猛士是一個系列化、多用途、全新三代高技術(shù)的基型戰(zhàn)術(shù)平臺
由來
東風(fēng)1.5噸級高機動性軍用越野汽車為輕型4X4,總質(zhì)量5噸,裝載質(zhì)量1.75噸,牽引質(zhì)量2噸的軍用越野汽車,是一個系列化、多用途、全新三代高技術(shù)的基型戰(zhàn)術(shù)平臺,它的官方名字為“猛士”。
美軍對高機動性有明確的定義,要求非常規(guī)的動力性、越野通過性,最突出的是壞路、無路面的平順性而得到的快速。Humvee是美軍唯一稱為高機動性的第三代,被國際評為當(dāng)代最優(yōu)秀的軍車。從2002年開始奧、俄、日、法、意這些軍事工業(yè)強國也先后推出同類產(chǎn)品。
為提高我軍裝備技術(shù)水平,打贏現(xiàn)代化戰(zhàn)爭,2002年部隊決定研制這種最先進的車型,2003年初東風(fēng)爭得這一研制任務(wù)。
相對于目標(biāo)樣車Humvee,東風(fēng)猛士在性能上有了很大的提升
工作依據(jù)
部隊研制總要求的目標(biāo)車型為當(dāng)前的Humvee,并吸取以上其它各車型優(yōu)點作為起點。但Humvee的技術(shù)性能還不滿足我軍作戰(zhàn)需要,要求做到:
1)汽車的承載能力要提高17%;以滿足運載、火力和防護的提升;
2)為滿足承載和提高車速,動力要能提高25%;
3)制動、駐坡、操縱穩(wěn)定性要大幅提高,以適應(yīng)載荷、動力的提高;
4)要拓展到短頭加大改裝空間,增加乘員;
5)為加大作戰(zhàn)半徑,油耗要能降低30%,續(xù)駛里程要提高50%;
6)要適應(yīng)更惡劣的氣候條件、更復(fù)雜的地理環(huán)境,提高電子通信能力;
7)要更舒適;更平順;以加大極限路面車速;
8)耐久性要大幅提高;以提高車輛的服役周期;
這種全面的技術(shù)提升,研制工作必然是一個高起點的自主創(chuàng)新。
猛士歷時五年,累計63臺樣車的試制,115萬公里道路強化試驗,12500小時總成臺架試驗
過程回顧
按照裝備研制程序,分概念樣車、初樣車、正樣車三個階段。每個階段又有設(shè)計、試制、試驗三個節(jié)點評審。
概念樣車階段:方案設(shè)計構(gòu)建全車三維數(shù)字模型,對整車和各系統(tǒng)進行仿真分析,對各零部件進行有限元計算。
對目標(biāo)樣車進行性能和可靠性試驗,找出問題和薄弱環(huán)節(jié)作為工程設(shè)計的參考。
在工程設(shè)計中,對承載系,轉(zhuǎn)向系,制動系,冷卻系、傳動系、電器進行全新的設(shè)計;對動力系、ABS(ASR)系統(tǒng)進行集成創(chuàng)新。
初樣車階段:對各總成進行臺架試驗,整車性能試驗,環(huán)境適應(yīng)性試驗,分別對車身、車架、懸架、制動、ABS(ASR)進行驗證試驗、各種武器的試用和三輪可靠性強化試驗。
正樣車驗證階段:總裝汽車試驗場進行嚴格的定型基地試驗:全面的性能和可靠性試驗,熱區(qū)、沙漠、高原、寒區(qū)、沿海環(huán)境適應(yīng)性試驗,空投試驗,在新疆喀什、黑龍江密山、成都川藏線、廣東沿海進行部隊試驗;06年10月全部定型試驗完成。試驗表明:該車型全部達到研制總要求的各項規(guī)定。06年12月通過陸裝定委會設(shè)計定型審查。
歷時五年,全體研制人員日日夜夜的辛勤設(shè)計,累計63臺樣車的試制,115萬公里道路強化試驗,12500小時總成臺架試驗,東風(fēng)公司全面、透徹、高質(zhì)量完成研制任務(wù)。
貫徹模塊化設(shè)計思路,多種車身和多種動力總成,形成長頭短頭兩大系列
整車技術(shù)特點
4.1、系列化
貫徹模塊化設(shè)計思路,多種車身和多種動力總成,形成長頭短頭兩大系列,組成輕型高機動性車族。
長頭系列包括:單雙排軟硬頂,溜背軟硬頂,廂式硬頂、高硬頂8種主要車型。
同一底盤平臺開發(fā)出短頭軟硬頂2種主要車型,形成短頭車型系列。
軟頂篷布、側(cè)窗可拆,前風(fēng)窗能翻倒,可裝輕機、重機,軟硬頂車內(nèi)中央有安放臺和踏板,頂部可加裝重機高機榴彈發(fā)射器的武器轉(zhuǎn)盤,后箱有導(dǎo)彈發(fā)射平臺,使該車型成為武器、計算機、信息通訊系統(tǒng)、雷達、GPS的機動平臺,形成輕型高機動性輪式作戰(zhàn)系統(tǒng)。
