人作戰(zhàn)輪式裝備:
從2016年珠海航展開始,來(lái)自嘉陵廠制造的山貓車族就閃亮登場(chǎng)。2021年珠海航展,2代6輪驅(qū)動(dòng)的山貓車族不僅換裝了REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu),還具備部分無(wú)人駕駛和有人操控構(gòu)成的無(wú)人作戰(zhàn)能力。2022年珠海航展,由第三方改利用REEV架構(gòu)的2代山貓載具,推出有人駕駛\無(wú)人作戰(zhàn)武器系統(tǒng)。保留了正副駕駛員座椅和操控系統(tǒng),REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)使得全電續(xù)航里程保持在較“好”距離。美中不足的是,2代山貓車族與1代一樣,沒有設(shè)定懸架導(dǎo)致整車舒適性較差。
另一家第三方廠商在REEV架構(gòu)2代山貓載具,研發(fā)出無(wú)人駕駛的火力打擊系統(tǒng)。完全拆除了正副駕駛員座椅、方向盤及換擋系統(tǒng)。騰出的空間和自重,或容納更多裝載電量的動(dòng)力電池系統(tǒng),或承載更家豐富的火力打擊系統(tǒng)。完全的無(wú)人駕駛并兼顧部分有人操控的策略,或可以認(rèn)為2代山貓載具具備升級(jí)至域控制策略的線控底盤的改進(jìn)潛力,或干脆就標(biāo)配線控底盤技術(shù)方案。
2021年航展,采用輪履合一行走機(jī)構(gòu)+雙A型擺臂構(gòu)成的獨(dú)立懸架的3代山貓車族低調(diào)發(fā)布。2022年航展,作為全域高機(jī)動(dòng)營(yíng)的核心,由1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)+1臺(tái)ISG啟發(fā)電機(jī)+4組輪邊電機(jī)+動(dòng)力電池構(gòu)成全新REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的3代山貓車族亮相。與2代山貓車族一樣,3代山貓車族不僅延續(xù)了REEV驅(qū)動(dòng)架構(gòu),還強(qiáng)化了全電驅(qū)動(dòng)續(xù)航里程,全新的獨(dú)立懸架增加了乘員舒適性和通過(guò)性,并且具備進(jìn)化為無(wú)人駕駛的技術(shù)潛力。此次航展悉數(shù)亮相的裝備除了“20”系列和“東風(fēng)”系列大殺器,各種購(gòu)買門檻低和便于大規(guī)模使用的無(wú)人裝備,反而更加吸引眼球。
之所以各大科研院校及主機(jī)廠能夠迅速大規(guī)模制造無(wú)人作戰(zhàn)陸海空天裝備,恐怕還是基于中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)鏈的成熟以及電機(jī)(電控)和電池(電控)分系統(tǒng)的制造成本持續(xù)走低。
軍工新能源領(lǐng)導(dǎo)者-中航鋰電,攜帶能量密度再次提升的鋰硫電池(電芯)和支持1\3C放電能力的機(jī)載電源系統(tǒng)。
扁線電機(jī)行業(yè)的王者-天津松正,攜帶基于扁線繞組技術(shù)的600伏電壓“3合1”輪轂電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和新狀態(tài)的ISG啟發(fā)電機(jī)。甚至還有諸多供應(yīng)商,在航展上拿出看家的新技術(shù)和新樣品:全向防護(hù)駕駛艙、輕量化的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、航天級(jí)別的密封圈以及夜視和熱成像系統(tǒng)。2022年珠海航展的勝利召開,不僅達(dá)成了巨額軍事貿(mào)易,更向全球展示了中國(guó)軍事裝備以及軍事工業(yè)所具備的獨(dú)家優(yōu)勢(shì)。而未來(lái)的趨勢(shì),新能源技術(shù)軍用化,無(wú)人作戰(zhàn)體系立體化,智能戰(zhàn)場(chǎng)感體系寬泛化,這對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)及其成熟切不斷精進(jìn)的中國(guó)來(lái)說(shuō)已經(jīng)沒有太多難度。新能源情報(bào)分析網(wǎng)評(píng)測(cè)組出品
歡迎關(guān)注行業(yè)最前端的新能源情報(bào)分析網(wǎng)