從步槍到航母甚至部隊改造,現在流行的「模塊化」究竟是什麼意思

2020-12-25 軍武次位面

【軍武次位面】作者:liutang2020

如今,我們經常在各種軍事消息中看到「模塊化」這個詞。什麼是模塊化?模塊化在軍事領域有哪些應用?這就是我們本次討論的內容了。

1962年,美國管理學大師赫伯特·西蒙首次提出了「模塊化」(modularity)的概念。模塊化是按照某種規則,將一個複雜的系統或過程,和若干能夠獨立設計的特定功能的子系統,相互整合和分解的過程。模塊化的明顯優勢是促進複雜系統向新的均衡系統演進,從而實現關聯繫統專業分工的柔性化和互補性合作。模塊化率先應用在計算機設計方面,後逐漸擴展至包括產品設計到企業組織的所有方面。

軍事領域的模塊化應用,在艦船設計製造方面比較早。海軍艦船就是一個複雜系統,它的動力、電子設備、武器裝備又都是相互支持、聯繫且獨立的特定子系統。模塊化設計建造可以改進艦船建造的流程,縮短研製時間,提高整體質量,而且可實現艦船任務功能的多樣性和作戰使用的靈活性,有利於現代化改裝和維護,減少艦船全壽期的費用。從上個世紀60年代後期起,艦船模塊化技術便開始在艦船建造上廣泛應用。

▲斯普魯恩斯級驅逐艦,是美國最早採用模塊化設計理念的大型艦船

具有代表性的,是美國海軍在上世紀70年代通過SEAMOD模塊化方法批量建造的「斯普魯恩斯」級驅逐艦,和聯邦德國博隆-福斯公司在80年代初通過MEKO/FES方法建造的MEKO系列護衛艦。美國和德國的模塊化造船方法很相似,本質上就是將艦船平臺設計成標準化系列產品,同時把武器、電子設備等各系統設計成標準的功能模塊,各功能模塊具有標準的接口、箱形或框架,並對應艦船平臺的開口,可進行不同模塊的吊裝和拆解。

進行模塊化設計的艦船,艦船平臺和各功能模塊可以平行建造,由於平臺設置了標準的多功能安裝基座,可根據客戶要求選裝不同的功能模塊。很明顯,採用模塊化的造船方法,既可以大大縮短艦船研製和建造周期,又容易實現平臺的多功能特性,並且艦船的中期維護和改造也因此得到便利。經過數十年的發展,西方國家艦船模塊化技術已廣泛應用在航母、潛艇、驅逐艦、護衛艦等各類艦艇的研製、設計、建造、改裝、維護等領域。

▲福特級航母示意圖,該航母採用了模塊化的分段建造技術

模塊化設計不僅為艦船建造提供支持,同樣也應用於製造槍械、裝甲車輛、火炮、軍用飛機等領域。以槍械為例,最具代表的是比利時FN公司設計製造的SCAR模塊化步槍。FN SCAR突擊步槍採用模塊化設計,分為5.56毫米、7.62毫米兩種口徑,都可以改裝成「狙擊型態」或「近戰型態」,能夠適應不同的戰鬥任務。同樣是模塊化設計的槍械,還有雷明頓ACR、柯爾特CM901、捷克的CZ806,中國的北方工業也研發了NAR系列模塊化步槍。

▲FN SCAR步槍,模塊化步槍的代表

模塊化促進了裝備平臺和多功能單元的有效融合,使之能發揮最大的性能優勢。德國的「拳師犬」輪式裝甲車,通過模塊化設計,以一型底盤搭配多種功能艙室,可在短時間內「變身」步兵輸送車、裝甲救護車等各型戰鬥、勤務車輛,形成了完善、高效的車族。再例如,美軍現役M270火箭炮,以及中國的SR-5火箭炮,這兩種火箭炮都採用模塊化設計,可自行裝填發射模塊,可搭配發射不同口徑的火箭彈,M270甚至可以發射戰術飛彈。

▲北方工業的SR-5火箭炮,很好的模塊化火箭炮,已出口多國

模塊化設計也是未來航空業,特別是軍用飛機的發展趨勢。模塊化能夠大幅度提高飛行保障能力,特別是當戰機出現戰損或故障的時候,戰場保障人員可以不依賴設計人員的評估,而直接進行模塊化的更換。通用型飛機可以按照任務的需要,進行模塊化改裝,提高多用途能力。未來空戰,無人機將大規模應用戰場,模塊化設計使得無人機的組裝、使用更快速、更方便,成本也更加低廉。

模塊化不僅促進武器裝備的發展,還影響了軍隊的體系結構和力量編成。美國陸軍現已進行了兩輪模塊化部隊的轉型工作,最大的改變是旅級單位:原有戰鬥部隊的多種旅級單位現合併為三種基本的機動旅戰鬥隊,即步兵旅、斯特賴克旅和重型旅。轉型後的模塊化旅戰鬥隊在作戰中的表現十分優異,合併後的三種旅戰鬥隊減少了全陸軍的後勤需求,其情報態勢感知、機動性和戰場控制力均較過去有所增強。

▲美軍斯特賴克戰車,該系列車族構建了機動性較強的斯特賴克旅

同時,美軍在旅以上,設立戰區陸軍、軍、師三個指揮層級,對3個軍司令部以及7種不同類型的師司令部進行模塊化改造,並將支援旅整編為戰場監視旅、火力旅、戰鬥航空旅、機動加強旅和保障旅5類。模塊化轉型後,美軍作戰旅的數量從57增至73個;旅戰鬥隊規模有所增加,步兵旅、重型旅裝備的各型車輛均有增加,加強工兵、炮兵和支援力量,偵察力量得到提高;軍、師司令部的編制實力大幅提高。

無獨有偶,中國的新型陸軍建設也正穩步推進中,模塊化設計加速了合成軍隊新形態的構建。現在,集團軍—合成旅—合成營的三級架構已經形成,戰役軍團或戰術單位的戰鬥力量搭配支援、保障模塊,形成了更高效的戰鬥力。單說合成營,按照模塊化編組,將裝甲步兵、炮兵、偵察兵、通信兵、工兵等諸多兵種集成一體,能夠有效發揮火力猛、反應快、信息化水平高的優點,具備一定獨立作戰能力。

▲陸軍某合成旅進行訓練,兩棲步戰車與步兵協同行動

模塊化在軍事領域有著廣泛的應用,未來也有良好的發展前景。未來軍隊在無人化、智能化的支持下,以模塊化推動裝備體系以及作戰體系的優化進步,從而有效提高軍隊標準化水平,進而提升軍隊戰鬥力。

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