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总说装甲|动力舱不只是坦克心脏 教你看更多门道
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作者:中国邮币卡网

如何从动力舱设计判断坦克工业水平高低

刘晓峰

坦克发动机代表着一个国家大功率车辆动力系统的顶尖水平。而从发动机在车内的布置方式中,甚至能看出一个国家的坦克工业水平。

以色列“雌虎”重型步战车使用的是“梅卡瓦”的底盘。

前置发动机的舍得之道

目前,绝大多数的坦克都采用发动机后置式布局。但在上世纪70年代末,一些观点认为,发动机前置方案被认为能够为车内乘员提供良好的安全性。说白了,就是正面遭受打击的时候发动机能当做装甲抵挡一下,即便车辆报废了,乘员受伤的概率也会降低。经过实战的检验,发动机的前置设计在以色列“梅卡瓦”坦克上取得了成功。

坦克防护手段经过几十年的不断演进,前置发动机的坦克在安全性上与后置方案坦克相比,防护优势已不太明显。但随着装甲车辆通用化的理念不断发展,前置发动机方案可以在同一个车辆底盘上衍生出主战坦克、步兵战车、装甲运输车等车族化装备,战场维修也将变得更为简单。“雌虎”装甲车就是用老旧的“梅卡瓦”I型的底盘改装而来。

这种依靠改进老旧坦克的理念大大节省了以色列的国防预算开支,于是国内就有一些观点认为,老旧的59式坦克也可以改装为重型装甲车。

不过“梅卡瓦”的成功经验不一定适合59式。以色列人完全是西方思路,车体高大、升级空间也大;老59是苏联理念,追求车身低矮,车内空间狭小,改装潜力有限,两款车从设计之初就存在本质区别。为了方便乘员上下车,步兵战车需要将发动机移至车首,并重新在车尾设计新的舱门。根据苏联坦克以往的复杂内部设计看,光是移发动机这一项,工作量就不比重新设计一款装甲车少。

除了“移机”,还有“装机”的难题。59式的年代没怎么考虑舒适性,如今步兵战车都要有空调。如此一来,空调室外机的布置又是一大难题,如果嵌在车辆侧面,则会使车内空间更加狭窄,步兵的座位又会没办法布置了。

多数现役坦克发动机采用后置布局,图为一辆检修的T-72坦克。

后置发动机的纵横之术

多数现役坦克发动机采用后置布局。如果传动装置不太成熟,设计师一般会将发动机的动力输出轴指向车尾,这被称为“发动机纵置”:从炮塔到车尾方向依次是发动机、风扇、变速箱。发动机横置与纵置与发动机前置还是后置没有关系,理论上讲,履带式车辆底盘的发动机一共有四种布局样式。

“发动机横置”布局的好处是零部件可以按照气体、液体的自然流向排列,各个部件之间干涉较少,哪里坏了拆哪里,这种顺其自然的布局方式唯一的缺点就是不够紧凑,所以在早期的坦克上经常看到。但采用纵置不一定是技术落后的表现,有的国家坦克其它部件做得紧凑,为动力舱腾出大量空间,这个时候采用“发动机纵置”布局,可免去复杂的传动装置、减少功率损耗,从而获得更高的可靠性。

随着坦克功能越来越复杂,“发动机纵置”设计占用了车内大量空间,制约了坦克功能和性能的提高。坦克总体设计师开始对底盘动力舱进行“给定空间”布局,为了适应有限的空间,发动机被横向布置于动力舱内,通俗地讲,就是动力输出轴指向车体一侧;从专业角度讲,是以发动机曲轴方向与车辆中心线垂直为判定依据。动力输出轴到变速箱之间,增加了传动箱。这样的设计虽然结构相对复杂,但总体布局合理,能够为车内节省出大量空间。

苏联T-54坦克是俄式坦克中首款采用发动机横置布局的经典车辆,它采用的是一款V12水冷柴油机,如果发动机纵置的话,动力舱空间至少要比横置方案大一倍。

T-72所用的V型B-46机械增压柴油机。

X的秘密

上世纪70年代之后,V型气缸布局被多数坦克强国接受,成为了主流设计样式。这种理念下,气缸夹角大多在60度到90度之间,重量较轻的装甲车在选择发动机时,只要将成熟的V12坦克发动机拆去几个气缸,形成V8或V6发动机,就能直接用了。这也说明在当前技术条件下,V型布局更容易实现装甲车辆性能与尺寸的平衡。如果还想增加发动机功率,就把两个V型发动机对装起来,这便诞生出了X型布局。

俄罗斯最新的“阿玛塔”坦克就采用了X型的发动机气缸布局。这种布局的发动机,曲轴高度往往过高,对传动系统的要求也更高、可靠性则随之降低。这一现象从图纸上很难看出来,但实际操作中的确存在。

X型发动机在使用中还存在活塞顶和燃烧室的热负荷过大等问题,多余的热量如果不能被及时散出,发动机壳体和缸套极易开裂。目前,装配了X型发动机的“阿玛塔”还没有任何在高温湿热地区进行过热环境测试的数据。这款新车虽然能在冰天雪地的俄罗斯通过测试,但拉到印度还能不能用,真的不好说。

俄罗斯T-14“阿玛塔”使用的X型A-85-3柴油发动机。

“阿玛塔”的外观还暴露了其发动机的放置方式。目前俄罗斯V型坦克发动机气缸夹角一般为60度,X型发动机一般为两台V型发动机堆置安装而成,前后两个气缸之间的夹角就应该是120度——这意味着X发动机的动力舱尺寸在纵轴上将远长于V型发动机动力舱的尺寸。

从工装和经济性上分析,俄罗斯重新研制发动机气缸的可能不大,很可能沿用已经成熟的零部件,并将两台发动机改装成的六缸机对装起来。这样组装出来的X型发动机外部轮廓为扁平矩形,纵置的话车体宽度不够,只能横置于车内。此外,这样布置也有利于液力综合传动的安装,使乘员获得更好的舒适性。可以推断,“阿玛塔”的发动机采用的是横卧式布局。

目前,引领世界坦克发动机发展两条主线的是美国和俄罗斯。美国已经将燃气轮机发展到了第四代。苏联的燃气轮机的技术曾经80年代高于美国,却没有坚持推广——俄罗斯的坦克工业依然坚持走自己的路,X型发动机就是证明。

由此,我想到了我国坦克发动机专家张均享高工在凤凰军机处讲的那句话:“中国坦克研发要走自己的路,不能盲目跟风;只有坚持自己特色的,才能引领世界的发展潮流。”

 

 

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