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坦克发动机发展“三部曲”


王占清 付迎春


  有人把坦克发动机比作“坦克的心脏”,这是再恰当不过的了。坦克发动机出了毛病,纵然坦克有钢筋铁骨,也不过是“虎落平阳”,只有挨打的份儿。坦克诞生90多年来,坦克发动机的发展,大体上经历了汽油机化、柴油机化、柴燃争雄三大发展阶段,不妨叫做坦克发动机发展的“三部曲”。让我们看一看坦克发动机发展这“三部曲”到底是怎么一回事吧!

  序曲——汽油机化

  早期的坦克几乎清一色装的是汽油机。虽然在早期试制的样车中,有以蒸汽机为动力的坦克,但未能成批生产。至于采用电传动装置的坦克,如法国的“圣沙蒙”坦克,虽然有发动机和电动机,但其动力源还是汽油机。

  世界上第一辆坦克——英国的“小游民”坦克及其后的I型坦克(母亲号),选用的都是现成的“戴姆勒”直列6缸水冷汽油机,最大功率只有105马力,坦克的最大速度只有6公里/时,跟牛车的速度差不多。更要命的是,发动机的噪声极大,吵得要命,乘员苦不堪言。I型坦克上,光开车就要用4名乘员,驾驶员用油门来控制车速,车长负责制动器和前机枪,两名机械手各操纵一侧履带转向,乘员要靠打手势来指挥机械手转向。幸亏车速很慢,若是车速稍快些的话,非撞车或掉沟不可。

  早期所选用的坦克发动机,尽管很原始,但它使坦克有了机动能力,开创了机械化战争的新时代。

  由于选用的坦克发动机,在尺寸和重量等方面很难满足坦克总布置的要求,所以,从20世纪20年代的后期起,一些坦克生产国开始研制专用的坦克汽油机。

  英国于1928年率先研制出专用的坦克汽油机。法国于20世纪30年代初期研制出V型12缸水冷坦克汽油机。美国在1932年利用航空发动机的技术,研制出星型7缸风冷坦克汽油机。这一系列实践,标志着坦克专用发动机时代的来临。

  从选用发动机到设计专用的发动机,表明坦克发动机作为一门独立的技术已经趋于成熟。专用坦克汽油机的结构更紧凑,更适于坦克的总体布置,经济性更好。二战期间,坦克发动机的功率已经达到88~515千瓦,坦克的最大速度达到40~50公里/时。大战中的大规模坦克战、“闪击战”,使坦克成为地面战争的主角,坦克发动机的作用功不可没。

  主旋律——柴油机化

  从20世纪20年代末到50年代末的30年间,在动力装置上,是坦克汽油机“唱主角”的时代。但是,一种更适合坦克用的动力装置——柴油机已经悄然问世。

  早在20世纪30年代初期,苏联(今俄罗斯)、日本和波兰等国便先后研制出坦克用的柴油机,开创了坦克动力装置“柴油机化”的先河。特别是苏联著名的T—34中型坦克上的V2柴油机,在世界坦克发动机历史上,占有重要的地位。尽管柴油机算不上是一个新机种,柴油机和汽油机都是往复活塞式内燃机。但是,柴油机和汽油机的差别,还是相当明显的。二者的主要不同点是,汽油机是火花塞点火式内燃机,以汽油为燃料;而柴油机则为压燃式内燃机,以柴油为燃料,靠气缸内压缩空气形成的高温使柴油混合气自燃。

  由于柴油在运输、存储和使用过程中较之汽油安全得多,再加上柴油机的燃油消耗率较相同功率的汽油机要低20%~30%,所以,坦克动力装置从汽油机发展到柴油机,是历史的必然。

  在二战前及二战中的一些战斗中,坦克中弹后,往往引起坦克迅速着火甚至爆炸,这使得坦克简直成了“铁棺材”。血的教训,对坦克动力装置的“柴油机化”,起到巨大的推动作用。但是,从汽油机到柴油机,是一个渐变的过程。因为柴油机也有它的缺点,突出的是柴油机的工作噪声大,容易冒黑烟,低温条件下起动困难等。直到柴油机逐步克服了它的缺点,性能大幅度提高后,才全面压倒了汽油机。1960年,美国M60主战坦克的问世,标志着坦克动力装置“全面柴油机时代”的来临。目前,坦克的动力装置几乎全部为柴油机,开创了坦克柴油机的黄金时代。

