很多軍迷都納悶,美軍M1坦克用燃?xì)廨啓C(jī)用了幾十年,怎么到現(xiàn)在都搞不出一款可靠的大功率坦克柴油機(jī)?說出來你可能不信,坦克發(fā)動機(jī)就是工業(yè)領(lǐng)域最硬核的門檻,多少國家急著出成績走捷徑,最后全翻了大跟頭。
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造坦克發(fā)動機(jī)的要求,離譜到超出很多普通人的想象。零下四五十度的寒區(qū),不用預(yù)熱直接就能打火啟動,半分耽誤都不行。零上六十度的沙漠暴曬一天,發(fā)動機(jī)也不能開鍋炸缸。
四五千米的高原空氣含氧量只剩六成,發(fā)動機(jī)也得拉滿功率正常跑,就算整臺車完全泡在水里涉水,缸體和排氣管也得扛得住冷熱劇變,不能泡完直接歇菜。
打仗的時候造作更狠,七十碼狂飆途中一腳急剎躲導(dǎo)彈,轉(zhuǎn)頭就得踩死油門提速,這么來回折騰,發(fā)動機(jī)說什么也不能罷工,真出問題還要能快速更換動力包,不耽誤作戰(zhàn)。
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難就難在三大核心指標(biāo)得同時搞定,大馬力、強(qiáng)扭矩還得體積小。坦克動力艙的空間就那么點,排量被卡得死死的,轉(zhuǎn)速也頂?shù)搅嘶钊男阅軜O限,只能靠提升平均有效壓力,在有限空間里榨出更多馬力。
說白了平均有效壓力就是氣缸里燃油爆炸的勁兒,勁兒越大,同體積的發(fā)動機(jī)能輸出的馬力就越高,這就是坦克發(fā)動機(jī)的核心密碼,沒點真本事根本啃不動。
德國MTU公司琢磨了幾十年,把這個平衡點玩到了極致。早期的MB873發(fā)動機(jī),為了擠出1500匹馬力,直接把排量拉到47.6升,體積臃腫到拖累坦克機(jī)動性。后來用渦輪增壓技術(shù)優(yōu)化,MT883把排量縮到了25.1升,到現(xiàn)在的12V890,排量只剩12升,壓力提升了140%,輸出功率半分沒降。
要提升平均有效壓力,核心就靠兩大硬技術(shù),渦輪增壓和高壓燃油噴射。單級渦輪增壓有天生瓶頸,壓比超過4之后,渦輪效率直接暴跌,溫度還會突破材料的承受極限,只能靠兩級串聯(lián)渦輪增壓解決問題。
先經(jīng)過低壓渦輪壓縮空氣,再中冷降溫,之后送進(jìn)高壓渦輪做二次壓縮,總壓比輕輕松松就能突破6到8,完美解決問題。
咱們的15式輕坦就用上了這套技術(shù),高原缺氧環(huán)境下,二級增壓能直接補(bǔ)償空氣密度不足的問題,機(jī)動性完全不受影響。美國的AAAV遠(yuǎn)征戰(zhàn)車也用這套,水上航行的時候啟動二級增壓,馬力直接拉到2700匹,勁兒是足了代價也大,沒海水冷卻直接啟動,幾分鐘就能把發(fā)動機(jī)燒穿。
美國自己搞的ACE項目,就實打?qū)嵲粤舜蟾^。康明斯主導(dǎo)研發(fā)的這款發(fā)動機(jī),靠著兩級渦輪增壓,想靠14.3升排量擠出1500匹馬力,結(jié)果散熱問題從研發(fā)到下馬都沒解決。最后只能穩(wěn)定輸出850匹馬力,還被軍迷調(diào)侃成“ACE八百五”,項目直接被叫停。
韓國K-2坦克的翻車教訓(xùn),更能說明急功近利是什么下場。韓國當(dāng)年想搞定坦克動力包全國產(chǎn)化,看上德國MAN公司的D2842發(fā)動機(jī),直接強(qiáng)行擴(kuò)缸增行程,把排量拉到27升,轉(zhuǎn)速從2100轉(zhuǎn)拉到2700轉(zhuǎn),就是為了刻意降低平均有效壓力,繞開核心技術(shù)難點。
這種走捷徑的操作,短時間看起來出成果快,實際一用全是漏子。波蘭采購韓國K2之后,K2的國產(chǎn)發(fā)動機(jī)才跑了半年就直接趴窩。不僅頻繁過熱,還動不動出現(xiàn)動力單元卡死的問題,當(dāng)初立項宣傳零到32公里加速只要8秒,實際連9秒以內(nèi)都跑不出來,最后韓國國防部沒辦法,只能直接改了驗收標(biāo)準(zhǔn),自己給自己找臺階下。
說白了不管是美國還是韓國,翻車的核心原因都是想走捷徑賺快錢。坦克發(fā)動機(jī)研發(fā)真就沒有什么捷徑可走,從材料科學(xué)、燃燒控制到精密制造,每個環(huán)節(jié)都得摳到極致,半分偷懶都不行。
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得在試驗臺燒掉幾十噸燃油,得在寒區(qū)、高溫、高原、涉水各種極端場景反復(fù)測試,磨上好幾年才能磨出一臺靠譜的動力系統(tǒng)。這么多血淋淋的教訓(xùn)擺在這里,急著出成果邁大步,最后只會扯到蛋,啥也撈不著。
參考資料:環(huán)球網(wǎng) 坦克發(fā)動機(jī)研發(fā)投機(jī)取巧的慘痛教訓(xùn)
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