4.2、高機動性
1)戰(zhàn)略機動性:車架上的系留點、系固點,牽引鉤,吊鉤,可以方便的使用伊爾-76、運八等飛機、登陸艦船運載,伊爾-76空投、直-8A、黑鷹直升機吊運。
2)戰(zhàn)役機動性:裝東風(fēng)112千瓦四缸增壓中冷柴油機,膜片離合器和五檔變速器,得到很好的經(jīng)濟性,續(xù)駛里程900km。裝145千瓦V8電控增壓柴油機和四檔液力自動變速器。0~80 km/h加速時間在17秒,最高車速達135 km/h,續(xù)駛里程超過600km。還可裝ISDe東風(fēng)康明斯高壓共軌電控發(fā)動機,能同時得到更好的動力性、經(jīng)濟性和排放水平。以上這三種動力配置的理論爬坡度都達到100%。
3)戰(zhàn)術(shù)機動性:
?、俚匦瓮ㄟ^性:接近角70°,離去角45°,縱向通過角31.5°,最小離地間隙410mm,最大行駛側(cè)坡40%,最小轉(zhuǎn)彎直徑15m。
②地面通過性:大直徑、寬斷面、無內(nèi)胎子午線輪胎,中央充放氣系統(tǒng),輪胎氣壓連續(xù)可調(diào),胎面接地比壓可降到140Kpa。
?、墼揭捌巾樞裕弘p橫臂螺旋彈簧獨立懸架,大容量減震器和低氣壓輪胎結(jié)合,使整車平順性,B級路面疲勞工效時間超過17小時,達到轎車水平。實現(xiàn)了三代高機動性越野車D級路面最大平均車速超過40km/h的要求(二代只有30km/h)。
?、茉揭皺C動性:特大行程的獨立懸架,柔性的車架和車身,適應(yīng)更大地面落差,加大胎面與起伏路面的附著機率,增加了汽車的越野能力。全時四輪驅(qū)動,高低兩速,軸間帶差速鎖。輪間帶限滑差速器與ASR系統(tǒng)結(jié)合,選裝5.4噸拉力絞盤,提高無路地面的通過性、越障和自互救能力。
以上這些高機動性能的綜合集成,使該車型既能高速行駛于鋪裝路面,又能快速行駛于急造軍路、鄉(xiāng)村土路,還能順暢通過無路地區(qū)。大動力、高平順性、高通過性,這就是三代高機動性的最大特點。它能克服其它越野車型無法通過的地面和適應(yīng)的環(huán)境。
4.3優(yōu)良的戰(zhàn)場適應(yīng)性
整車高寬比為0.91,質(zhì)心低,穩(wěn)定性好,武器執(zhí)行高度低,便于隱蔽。
輪距與輪式裝甲車、載貨運輸車一致,方便急造軍路運行。
泄氣可行駛輪胎,輪胎被擊穿后,能繼續(xù)行駛30km。
4.4、全面的安全性
雙回路液壓制動系統(tǒng),前后盤式制動器,四通道ABS,中央盤式駐車制動,使整個制動系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。
變速比動力轉(zhuǎn)向。高速直駛穩(wěn)定,中低速轉(zhuǎn)彎輕便。理想的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性使方向準確、穩(wěn)定。
全封閉斷面車架縱梁,吸能式轉(zhuǎn)向管柱。撞擊可折式發(fā)動機罩,大直徑防滾翻架,提高乘員安全性。
4.5維修性
電控發(fā)動機車型帶故障自診斷系統(tǒng),提高維修的方便性。
4.6全地域、全氣候環(huán)境適應(yīng)性
增壓柴油機使得整車有更好的高原特性。
進氣預(yù)熱,低溫電瓶,暖風(fēng)和大功率空調(diào),大直徑冷卻風(fēng)扇和耐高低溫材料的使用,使該車型的高低溫適應(yīng)性超過戰(zhàn)技指標(biāo)要求。
電器元件的設(shè)計選型和屏蔽,使整車有很好的電磁兼容性。
各主要總成均達到1米以下浸漬要求。電器件均采用強防水標(biāo)準,傳動系采用集中通氣系統(tǒng)。使整車可在0.75米,加裝輔助裝置可在1.2米長時間涉水行駛。
電器件采用高防鹽霧標(biāo)準,螺栓采用達克羅工藝,車身車架采用陰極電泳,高耐腐蝕性加厚底漆、面漆;篷布、座墊采用防霉變材料,大大提高整車防繡防腐能力。
關(guān)鍵技術(shù)
1、總體設(shè)計
