爱华网黄 松：东风猛士之后，解放军下一代军车的发展趋势 老黄历
我今天到这里来讲课觉得很荣幸，1978年8月份离开这里，一直是在东风搞技术研究、产品开发。今天我把从离开学校到企业以后这32年的工作向老师和同学们汇报一下。
我汇报的第一个内容是关于东风“猛士”的开发。“猛士”实际上叫第三代高机动性越野汽车，国际上对军车有严格的界定，是专门的一个叫法。我们搞汽车或者搞军车都讲代，三代的意思指的二战后的分代。飞机就是一代、二代、三代、四代，导弹、舰艇也都是这样。实际上是打了3次大的战争，出现三代车。第一代实际上是在朝鲜战争，相当于1950年代，主要是用汽油，非独立悬架，当时美军最著名的是美军吉普。第二代是指的在越战，1970年代，车发展到用柴油，但仍然是非独立悬架。第三代是指在海湾战争，1990年代，主要是以悍马为代表的柴油机增压加独立悬架。2000年以后世界各军事工业强国也都是发展这种车型，其中有德国、俄罗斯、日本、法国、意大利，还有西班牙。悍马这个车严格的讲叫HMMER，实际上是民用车，真正的军用车是H MMWV。悍马在美军里是轻型战时高级动物，到现在这类车型还处在领先的位置。
1978年我离开学校以后，有幸参加了我们中国人民解放军的三代车的研发，一个是1980年代的EQ245，还有EQ240，属于当时的东风起家车型。全军把它定义叫做一代车，是汽油车非独立悬架。到1990年代EQ245升级到EQ2102，后来又加了1个N，装上了增压中冷柴油机，还有平头驾驶室，仍然是非独立悬架，这是我们的二代车。到2000年我们开始研制EQ2050，2050就是“猛士”，是电控增压柴油独立悬架。“猛士”这个名字是我们军队总装备科技委主任安东部长起的。把我们的车和国际上的那些名牌车比较一下，大概我们军车的总体水平从上个世纪末有30年的差距追到现在还有10年的差距。
我们的每一代因为是后续开发，超过了相应的美国的同代车，每一代我们都比美国的强。俄罗斯原来是我们的老大哥，但是最近感觉差距比较大了，俄罗斯的汽车工业受到很大的冲击。我们现在越赶越来劲，什么原因呢？我们现在的军车产量在全世界第一，有了积累，有了研发，现在是这样发展的时候，过去我们认为解决不了的问题，现在我们都能轻而易举地解决。“猛士”是1997年军方提出来搞的，当时悍马崭露头角，军队非常看好这个车，然后找汽车工业的龙头企业来开发。1997年是我们汽车工业最困难的时候，东风公司的领导找到我，问我能不能开发这个车。我说这个车当然能开发，但是得给钱，开发这个车，起码得1个亿。当时跟我谈话的是总参装备部的部长贺鹏飞，当时是中将，是贺龙的儿子。1999年军方又一次提出来要开发这个车。我们汽车行业的领导在天安门上跟军委的领导说我们一定能拿出这个车，而且拿出两个百分百，两个百分百是指什么呢？百分百国产，百分百自主知识产权。我们今天实现了这个愿望。
我们军方真正下技术指标是在2001年末，2007年定型，2008年获国家科技进步一等奖，已经装备部队。一个品牌有2个动力，都是东风康明斯发动机；1个是机械增压，1个是电控增压发动器；1个是150马力，1个是200马力；全系列还有长头和短头。2007年我们有7个车型定型，2009年又有4个车型定型。今年有2个车型，一个是火力突击2型，现在已经在定型，是给野战部队火力突击用的。它的理念是什么呢？就是机动性强，没有防护，带着机枪，带着火力，然后突击。火力突击1型是钢铁外表，我们东风这回竞标成功了。应该搞民用车，我们现在主要是没有精力，希望我们的同学们到东风去搞这个车。作为轻型作战的高级陆装平台，搭载兵器、电子装置，组成武器系统，形成军队装备体系、全地形机动的能力。“猛士”给了军队，它已经不是一个车而是一个系统。因为打仗都是互相打系统，比信息。它是未来陆海空立体作战体系。这个系统和其他的武器，如舰船、战机构成一个体系。它的目标是赶超世界一直保持领先的美国三代军车HMMWV。这种与东风一直生产的其它军车不同，因为要直接作战，与其它车型有很大不同，离地间隙大，高度低，宽度很大，装1.75T，HMMWV不到1.5T，能通过其他车型无法通过的地域，机动性比普通越野车高1倍。这个车虽然那么大，那么笨，不是很好看，但是开起来又有轿车的驾驶感受，加速性能非常好，方向性很轻，大家都觉得这个车的方向性怎么会这么好。
