1916年6月24日,英法炮兵羣對索姆河地域的德軍駐紮基地開始了一戰以來最大規模的炮擊,也是一戰中規模最大的一次會戰,這場戰爭造成雙方100多萬士兵喪生。在索姆河戰場上,出現了一種從來沒有見過的武器,到目前為止都是武器裝備中不可或缺的那一個,這就是後來在陸戰中發揮重要作用的坦克。1916年9月15 日清晨,英國為了減少自己的傷亡情況使用了Mark1坦克,這是世界上第一種正式參與戰爭的坦克。雖然在那個清晨並沒有多少德軍犧牲在坦克的履帶下,但是這些“來歷不明”的傢伙,還是讓德軍望而卻步,不知道它究竟是怎樣作戰的迫使德軍拋下自己的陣營,成了戰場上的“逃兵”。
從這時起,全球都在關注這種能夠在短時間內攻破敵人防禦系統,能夠在行走在部隊前,找到突破口的武器。不過,想要獲得戰爭的主動權,如果這玩意能有很好的動力支撐,那麼在戰場上一定威震四方。第一款產品總有很多的不足,MarkI的運作全靠戴姆勒公司生產的直列6缸水冷汽油機,輸出功率低,動力嚴重不足,與之配比的是它28噸的體重,導致了這個龐然大物行動起來相當吃力,它的行進速度和牛車差不多。所以提高坦克的行進速度,是研製坦克需要解決的最迫切問題。早在20世紀30年代初期,坦克的動力系統不再單一,已經有了專門為它服務的採油機。但是剛發明新動力源柴油機,非常耗油。為了解決這個問題,又做了很多的試驗,20世紀60年代,已經有了高效利用率柴油機的出現。
1945-1965年間,在全球範圍內的坦克發動機研發都是以第二代為主的。在以美蘇對峙期間,新一輪的世界大戰隨時都可能爆發,這對坦克的設計理念也有着深遠的影響,第二代坦克發動機的設計大多強調在滿足使用功能、強度、壽命等情況下,結構尺寸要儘可能的小,維修起來用時更短,速度更快,提供動力更足等特點。在主流設計理念的驅動下,設計師們都意識到增加進氣量對於提升發動機功率的重要意義並運用到了第二代坦克發動機的研發製造中,併成功的將這個技術運用到了柴油機的設計製造之中。美蘇作為主導世界局勢的兩個領頭羊,擁有更宏偉的目標,他們把目光放在了性能更加突出的燃氣渦輪發動機上,坦克發動機也該有這麼優秀的表現。
可惜的是在這個時期技術尚未取得突破,並沒能把這個難關給攻克。直到1979年底經過數年的研究,總算將這一個夢想變成更了現實。這就是美國萊卡明公司專門為坦克研發的AGT-1500燃氣輪機,可以在極短的時間內達到最大功率!更讓人驚歎的是,它的本體體積做了非常大的優化,縮小了一半多,啓動非常的便捷、後期維護難度低、扭矩表現良好等優點,美中不足的就是對燃油的需求較高。只是真正的到了生死攸關的情況下,較高的作戰效率能給士兵爭取很多的時間,它的優點對一場戰鬥的幫助不可小覷。
中國的坦克研究開始於二十世紀五六十年代,當時我國得到了蘇聯很多的幫助,還在國內建造了B2坦克柴油機的生產車間,經過科研工作者夜以繼日的工作終於仿製出12150L系列V型12缸水冷式柴油發動機。現在想一想,一開始就選擇做柴油機,也算是選擇了一條捷徑。正真到了七十年代,中國開始將渦輪增壓技術運用到坦克發動機上,併成功的研製出自己的產品——12150ZL柴油機,其功率達到了730匹,與美國、德國這些老牌軍事強國作比較,差距依舊很大。直至八十年代末,中國開始進行第三代坦克的技術攻關,這個項目開始的時候有這麼一個想法,就盼着能搭載着一台技術先進的,擁有強大驅動力的柴油發動機。
在這一方面德國是很有經驗的。所以中國技術人員吸取了德國豹2主戰坦克的研製經驗,運用到99式主戰坦克的研究上並取得成功,150HB型柴油發動機作為它的推進器,功率更是提升到了喜人的1200匹。在這一系列之中功率最大的是12缸柴油發動機,功率更是高達1500匹,這個功率可以和美軍M1A2主戰坦克的燃氣渦輪發動機的一較高下。那麼有趣的是,既然我們的柴油發電機與技術更為先進的燃氣渦輪發動機功率一樣,而燃氣輪機擁有更多的實戰優勢,何不直接啓動燃氣渦輪發動機的研發工作呢?