中置發(fā)動機、人員乘坐在車架外側(cè)、室內(nèi)中央有戰(zhàn)斗平臺,使整車得到最小的高度和最大的離地間隙。
應(yīng)用可靠性設(shè)計理論,通過傳動系靜強度和疲勞強度優(yōu)化匹配,采用輕質(zhì)材料,零部件多功能化實現(xiàn)整車輕量化。通過承載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計,采用優(yōu)質(zhì)材料和先進工藝,在提高承載能力的同時實現(xiàn)了整車輕量化,使質(zhì)量利用系數(shù)提高10%。
2、造型設(shè)計
計算機造型,繪制內(nèi)外效果圖,制作1:1模型。整車外型符合國際軍車發(fā)展潮流。而“猛士”更加有靈氣,內(nèi)飾舒適、簡潔。發(fā)動機罩蓋、燈具、前格柵等造型組合突出猛士形象,形成東風(fēng)新一代軍車標(biāo)志,使得整體風(fēng)格威武、霸氣;更加有激情、有躍躍欲勢的視覺沖擊。
3、車身設(shè)計
作戰(zhàn)與運載統(tǒng)一,長頭、短頭;硬頂、軟頂相結(jié)合,單排、雙排、溜背、廂式結(jié)構(gòu)并存。腰線上下兩部分相對獨立方便的實現(xiàn)了車身不同型式,零部件通用化程度高。還設(shè)計了裝甲防彈。
通過計算機輔助設(shè)計,完成車身結(jié)構(gòu)、風(fēng)道流體動力學(xué)分析。采用鋼鋁混合,鉚釘連接,突出軍車效果。實現(xiàn)了柔性車身多點懸置、SMC發(fā)動機罩在大扭轉(zhuǎn)情況下的等應(yīng)力設(shè)計,提高可靠性、密封性。
4、動力傳動系統(tǒng)
發(fā)明了獨特的冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置,解決了總布置引起的斜置水箱和大功率發(fā)動機的冷卻問題。大功率時比Humvee最高環(huán)境適應(yīng)溫度提高17℃。
創(chuàng)新設(shè)計離合器,實現(xiàn)了小直徑離合器蓋,大直徑摩擦片,離合器壓盤力大,分離力小的設(shè)計。
全面掌握了全時四驅(qū)分動器的設(shè)計和制造技術(shù);攻克了薄壁鋁合金殼體,小模數(shù)行星齒輪、前后扭矩合理分配及軸間差速鎖止,無聲大扭矩鏈條傳動的設(shè)計和制造難題。
通過分體式鋁合金殼體驅(qū)動橋、大承載大滑移等速萬向節(jié)半軸、輪邊減速器的開發(fā)。攻克了自適應(yīng)限滑差速器的開發(fā)和制造技術(shù)難關(guān),解決了橋邊、輪邊、萬向節(jié)雙向防滲漏、防塵、防泥水等密封性技術(shù)難題。
5、底盤系統(tǒng)
進一步實現(xiàn)了柔性車架的等應(yīng)力設(shè)計,使車架壽命提高3倍,全面掌握了雙橫臂獨立懸架、螺旋彈簧的開發(fā)和制造技術(shù)。加大懸架動行程70%,提高緩沖能力2.89倍,成功解決了車架、螺旋彈簧、三角臂耐久性難題,發(fā)明球頭新結(jié)構(gòu),壽命提高3倍。
根據(jù)東風(fēng)新創(chuàng)立的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計理論,轉(zhuǎn)向梯形矩形化,優(yōu)化前輪側(cè)偏角在內(nèi)外輪的分配,得到理想滿意的操縱穩(wěn)定性。
創(chuàng)新了中央充放氣系統(tǒng)和泄氣可行駛、整體式聚氨酯內(nèi)支撐體技術(shù),發(fā)明了內(nèi)支撐裝拆技術(shù),攻克了大直徑、寬斷面、無內(nèi)胎子午線輪胎,對開式車輪的設(shè)計和制造技術(shù)。
掌握了盤式制動器、轉(zhuǎn)向油壓為動力快速響應(yīng)的助力器的開發(fā)、匹配和制造技術(shù),發(fā)明了盤式滾動摩擦搖臂推桿駐車制動技術(shù),掌握了ABS(ASR驅(qū)動防滑)系統(tǒng)的集成匹配技術(shù)。
猛士的參數(shù)指標(biāo)、性能指標(biāo)全面達到和超過研制總要求12大項規(guī)定
創(chuàng)新點
1、開發(fā)理念的創(chuàng)新