向大家汇报一下“猛士”在总体设计上的科技创新。我们在总体设计里充分体现出战术及高机动性两个问题。实际上这是我们首次实现军车从运输型到作战平台。“猛士”开发完以后，管车的人感觉到省力气，原来的汽车是放在运输类里，属于后勤，就是给前线负责运输炮弹，运输兵员，车是不参加作战的。“猛士”开发实现系列化、模块化设计，实际上是一个战术平台，就是与火力结合，可以打仗。这里要确定一个技术关键，就是实施在高机动性上，对悍马的突破和创新，就是我们要想超过它，就必须得在高机动性上有所突破和创新。汽车分为5个大的功能系统，军队的高机动性和学校讲的不太一样，就连空调都很不一样，像美军在这方面做得很细。他们曾统计，例如人在65度以上的环境下能坚持多长时间，人在车上颠簸的话最多能坚持多长时间，超过这个时间的话，人想的就不是打仗，而是怎么活下去。
动力创新是第一个创新，要突破传统，提高发动机怠速扭转，加大喷油，提前角提升。这里面有2个问题，一个是发动机的怠速，就是低转速扭矩；第二个是喷油提前，来提高整个动力系统。发动机最理想的外特性曲线是双曲线，而像电机的特性，就是转速越低扭矩越大，恰恰在这一点上， 我们过去不重视。在这个车上我们用5种方法，一个是喷油时间提前，加大喷油压力，减小增压器直径；发动机低转速的时候转速能够提高得比较快，改变废气放气阀门开启时间，因为低速扭矩加大了以后，高速扭矩过大，废气放气阀门打开，燃烧好的话要靠喷油孔减小，数量增加，核心还是对整个ECU系统，就是电控系统的调整，电控单元的标定、调整。调整以后的结果，油耗会增减。军车一般都提高额定转速。“猛士”和悍马比，发动机的排量，“猛士”是4.5，悍马是6.5，比悍马小30%，但发动机功率提高了25%，0到80公里加速时间提高了20%，最高车速提高了16%，限定工况油耗降低了1/3，续驶里程和省油有关系，因为它耗低能，“猛士”比悍马提高了1倍，等于说作战距离提高了。这些技术推广到现在，东风汽车公司去年年底在军队中型车的竞标当中，15吨的重型高机动样车，我们做下来油耗在19升，一汽和陕汽做出来都是26升，我们非常有优势。东风军车所有的发动机对800转、900转、1000转都有技术要求，其实就是这个推广运用的问题，实际应用表明柴油比气油油耗低1/3；我们这项技术上使“猛士”再加1/3，这些技术证明我军的发动机技术应该领先于国际。另外，我们有1项专利，使“猛士”环境适应温度能够在55度，美军的悍马是46度，实际上我们的标准和美军的标准是一样的，-41度到+46度。这个我们是参照了美军的标准，但是46度现在是不行的，我们了解到美军的悍马在伊拉克长时间上坡会开锅。我们想了各种办法，用一种新的技术，主要还是流体动力学的知识研究的成果，取得了动力经济性、环境适应性对悍马的明显优势，建立更优异的军车动力技术体系。还有操纵问题，操纵是我们学校、也是东风公司的强项。在转向操纵系统的技术创新上，我们通过转向梯形，研究提出加大转向梯形底角来解决“猛士”高速转弯甩尾问题，就是说用转向梯形底角可以调整过多转向或不足转向量，这可能现在我们同学们用的书上还没有提，是一个比较大的发现，改动也非常方便。
我曾经因为在EQ140比较好地解决了甩尾的问题，东风的产量一下达到了一汽老解放的3倍。当时在1970年代末，我们东风的产量远远超过一汽解放，但有一个问题，就是140的雨天甩尾，搞了几年解决不了。后来到研制140-2，1988年公司把这个事交给我。我组织了一个大的团队来解决这个甩尾问题。雨天容易甩尾，出车祸，我们用后轴轴转向来解决这个问题，解决得非常好，和同样企业的车比较，我们能承受的侧向加速是好的，这又是一个新的发现。悍马在侧向加速的时候还没有超过0.4g就会甩尾，“猛士”解决了，侧向加速度达到地面极限附着力0.8g，即使产生侧滑也不甩尾。悍马就甩尾，侧向能力达到一定的程度以后它就甩尾180度。 “猛士”高速转弯明显比悍马稳定。当然这个问题再深化的话要就靠同学们来研究。