從1980年,美國將AGT-1500型燃氣輪機正式應用於M1主戰坦克開始,這表明燃氣輪機開始在坦克發動機的未來發展方向上大展身手。燃氣輪機的運作原理很簡單,高温高壓的燃氣能量在熱力學循環過程中由渦輪轉化為動能,坦克行駛的動力就這樣產生了。運轉原理聽起來很簡單,但製作過程卻很複雜,對各個細小的零件都有很高的要求。燃氣輪機簡單的運行原理使其構造也很簡單,因此它便有了以下優勢:體積小,重量輕,效率高以及壽命長。
但有一個缺點限制了燃氣輪機被廣泛應用,即燃油消耗率過高的缺點 。查閲歷史資料便知,美國在1991年進攻至科威特城時,每4至6小時就必須給 M1主戰坦克加一次油。它的高性能和高效率被美國看重,此外還有馬力十足等特點,相比之下消耗多點燃油根本就不算什麼。但對於普通國家來説可能就缺點財氣和勇氣了,不考慮這需要極高水平的後勤保障,只看這些快速被使用的燃油,普通國家就只有咋舌羨慕的份了。
M1主戰坦克在戰鬥中的表現真的是卓爾不羣的,彷彿奔走在戰場上的野獸。它確實也像頭野獸,活動前都得進行大量的補給,耗油量特別驚人。這就得談到燃氣渦輪發動機的工作原理了。雖然燃氣渦輪引擎作為目前最為先進的大功率驅動設備,在運作過程中,效率驚人,可以讓坦克極快的提升到全速前進,但它得保證壓縮機不停止工作,避免因供氧不足造成的熄火,所以它即使不開足馬力,也需要耗費大量的燃油,造成了燃油的浪費。也是由於這個原因,燃氣輪機的燃油需求量是遠遠大於柴油機的。
M1研發團隊在研發途中也意識到了這個問題,因為要關注到燃氣渦輪發動機在實際工作中耗油大,又不可能隨時進行補給,所以在坦克計的時候特別的為它預留了更大的空間。哪怕是這樣子,在中途不對它進行燃油補給的時候,能支持運轉的最遠距離,也只勉強達到500公里。如果行駛途中有遇到不能全速行駛的情況,那麼它的行進距離將會更短。美國雖然有各種基礎裝備及高效的管理給予後勤支撐,能做到物資的及時補給,但他們也認為這不是長久之計。在2003年的第二次海灣戰爭中,為了降低後勤部隊的壓力,美軍甚至給M1坦克油箱灌裝昂貴的航空煤油,希望能提升它的航行里程。
柴油機的內力偶矩對轉動速度的要求不高,比起燃氣輪機來説耗油量大大減少,對各種開銷巨大的部隊來説,性價比更高。雖然燃氣輪機比柴油機多了很多優點,但如果不能想辦法降低其燃油使用量,大部分國家在未來坦克發動機領域中,依然會堅持柴油機這一方向。柴油機也有值得重用的理由,那就是它能保證穩定性、也不需要花過多時間、精力去維護。
部分國家考慮把燃氣輪機和主戰坦克結合,並非柴油機已經無法勝任坦克發動機這一工作,而是覺得柴油機的功能開發已經到達極限了,為了能在未來可能會發生的戰爭中游刃有餘,所以這些軍事強國率先作了戰略部署,嘗試把燃氣輪機和主戰坦克相結合。只是結果有些不盡人意,事實已經擺在了我們眼前,真正把燃氣輪機運用到坦克上的就只有美俄兩個國家而已,大部分國家並不能實現這一想法。
我國之所以開始研製99式主坦克,就是縮小差距,因為我國的坦克發展起步較晚,也確實落後於其它強國,將坦克的實用性擺在第一位。特別是99A坦克使用的最新型柴油機,從各方面的性能來講已經有世界水平。在2012年的時候,99式坦克在美國軍事雜誌評選的世界十佳坦克中排名第三,僅次於德國的豹2A6和美國的M1。坦克燃氣輪機只是頂着一個世界先進技術的名字,其實在技術方面還有所欠缺。哪怕是現在來比較柴油發動機依然是優於燃氣輪機的。
就為了一個面子問題,去打腫臉充胖子換掉明明更適合我們的發動機,去用一個更貴,又讓人不省心的燃氣輪機。現在的中國作為軍事力量強大的世界大國,由於一些客觀的原因,發展燃氣輪機的坦克也是有一定必要的。其實大家也都知道,我國從來沒有説完全放棄燃氣輪機的研究,而是已經開始了進程,並且取得了一定的成果。在將來,燃氣輪機的技術如果能夠更加完善,我國肯定會將它利用起來,發揮作用的。
這是不是可以從側面來驗證了這麼一個事實,燃氣輪機不能適應坦克在戰場上的實際作戰需求,柴油機只能作為坦克動力裝置的唯一選擇?這麼想是有失偏頗的,它們都有用武之地。如果對裝備的反應速度要求非常高,大功率是其特別關注的性能,那坦克採用燃氣輪機無疑是最好的選擇。所以沒有孰好孰差的區別,只是運用得地方對不對而已。汽油機也是因為沒能很好的迎合各國對坦克的性能需求,才漸漸退成坦克發動機這個舞台的。無論是柴油機還是在油耗上表現不佳的燃氣輪機,都能找到適合它的戰場,只是坦克柴油機更受歡迎,但隨着研究設備的改進,燃氣輪機的油耗也在慢慢的降低,未來燃氣輪機將會有更優秀的表現。
日內瓦車展作為歐洲唯一每年度舉辦的大型車展,是各大汽車商首次推出新產品的主要展出平台,在2016年,泰克魯斯·騰風作為中國至玥騰風科技有限公司的第一款增程式電動車也在此亮相,在性能方面,基本上沒有其他電動車能與之相比,其中特別突出的就是它的耗油量很低,100KM的路程用油量僅有0.18,令人驚訝。其實它的運作原理是很簡單的,就是使用了燃氣輪機增程電動技術。因此,我們可以受到啓迪,如果可以把這個技術用在坦克上,將電能轉化為動力,那燃氣輪機的運用將會變得尤為普遍,還能讓坦克的整體性能擁有質的飛躍,你覺得電動坦克的時代是否會有來臨的那天呢?