把國際高水平的車型技術(shù)作為起點,把全面、科學(xué)、前瞻性的趕超要求作為明確目標(biāo)的高起點的自主創(chuàng)新,是開發(fā)理念的創(chuàng)新。
2、開發(fā)手段的創(chuàng)新
·采用門式節(jié)點的流程管理;
·建立最先進的VES質(zhì)量評價體系;N-PES生產(chǎn)準備質(zhì)量保證體系;ANPQP供應(yīng)商品質(zhì)保證;TASK FORCE質(zhì)量跟蹤體系,是開發(fā)方法的創(chuàng)新。
3、技術(shù)創(chuàng)新
專利受理42項,授權(quán)26項。
其中1、操穩(wěn);2、懸架;3、傳動系;4、手制動;5、冷卻系;6、轉(zhuǎn)向球頭;7、車架車身等應(yīng)力;8、電磁干擾;9、中央充放氣;10、輪胎內(nèi)支撐及拆裝是重大技術(shù)創(chuàng)新。
4、創(chuàng)新人才的培養(yǎng)
通過這些新技術(shù)的發(fā)明、掌握和運用,使整車技術(shù)水平達到或超過目標(biāo)要求,使我們對什么是高機動性,它的技術(shù)路線,它的技術(shù)難點等核心問題,認識上有了質(zhì)的跨越,進入一個新領(lǐng)域,培養(yǎng)出了一批能攀登技術(shù)頂峰,能拿下世界高難度的汽車開發(fā)人才隊伍,并將推動和引導(dǎo)我國軍車技術(shù)的發(fā)展。
7、技術(shù)水平評價
猛士的參數(shù)指標(biāo)、性能指標(biāo)全面達到和超過研制總要求12大項規(guī)定。
與目標(biāo)樣車Humvee比,12項中超過項目為10項,1承載能力:質(zhì)量利用系數(shù)提高10%;2動力性經(jīng)濟性:動力性提高25%,油耗要能降低30%;3生存性:續(xù)駛里程增加220~500km;4適應(yīng)性:炎熱環(huán)境適應(yīng)溫度提高17度;5安全性:制動力加大,駐車制動坡度從17%提高到40%;6平順性:懸架上跳動行程提高70mm;7操縱穩(wěn)定性:穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向由中性轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)為不足轉(zhuǎn)向;8人機工程:車身密封性、隔音降躁、舒適性大大提高;9維修性:發(fā)動機具有故障自診斷系統(tǒng)、10耐久性:懸架轉(zhuǎn)向球頭、車架、車身耐久性提高,等方面占有優(yōu)勢。
12項中通過性參數(shù)、運輸性2項相當(dāng),也是較高水平。
以上這些最重要指標(biāo)的超越使猛士技術(shù)水平比Humvee有了質(zhì)的跨越。
2006年12月12日陸裝軍工產(chǎn)品定型委員會主持召開了由三總部、各軍兵種、研究院所、高校參加的大型設(shè)計定型審查會。對猛士的研制工作給予了高度評價,結(jié)論是:“達到要求,無遺留技術(shù)問題;使我軍車輛裝備技術(shù)水平有較大的突破,達到了國際同類軍車先進水平?!?nbsp;
東風(fēng)猛士是我軍第一個第三代的高機動性軍車
結(jié)語
東風(fēng)猛士所有零部件、配套設(shè)備、元器件、原材料在國內(nèi)均有穩(wěn)定可靠的供貨來源;生產(chǎn)線、檢測線、模具、工裝夾具及工位器具準備就緒;生產(chǎn)、質(zhì)量、服務(wù)人員得到培訓(xùn),該車型已具備了批量生產(chǎn)能力。
東風(fēng)猛士是我軍第一個第三代的高機動性軍車。東風(fēng)公司沒有辜負全軍全國人民的期望,按期圓滿地完成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的1.5噸級高機動性軍用越野汽車的研制。實現(xiàn)了部隊裝備的跨越式發(fā)展,創(chuàng)造了中國汽車自主開發(fā)史上的奇跡。
現(xiàn)在,1、幾十臺車一直在廣州軍區(qū)、黑龍江省軍區(qū)、武器研制單位使用,突出是可靠性好;
2、批量生產(chǎn)、質(zhì)量拉練正在進行,近百輛的民防、電信、石油、勘探部門訂貨;
3、這支研發(fā)隊伍正在迎接第二個三代高機動軍車的研制。