“猛士”总重5吨，拖挂2吨，是定型产品，制动对整车的要求非常高，这里面有很多专利。其中有1项是武汉理工大学的制动摩擦材料，是学校帮我们解决的，非常不错。还有ABS，悍马车没有ABS，“猛士”用ABS主要是提高冰雪路面的制动稳定性。整个“猛士”最后定型有80几项专利，传动系统有5项专利。这5项专利使“猛士”在恶劣地面的通过能力超过了悍马。我们建立了三代的驱动控制系统，就是ASR， ABS反过来的作用就是抱死，车轮滑转时抱死，这样“猛士”在泥泞中车轮不打滑，车轮的驱动能力比悍马强。我们国家的密封问题原来是个软肋，我认为现在不是了。我们做定型试验，以前底盘所有的密封件一见水和泥马上就完，我们用了一个新的密封技术。“猛士”是集中通气，所有的旋转件都集中通气。我们还用十字轴万向节相位专利技术解决“猛士”多节传动轴大角度高速传动等速性。过去这个相位角不是90度就是180度，现在变了。我们用这个专利使传动系振动加速度下降4/5，几乎没有了，原来严重的时候前面钢管都可能被震断，改进后很平稳了。在承载系统中，我们提出越野汽车承载系扭转刚度值及车身，车架，悬架扭转刚度的分配比例，提高了越野平均技术车速，使得“猛士”比悍马提高15%，非常有效。悬架的扭转刚度值是车身和车架综合扭转刚度值的1/6倍，车身扭转刚度为整车扭转刚度的60%，降低悬架前后偏频并在此基础上匹配减振器和侧向稳定器。还有地面对汽车的冲击，这个大家都知道和车速的平方成正比，要解决因坏、无路车速的提高带来更严重的可靠性问题；车速提高了，对于可靠性要求就更高，就要采取新的措施解决可靠性问题，像我们的车身底板的设计。悬架行程加大70mm能够适应更大的的地面落差，提高攀爬能力，并降低车轮通过悬架对车架的冲击。奔驰Unimong的总设计师告诉我，实际上带车架它都不用独立悬架，整体式设计才用独立悬架，为什么呢？因为独立悬架在车架上的安装有几个软肋，悬架铰接球头、车架、车身寿命都是几个比较大的问题。而我们在这个问题上解决得比较好，但是难度确实很大，铰接球头我们大概改进了10几次。试验表明“猛士”越野最高平均车速比悍马提高了15%，越野耐久性提高到悍马的2.6倍，还有可靠性和防护。可靠性主要是我们用CAE进行分析，然后还有大量的试验验证，用百台样车累计200万公里道路强化实验，解决出现的问题，最终赶上悍马。我们团队经过8年打拼，通过84项专利使“猛士”的承载能力、动力性、经济型、保存性、环境适应性、安全性、平顺性、舒适性、维修性、耐久性、高机动性、通过性等多项主要指标都大大优于悍马。取得对悍马的战术优势是最重要的，因为是打仗，高速运行快15%，野战机动快15%，作战距离提高1倍，泥泞、冰雪路不打滑，攀爬能力强，整个的行驶寿命非常高。通过比较，“猛士”更不易疲劳，更能抢占有利地形，汶川地震、跨战区演练，使用部队反映“高原沙漠唯有猛士”。
“猛士”有完全的自主知识产权，全部零部件国内生产，作为13个重装备方阵引导车参加60周年国庆阅兵。作为我国第一个第三代轻型战术高机动军车，“猛士”为我国军车高机动性设计理念、方法和技术做出系统的、开拓性的贡献。并且我们现在正在探索和提出我国第四代军车的理念。四代车的展望是我下面的一个课题，包括ECU的国产化问题、AMT的问题、螺旋油气复合消扭悬架的问题、防护进一步轻量化并提出高载荷的问题、还有一个全轮转向的问题。说来说去我认为解决问题是要靠人才，靠同学们。
世界各大工业强国都提出来研发四代车。到底四代车是什么？因为最近伊拉克和阿富汗的战争，美军提出不管是什么车，只要是军车都得防护。我们解放军也启动了这个项目，去年10月份下的战术技术指标，这个项目叫做CTJ运兵突击车研制，我们已做出样车。我们对这个项目在技术方案上做一些理论上的探讨，它主要是编配特种作战部队、摩托化部队的战斗班组；是机动作战的平台。这里面我认为最重要的是高水平完成这项任务。
