图:99A坦克
在冷战时期,美苏先后在主力坦克上使用了燃气轮机作为动力。但最后的发展结果迥异,美军对于M1系列坦克的动力总体上比较满意,而俄罗斯在T80坦克的燃气轮机却在实战中表现异常糟糕而被抛弃。中国在后来的99和99A坦克上,也依旧使用的是柴油机。
在坦克上,燃气轮机最显著、对柴油机具备压倒性的优势是低温启动性能。燃气轮机的摩擦部件(比如活塞/汽缸)远远少于柴油机,而且气动力矩小;只要用功率比柴油机小很多的启动电机,就能在-30摄氏度的低温下不需预热进行启动。
此外燃气轮机还能显著提升坦克的加速和越野能力,这是基于几个方面的因素:燃气轮机从怠速运转到全功率输出,只需要不到3秒钟时间;而柴油机的输出功率提升上花的时间,是燃气轮机的2-3倍以上。
图:美军维护M1坦克的燃气轮机
其次燃气轮机的扭矩特性要大大强于柴油机,而且能有效简化变速箱设计、提升动力传递效率,对于越野和加速性能的改善非常明显。此外燃气轮机本身的重量只有同功率柴油机的一半左右,因此更轻的重量也会提升坦克的机动性能。
但是燃气轮机的缺点很显著,价格高是个相对次要的因素——类似德国的先进柴油机那样同样做到非常高指标的话,用的高级合金、制造工时、加工和装配精度等方面付出的成本,并不会比燃气轮机低出非常多。
燃气轮机最大的问题是耗油率高——在大家都以极限功率输出,让坦克飙极速或者最大加速的情况下,燃气轮机的油耗和柴油机相差无几、甚至还有所优势。但是真正坦克踩到最大油门的时候,只占使用时间中的20%左右。
而在60%的运转时间中,坦克发动机都是以怠速或者低功率状态运行的。而燃气轮机的最大缺陷就在于,最小输出功率和最大输出功率状态下,油耗相差其实不多——只要这发动机转着,至少也得烧那么多油。这和柴油机形成了非常巨大的反差——怠速和低功率状态下,燃气轮机耗油率比柴油机高出30%-70%。
图:由于航空发动机上的显著差距,苏联T80坦克的燃气轮机本身性能水平远不及美国产品,因此它的油耗、特别是怠速和低功率下的油耗问题,又比美国要更严重很多
图:俄最新坦克采用了柴油机
特别是在苏联解体以后,俄罗斯在T80坦克的运用上将燃气轮机的问题暴露的特别严重。这些坦克完全没有机会像设计时的预想作战方式那样,像敌方阵地持续高速冲击;而是在车臣等战场上的胶着战斗中,经常要长时间的处于静止或者低速状态,这使得它们的表现远远不如柴油机坦克。
加上当时俄军的指挥组织和后勤管理极为混乱,一些T80坦克甚至是在长时间原地停留,为了给观瞄和火控系统供电而长时间开启发动机的过程中,就把燃油全部烧光;最后失去战斗力被摧毁或者被俘。
中国80年代有相当部分业内人士都根据美国和苏联的选择,认为在未来燃气轮机才是坦克发动机的发展方向。但是一方面国内的燃气轮机水平在当时不足以支持中国开发实用型号,另一方面俄罗斯时代T80的实战表现,也给国内形成了很大的刺激。这些因素的综合作用,最终使得国内在可以预见的未来,都仍然会以柴油机作为动力。
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