文 许鸿德

下一代悍马车将是什幺面貌?油电双涨让大家对马英九政府怨声载道,也引发了全民关切政府机构是否节能减碳的风潮。事实上燃料消耗大户非国防部莫属,美国陆军运输部的统计资料显示没有什幺是比「燃料」更重要的补给品。现在节能减碳的风潮也吹到了军方,美国陆军坦克汽车研究发展和工程中心(TARDEC)的节油地面车辆(FED)研发计画未来有望取代目前的悍马车型。现代战场上什幺最重要?大部分读者可能认为是弹药,但根据美国陆军运输部的统计资料显示没有什幺是比「燃料」更重要的补给品。美军投入伊拉克作战计画的总员额中有51%在战场上需要饮水补给、有38.6%需要燃料补给、仅仅只有1.5%的比例需要在战场上补给弹药!每一部美军的战斗车辆(M1A2艾步兰战车、M2布莱德雷步兵战斗车等)就需要另外两部负责补给燃料的陆军车辆跟随,否则两小时半之后M1艾步兰战车就陷在沙漠中动弹不得。而且负责补给燃料的车辆自己本身也需要燃料,真实战场上的后勤补给压力有多大其实不难想像。


军用装备 混合动力风FED Alpha概念车型与FED Bravo概念车型是美国陆军节能努力的最新成果。

今年原油价格冲上120美元一桶,不止市井小民承受不起,美国国防部也暗暗叫苦。美军每天的耗油量为34万桶,相当于每天烧掉近4,500万美元的燃油。过去两年中美军在油料上的开支年均增长25%。大量使用昂贵航空燃料的空军过去四年中油料开支更增加了200%。虽然透过?少基地灯光和空调使用量的节能方式?少了10%的油耗,美国空军的油料开支还是达到60亿美元的历史高位。控制油料支出,美军积极研究各种军用装备节能科技:装甲车使用混合动力系统;飞机使用更轻的钛金属并尝试使用从天然气和煤炭中提炼的混合燃料;基地使用太阳能发电;五角大楼甚至开始考虑在大型基地修建核电站。与喷射机、火箭与积体电路等划时代发明相同,其实历史上第一个混合动力应用就是军事用途:混合动力系统的必要条件就是同时拥有汽油与电池动力输出模组,此类设计早在80年前就已经出现,海军用潜艇就是最早的混合动力运输工具:短距离潜艇都是柴油─电力混合动力设计、洛杉矶级攻击潜艇则是核子动力─电力的混合动力设计。


军用装备 混合动力风 
美军下一代节能悍马车呼之欲出

在民用车辆逐渐使用下一代动力(以混合用引擎、燃料电池或是充电电池作为主要动力)之际,美国陆军也在积极规划未来战斗车辆的动力来源、同时积极研发军事车辆使用的混合动力系统!在美国陆军负责油料补给计画的四星上将Paul Kern表示他们将重点放在下一代战斗车辆的省油性能上,这种考量当然不只是为了节省五角大厦的汽油钱、更重要的是这些车辆未来在战场上能够行驶更久而不需要停下来补给油料。「我希望陆军能开发出取代悍马的新车型、这种新车型可以连续行驶三天三夜都不需要加油!」Paul Kern将军说。为了应对越来越多的「小规模非对称战斗任务」,地面战斗车辆的匿蹤性要求越来越高,只有电池动力车辆能满足此要求。过去笔者进行美国汽车零配件产业的调研工作时就发现有为数不少的零配件商积极参与军用混合动力车辆的研发计画,这些企业未来的前景十分可期。

军用装备 混合动力风未来的军事车辆必须兼备出众的燃油效率和高超的作战能力及表现。
经过了四年的努力之后,军用混合动力节能车辆的研发计画已经取得显着成果。为全球汽车、军事、运输和新能源行业提供关键技术、产品创新和工程解决方案的领先独立供应商Ricardo Inc.公司日前宣布已经赢得了一份价值数百万美元的合约,将为军用陆地车辆实现燃油效率最大化而敲定最佳技术融合。Ricardo公司其独有的TVFE(Total Vehicle Fuel Economy)系统应用至未来美国军用车辆内,进而在减少燃料消耗的同时又确保车辆性能。
位于密西根州的TARDEC(Tank Automotive Research, Development and Engineering Center,美军坦克车辆研究、开发和工程中心)过去力推FED(Fuel Efficient ground vehicle Demonstrator,高燃油效率陆上概念车辆)计画,目标是评估如何能够在战场上减少车辆油耗并降低军事单位对石油依赖性、同时研发相关的军用车辆科技。该计画的最终目的是推出一款与悍马车型(Humvee-size)类似的概念车型,这款车兼备出众的燃油效率和高超的作战能力及表现。