国际军用车从1980年代中到本世纪初都强调高机动性，由于战争模式的变化，现正向机动、生存、火力、信息一体化发展。我的理解这就是对四代车的描述。国际此类轻型的防护车型根据不同的战术用途细分成3种类型，一是侦察车，像法国的PANHARD VBL、意大利的IVECO PUMA、土耳其的眼镜蛇、日本的LAV、俄罗斯的水手，还有就是德国的小狐；二是防地雷反伏击车，现在美国有JLTV等5种车型参加竞标，其中包括美国的“猎豹”、英国的RG-31MK6E、意大利的大毒蛇，这些车装备在阿富汗，全重在10吨以上甚至到20吨，主要用于防地雷和路边炸弹，全封闭车身，发动机和底盘都包在车身里头，防护几乎超过装甲战车；三是防护型多用途战术车辆，这类数量最多，美国的HMMWV装备美军20万辆，还有HMMWV-ECV2、法国的PVP，刚公布还没装备的英国的SPV400准备替换英军在阿富汗的其他车型，还有意大利的LMV、德国的AMPV、俄罗斯的虎，这个虎几乎和“猛士”同时开发，还有德国的DINGO2。这类车的特点是载员4到8人，全重5到9吨，半封闭车身，披挂装甲和V性底板，防护可以达到北约的二、三级，机动性强，主要用于兵力机动，配置一定的火力。HMMWV是装备量最大、最为经典的车型，2006年从防护型M1114发展到M1151，并派生出侦察车和ECV2，组合式防护车体，动力提高到240马力，电子悬架。其次是意大利的LMV在欧洲装备最多，先于HMMWV采用桁架模块化组合防护，还有虎（俄）。以上三种在这类车型发展中有代表性。CTJ属于第三类按美军的定义为轻型防护型多用途轮式战术车辆，我军定义为防护型运兵突击车，基本要求是以EQ2050底盘为基础，有“猛士”的高机动性；含驾驶员载员7人；实现兵力机动、作战生存、信息通讯和火力的统一。总体的技术水平是达到国际先进，并符合国情。
大家叫“猛士”为中国悍马，俄罗斯搞出来这样的车也叫它俄罗斯悍马，我们的CTJ要彻底摆脱悍马外形，不要有它的影子。技术方案是分层次的，第一的大问题是生存性，生存性第一就是防护，防护是CTJ的核心。车体的设计我们顶住各方压力，选用承载式，桁架为骨架薄钢壳、先进的复合材料组合的多级防护轻型装甲型车体，作为战斗车辆，这在中国还是第一次，而这种承载式的车身在国内是第一次，在国际上也是第一次。还有一些硬性的要求，一定要满足自重不大于一定吨位，防护要提高到我军装甲标准。跨越汽车防护性车型的是公安部的相应标准。CTJ车体各个方位有不同的防护要求，这根据战场的要求而定。
CTJ采用国产最新研制的防弹钢板，我们的样车都通过了相应的枪击和爆炸试验。用复合材料实际上进行防护、质量、成本一体化设计，目标就是达到防护要求，整备质量做到最轻、成本最低，指导思想就是整个内饰参加防护，都有防护能力，最大限度减轻车体质量。我们把它分成基础技术装甲和复合装甲，基础装甲首先是钢板，然后是复合内衬（一种纤维增强复合材料），价格比较低，它还能够降噪、减振、隔热，最主要的特点是防次损伤。什么是防次损伤？就是子弹打到钢板上，钢板碎了以后伤。有人开玩笑说子弹打进去以后在里面来回蹦，此损伤不要小看。复合钢板主要是铝板、陶瓷，还有就是V型底板，这是由钢板、泡沫铝合成。这些材料在我们国家基本上都过关了。钢板和复合材料粘合在一起它就扛得住，子弹打不进去。
CTJ车内部空间加大了，形成4级的装甲防护普通小弹，可以装1.5t，几乎和原模式一样，还可以提高一级，防普通大弹，装1.3t，防穿燃弹。另外，玻璃厚度在侧后、前面的挡风玻璃也有不同。整个方案使CTJ的防护能适应它的战术使命。承载式车体的设计关键在于依托系统和全面CAE分析，用先进的设计理念和方法解决车体复杂的受力问题。我现在体会到，没有CAE分析，不能很好地作出薄壳的防护，无此手段无法研制出轻质薄壳高强度的承载式车体。CAE分析一阶扭转频率，一阶弯曲频率， 一阶模态，扭转刚度，弯曲刚度，模态分析，有桁架车体的整体频率做到远离于无桁架车体，有效消除低频局部模态。弯曲及扭转刚度分别提高到猛士的2.27倍和1.56倍，较带车架“猛士”原型提高到3.55倍和3.51倍，达到大众越野车的高标准，这就很理想了。