  20世纪70年代以来,坦克柴油机的性能大幅度提高。其主要措施是采用了增压技术。增压柴油机,通俗点说,就是多喷油、多进气,使发动机发出更大的功率,一台发动机顶好几台用。通过采用高增压、中间冷却、旁通补燃等多项技术措施,目前坦克柴油机已经达到相当高的技术水平。像德国的“豹”2、法国的“勒克莱尔”坦克的发动机,最大功率度达到了1100千瓦(1500马力)的高水平,而整个发动机的体积不到1立方米,跟一个大点的写字台差不多;同样功率的民用柴油机差不多要占用一个小房间。两相比较,你该知道坦克柴油机的先进水平了。不过,这是以发动机强化程度高、使用期短、采购价格高为代价的。一台坦克发动机,也就是能用500~1000摩托小时,而价格高达50万~100万美元。同样功率的民用柴油机可以工作5000小时以上,价格还不到它的1/10。从20世纪30年代末,到21世纪前10年,坦克柴油机经历70年以上的使用年限,所以我们说柴油机化是坦克发动机的“主旋律”,这一点并不为过。

  高潮——柴燃争雄

  1980年,美国将AGT—1500型燃气轮机装到M1主战坦克上,标志着坦克动力装置“柴燃争雄”时代的开始。   

  燃气轮机,可以说是一种“结构复杂、原理简单”的内燃机。由于它的工作温度高,各机件只有旋转运动而没有往复运动,故可以使工作涡轮达到极高的转速(2.25万转/分,输出功率相当高。燃气轮机的优点是功率密度大、体积小、重量轻)、加速和扭矩特性好、冷起动性能好、维修性好、可采用多种燃料等。它的突出缺点是“费油”(燃料经济性差,俗称“油老虎”)和“费气”(所需空气滤清器体积大),采购价格也较高。正因为如此,目前在坦克上采用燃气轮机为主动力装置的,仍是凤毛麟角。除了M1坦克外,只有俄罗斯的T—80主战坦克。

  燃气轮机具有良好的发展前景,可以说它是未来的坦克动力装置。但是,直到2020年前,恐怕仍然是燃气轮机和柴油机争雄的时代。它们共同发展、共同提高,将坦克动力装置提高到一个更高的水平。

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  坦克发动机战斗趣闻

  在战斗中,似乎只有坦克炮的火光和坦克巨大的突击力在大显威力。但是,不要忘记,没有发动机,坦克哪来的突击力?请看下面巧用坦克发动机的战斗实例。

  发动机声响伪装。在朝鲜战争中,1953年的夏季反击战时,志愿军第67师的两团担任主攻,坦克2连和坦克4连配合作战。交战中,志愿军215号坦克途中遇雨陷在弹坑中,不能前进。团部命令215号坦克就地支援步兵,向美军的坦克开火。夜战中,在击毁美军两辆坦克、击伤一辆坦克后,215号坦克的火光暴露了自身。紧急情况下,驾驶员巧妙地发动了车辆,先是加大油门,然后逐渐降低油门,使发动机的轰鸣声由大变小,给人以坦克逐渐远去的假象。美军的坦克兵果然上当。一排排猛烈的炮火向坦克“撤走”的必经之路泻去,成为“欢送的礼炮”,而215号坦克则利用夜暗隐蔽待援,最终安全返回驻地。战后,英雄的215号坦克获得了“特等功臣车”的称号,这辆英雄的坦克至今珍藏于中国革命军事博物馆中。当然,在夜视仪高度发达的今天,这种办法就不灵了。

  丝袜挡沙尘。在1991年的海湾战争中,美军的大量M1A1坦克用于海湾地区。巨大的沙尘暴使坦克燃气轮机的空气滤清器不到一个小时就被沙尘堵满,又不便及时清洗,令美国大兵十分恼火。情急之下,许多美国大兵拿女士的丝袜置在空气滤清器上面,这一招还真灵,不仅延长了空气滤清器的保养期,还保证了战斗的连续性。看来武装到牙齿的美国大兵有时也不得不用点“土办法”。