军用装备 混合动力风 
过去四年美国国防部长大力支持FED计画,美国陆军日前在SAE汽车工程师协会研讨会上发表第一款示範车型FED Bravo整车重量为1万6760磅(约7.5公吨),这款柴油混合动力车型其城市燃油效率为8.2英哩/加侖,高速公路的燃油效率为14.2英哩/加侖。车辆前后轮轴还有电动马达辅助驱动,车内搭载一具Ford V8双涡轮4.4公升排量的柴油引擎可输出268匹马力。这款拥有24加侖油箱的概念车还能完全靠电力行驶5英哩,还有类似Stop-and-go系统的「停车起步」功能以便在停止状态时节省燃油。虽然8.2英哩/加侖的油耗表现从民用车的角度来看仍然是「喝油机器」,但美国国防部指出FED Bravo概念车能够执行较其燃油消耗量高出一倍的军用悍马车(Humvee)类似的军事任务。


军用装备 混合动力风与目前的悍马车相比,未来的战斗车辆有更好的人员战场防护能力。
统一油料的下一步就是节省油料

保证军用燃油补给顺畅一直是美军的首要课题。25年前的美国陆军中有将近一半的车辆使用汽油作为燃料、另外一半则使用柴油。使用汽油的车辆比较容易补给,柴油引擎的车辆还分成数种不同的等级、每一等级都有自己特殊的燃料与润滑油品。每次拟定作战计画时后勤部门就要确定各种不同等级的燃料都有充分的库存,这也间接增加联合兵种协调作战的困难度!从1990年代中期开始、前述问题终于解决,过去15年来美军持续推动「单一油品补给计画」之后,现在伊拉克战场中从地上的补给卡车、M1艾步兰战车与M2布莱德雷步兵战斗车到空中的阿帕契炮艇直昇机、UH-60黑鹰直昇机、FA-18大黄蜂式轰炸机油箱中装的都是JP-8(军用代号MIL-T-83133)单一种类燃料。看来黝黑而且毫不起眼的JP-8其实重要性超过你我的想像:在今天的伊拉克战场上如果一架黑鹰直昇机油料耗尽、美军可以立刻从悍马车的油箱洩出JP-8替这架直昇机加满油继续作战,陆军的装甲车与运输车辆也共用相同口径的油嘴以方便共享油料。现在唯一的例外只剩下空军的U-2高空侦察机,因为它需要在超高空飞行、所以使用代号JP-7的前一代航空用汽油。

军用装备 混合动力风FED Bravo整车重量为1万6760磅(约7.5公吨),这款车还搭载与民用车类似的柴油混合动力系统。
在统一了军用油料配方之后,下一步就是进一步提高燃油效率。「过去军用车辆的研发重心一直集中在车辆耐用性与功能性方面而非燃油效率,」TARDEC工程中心发言人Bruce J. Huffman在对媒体的电子邮件指出:「然而在阿富汗战场上70%至80%的护送任务目的都是燃料补给,考量到阿富汗与伊拉克最大的威胁就是路旁的汽车炸弹,减少燃油消耗与护送次数能够让数以千计的士兵免受危险死亡威胁!『少点能源、多点战力』是我们的新口号」。TARDEC工程中心透过与两个合作伙伴联合开发概念车型,其中FED Alpha概念车型是与汽车零组件厂商Ricardo Inc.和Select Engineering Services合作,而FED Bravo概念车型的设计则出自「怪物车库」团队:他们集合许多汽车设计与工程领域的专家们、以脑力激荡的方式获得省油的最佳办法。「能对外发表我们的概念成品感觉很不错,但我们最终还是得把这些车辆送到士兵面前并听听他们的意见,燃料对我们来说非常珍贵、在战场上我们需要它来完成重要任务,就算节约得再少、经过长时间也能累积到惊人的数量。」TARDEC工程中心发言人Bruce J. Huffman如此总结。


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军用装备 混合动力风现有的悍马车燃油效率不高,也限制了其作战半径。
军用装备 混合动力风除了混合动力系统之外,美国陆军也正在测试氢动力燃料电池的可靠性。
军用装备 混合动力风许多高性能车辆都有军事版本,例如德国经典特殊用车Unimog就是一例。
军用装备 混合动力风悍马车是过去30年来美军多任务车辆的主力车型,其民用车型也受到许多消费者的欢迎。
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军用装备 混合动力风过去15年来美军持续推动「单一油品补给计画」之后,现在大多数军事装备都使用JP-8(军用代号MIL-T-83133)单一种类燃料。
军用装备 混合动力风在阿富汗战场上70%至80%的护送任务都是燃料补给,减少燃油消耗与护送次数能够让数以千计的士兵免受危险死亡威胁!