还有静强度分析，有静载，单轮上跳，制动，转向，应力均小于材料屈服极限，动刚度分析，各个安装点动刚度满足要求，还有很重要的桁架截面分析，桁架厚度，形状，灵敏度分析，提高车体刚度，节约质量，还有被动安全分析，包括正碰、侧碰、翻滚、顶部强度，其中包括车架，都要被动安全分析，以达到车体设计的标准与要求。下面的是最主要的，NVH测试验证，对试制样车及“猛士”原型进NVH测试验证和对比。测试完之后，结果证明就是说没什么技术问题，证实了桁架结构能够大幅度提高车体模态、刚度、强度，降低质量，用实践和试验证实承载式桁架薄壳车体方案的可行性。
另外还有就是制造工艺。一个是焊接，一个是桁架的定位，还有一个就是复合材料粘贴，通过样车我们都摸索出一些专有的生存性的自救互救，防弹轮胎，油箱抑爆，均在“猛士”上定型，满足了“作战使用性能要求”，装托钩、牵引钩、绞盘，实现自救互救，泄气可行驶轮胎，任何两个车轮泄气后，可行驶30lm，油箱加抑爆材料，外部防弹钢板防护。生存性的防侦破性，要求提出减小外形可视及红外特征，表面喷涂伪装迷彩，可吊挂伪装物，装备防空照明系统等防侦破性能。第一个是声响隐身，有低噪声发动机，发动机悬置隔振，隔音降噪材料，我们做得很多，还有大量使用隔音降噪材料。第二，可见光隐身，外形主要是高度低，光线用低反射率油漆玻璃。最先进的是数字化小斑点变形迷彩，比国庆阅兵的车要先进一些，通过计算分析，它的效果最好。还有就是能装烟雾发生器，红外隐身，发动机排温低，烟尘量较传统发电机减少90%。冷却系统开发式动机舱，大直径风扇，还有隔热材料，排气系统都是比较好的。雷达隐身，车体外形采用多块平板拼焊成非直角车体结构，前风窗后倾30度 RCS的计算分析 RCS小于55db。别人的整车RCS分布相当于足球场那么大，我们的相当于篮球场。
第二大点就是火力。火力要求配装通用枪塔，编组搭载机枪，榴弹发射器，重机枪，一个是通用搭载，一个是编组搭载。它可以360度转，既可手都也可电动，座椅是防爆的，这3组武器可编组搭载。所有这些武器安装和固定很
第二大点就是火力。火力要求配装通用枪塔，编组搭载机枪，榴弹发射器，重机枪，一个是通用搭载，一个是编组搭载。它可以360度转，既可手都也可电动，座椅是防爆的，这3组武器可编组搭载。所有这些武器安装和固定很有讲究。机动性是CTJ的第三个重点，第一是维修保养，它与“猛士”有全面的继承性，发动机面盖可以打开，很大，维修保养都很方便。东风在全国有580家军品服务站，有国内最强的军车保障体系。机动性的第二就是运输性，军车的机动性涵盖很大，这几个作战运输性都在“猛士”上实现了。运8是非常小的飞机，一般很难实现空投，但我们这个可以实现空投。机动性的第三个就是可靠性，提高承载能力。保证汽车的可靠性最主要就是满足整车多620kg，前轴多500kg的承载能力。经计算需转向系加大转向器，加强拉杆系统，制动系，加大前轮制动盘直径，新结构驻车制动器，承载系车架，悬架衬套，球头需试验检验，计算分析，加大载荷后保障转向系统刚度和强度，机动性4动力升级，配置ISDE200-42发动机，最高车速和加速时间两项指标均有较大提高，这在国际上我们都有明显优势。这里小结一下，动力性提高，燃油经济性降低，彻底改善“猛士”乘坐空间狭小问题，回避全重增加的情况下车架局部应力提高及转向机无法加大的问题。我们的CTJ将于2012年投产，HMMWV M1151是2006年投产的，而HMMWV ECV2是2011年投产， 德国AMPV是2011年投产，意大利LMV 是2009年投产的， 法国PVPHD是2007年投产的，英国SPV400是2011年投产的。通过对比，我们得出结论，我们动力超过美军的M1151车10%，油耗低1/3，越野平均技术车速超过M1151车10～15%，最大离地间隙能达430mm，总高能降至18050mm，通过性、隐蔽性均超过M1151，乘坐空间比M1151加大，乘坐提高到8人，承载式车体是CTJ性能全面超越M1151的核心。我的目标是使该车型总体技术水平达到国际领先水平。谢谢！
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