傘兵戰車人車一體空降動力學研究

張薔

摘 要：本文探討了俄式BMD-4M型傘兵戰車空降時所涉及到的幾個動力學關鍵技術指標，計算了不帶傘空投、主傘全部打開、1個主傘打開失敗、2個主傘打開失敗情況下的終端速度、著陸后的緩沖加速度，并與普通人、受訓乘員所能耐受的加速度進行了對比，分析結果加之俄空降兵多次人車一體空投成功的實踐表明：BMD-4M型傘兵戰車人車一體空投時，在主傘全部打開的情況下，乘員所受的著地緩沖加速度在人體承受范圍內。

關鍵詞：傘兵戰車；人車一體空投；終端速度；著地緩沖加速度

中圖分類號：E923.1 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0367-02

1 引 言

目前各種突發性局部戰爭頻繁發生。迅速遏制和平息局部沖突，武裝部隊的快速反應、快速部署和應急機動作戰成為未來一段時期內軍事作戰的主要形式。傘兵戰車正是在這一背景下研制并裝備的。前蘇聯及其繼承者俄羅斯則是BMD傘兵戰車的先驅與技術領潮者，自20世紀70年代問世以來，BMD空降戰車先后發展了BMD-1、BMD-2、BMD-3、BMD-4四個主車型和數種衍生型。迄今為止，全球僅有俄羅斯空降兵具有人車一體化空降的能力。

因此研究傘兵戰車人車一體化空降動力學關鍵技術，學習借鑒俄羅斯的經驗，發展我國傘兵戰車人車一體化空降技術，提高戰場反應速度，無疑具有非常重要的意義。下文著重研究以下幾個關鍵技術指標。

2 終端速度計算

當物體在流體中運動時，在流體阻力作用下，物體的運動速度因而保持不變，這時物體運動速度成為終端速度。數學上，該物體漸近地到達終端速度[1]。

下文研究傘兵戰車空降過程中不考慮浮力的力平衡條件。

m為物體質量，以BMD-4M型空降戰車來說，其戰斗全重為13.5t=13500kg；

g為重力加速度，取9.81m/s2。

將上述數據代入式（1），則得俄式BMD-4M型空降戰車不帶降落傘空投時的終端速度為189.36m/s。

終端速度為189.36m/s相當于從1827.67m高處自由落體落地速度，相當于從樓層層高為3m的609.2層大樓樓頂上跳下后的落地速度，因此不帶降落傘的BMD-4M載人戰車落地時必將車毀人亡。

基于這個原因，BMD-4M型空降戰車裝備了“瓜田-U”降落傘系統。該系統共有11個主降落傘，單傘面積為350m2，所有傘全部打開后的總面積將近10個籃球場那么大[5]。將這些數據代入式（1），則可得到BMD-4M型空降戰車人車一體空投時的終端速度13.785m/s。再加上戰車落地時車底氣囊緩沖或者制動火箭緩沖，該終端速度是可以接受的。

但據報道，如果有一個主傘打開失敗，也會導致戰車墜毀。那么下面計算一下1個主傘或2個主傘打開失敗戰車落地時的終端速度，以評估其墜毀的可能性。

當1個主傘打開失敗時，則主傘總面積為3500m2，其它數據不變，代入式（1），則得其終端速度為14.458m/s；當2個主傘打開失敗時，則主傘總面積為3150m2，其它數據不變，代入式（1），則得其終端速度為15.240m/s。將上述數據列入下表，并做進一步分析，則有：

從表1可以看出：與主傘全部打開工況相比，1個主傘或2個主傘打開失敗時，傘兵戰車終端速度與其它當量參數相差不大，傘兵戰車在氣囊緩沖或者制動火箭緩沖下未必會墜毀。

3 著地緩沖加速度計算

將各工況下的終端速度、緩沖加速度以及以重力加速度g為單位的折算加速度列入表2，則有：

據總部設在英國的防務公司Qinetiq的生物學家亞力克·史蒂文森說：“我們有些人確實能在6g的重力加速度環境下保持清醒狀態”。但普通人在3g的重力加速度環境下就會暈過去。由此可以看出：無傘空投戰車時著地緩沖加速度太大，普通人根本承受不了。但全部主傘打開時人體可承受該緩沖加速度。

傘兵通過在離心機里訓練，可以提高他們承受加速度的耐受力。因此如果乘坐戰車的載員經過特殊耐受加速度訓練，并乘坐特殊座椅進行緩沖，那樣在人車一體空投著陸時的緩沖加速度是可以承受的，能夠保證人車一體著陸后，傘兵能快速乘坐傘兵戰車，實施快速突擊作戰。

4 結 論

本文討論了俄式BMD-4M型傘兵戰車人車一體空投過程中比較重要的幾個技術指標，計算了無傘空投、主傘全部打開、1個傘打開失敗、2個傘打開失敗情況下的終端速度、著陸緩沖加速度，對比了普通人和經耐受加速度訓練的傘兵所能承受的豎直加速度，并結合俄軍多次人車一體空投的成功實踐，最終得出結論：BMD-4M型傘兵戰車人車一體空投是安全的，對于我空降兵人車一體空投具有一定的借鑒價值。

參考文獻

[1]終端速度.

[2]冬日彤.空降鐵騎——蘇聯/俄羅斯BMD系列傘兵戰車，2015-07-10.

[3]BMD-4空降戰車.

[4]BMD-4M傘兵戰車.騰訊新聞，2015-05-10.

[5]張乃千.人車一體從天而降，俄空降兵新配作戰利刃.中國軍網，2016-04-06.

收稿日期：2018-6-23

作者簡介：張 薔（2001-），女，在校學生，從高一至今，在歷次重要考試中，獲校級物理單科狀元一次，化學單科狀元兩次，兩次被評為校級三好學生，多次年級排名第二。