总说装甲动力舱不只是坦克心脏 教你看更多门道 2019-10-08 13:31

  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。前置发动机的舍得之道目前,绝大多数的坦克

  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。

  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。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。

  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。

  “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。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。