很多军迷都纳闷,美军M1坦克用燃气轮机用了几十年,怎么到现在都搞不出一款可靠的大功率坦克柴油机?说出来你可能不信,坦克发动机就是工业领域最硬核的门槛,多少国家急着出成绩走捷径,最后全翻了大跟头。

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造坦克发动机的要求,离谱到超出很多普通人的想象。零下四五十度的寒区,不用预热直接就能打火启动,半分耽误都不行。零上六十度的沙漠暴晒一天,发动机也不能开锅炸缸。

四五千米的高原空气含氧量只剩六成,发动机也得拉满功率正常跑,就算整台车完全泡在水里涉水,缸体和排气管也得扛得住冷热剧变,不能泡完直接歇菜。

打仗的时候造作更狠,七十码狂飙途中一脚急刹躲导弹,转头就得踩死油门提速,这么来回折腾,发动机说什么也不能罢工,真出问题还要能快速更换动力包,不耽误作战。

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难就难在三大核心指标得同时搞定,大马力、强扭矩还得体积小。坦克动力舱的空间就那么点,排量被卡得死死的,转速也顶到了活塞的性能极限,只能靠提升平均有效压力,在有限空间里榨出更多马力

说白了平均有效压力就是气缸里燃油爆炸的劲儿,劲儿越大,同体积的发动机能输出的马力就越高,这就是坦克发动机的核心密码,没点真本事根本啃不动。

德国MTU公司琢磨了几十年,把这个平衡点玩到了极致。早期的MB873发动机,为了挤出1500匹马力,直接把排量拉到47.6升,体积臃肿到拖累坦克机动性。后来用涡轮增压技术优化,MT883把排量缩到了25.1升,到现在的12V890,排量只剩12升,压力提升了140%,输出功率半分没降。

要提升平均有效压力,核心就靠两大硬技术,涡轮增压和高压燃油喷射。单级涡轮增压有天生瓶颈,压比超过4之后,涡轮效率直接暴跌,温度还会突破材料的承受极限,只能靠两级串联涡轮增压解决问题。

先经过低压涡轮压缩空气,再中冷降温,之后送进高压涡轮做二次压缩,总压比轻轻松松就能突破6到8,完美解决问题。

咱们的15式轻坦就用上了这套技术,高原缺氧环境下,二级增压能直接补偿空气密度不足的问题,机动性完全不受影响。美国的AAAV远征战车也用这套,水上航行的时候启动二级增压,马力直接拉到2700匹,劲儿是足了代价也大,没海水冷却直接启动,几分钟就能把发动机烧穿。

美国自己搞的ACE项目,就实打实栽了大跟头。康明斯主导研发的这款发动机,靠着两级涡轮增压,想靠14.3升排量挤出1500匹马力,结果散热问题从研发到下马都没解决。最后只能稳定输出850匹马力,还被军迷调侃成“ACE八百五”,项目直接被叫停。

韩国K-2坦克的翻车教训,更能说明急功近利是什么下场。韩国当年想搞定坦克动力包全国产化,看上德国MAN公司的D2842发动机,直接强行扩缸增行程,把排量拉到27升,转速从2100转拉到2700转,就是为了刻意降低平均有效压力,绕开核心技术难点。

这种走捷径的操作,短时间看起来出成果快,实际一用全是漏子。波兰采购韩国K2之后,K2的国产发动机才跑了半年就直接趴窝。不仅频繁过热,还动不动出现动力单元卡死的问题,当初立项宣传零到32公里加速只要8秒,实际连9秒以内都跑不出来,最后韩国国防部没办法,只能直接改了验收标准,自己给自己找台阶下。

说白了不管是美国还是韩国,翻车的核心原因都是想走捷径赚快钱。坦克发动机研发真就没有什么捷径可走,从材料科学、燃烧控制到精密制造,每个环节都得抠到极致,半分偷懒都不行。

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得在试验台烧掉几十吨燃油,得在寒区、高温、高原、涉水各种极端场景反复测试,磨上好几年才能磨出一台靠谱的动力系统。这么多血淋淋的教训摆在这里,急着出成果迈大步,最后只会扯到蛋,啥也捞不着。

参考资料:环球网 坦克发动机研发投机取巧的惨痛教训