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漫談坦克(四):坦克的機動、通訊、維護與升級
2009/06/17 21:59
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1. 機動力

 

坦克是打運動戰的,所以機動能力非常重要。開過汽車的人都知道,汽車有三大重要部分:發動機(engine),變速器(transmission),和懸掛系統(suspension system)。只要這三樣東西決定了,一輛汽車的性質就決定了,任何其他的東西都是不重要的枝節。坦克的機動能力也是一樣。

 

甲. 發動機

 

坦克的發動機幾乎全部是廢氣增壓的柴油發動機。大馬力的發動機柴油發動機遠比汽油發動機合適,柴油發動機不但馬力大而且耐用,這就是為什麼大型卡車都用柴油發動機。普通一輛汽油車大概跑10萬英里(16萬公里)就報銷了,而柴油車通常可以跑50萬英里(80萬公里)或更遠,而且也更省油。

 

為了要在一個狹小的空間產生最大功率,工程師利用柴油發動機燃燒後的廢推動氣輪(turbine),高速轉動的氣輪將空氣壓縮輸入到活塞,這樣就可以噴更多油燃燒產生更大的馬力。這就是廢氣增壓的柴油發動機。同樣的柴油發動機經過廢氣增壓以後可以增加50%的輸出功率。

 

另一個獲得大馬力的發動機就是燃氣輪機(gas turbine),美國的M1A1/2就是用1500匹馬力的燃氣輪機。

 

在超大功率的發動機上,譬如發電廠,燃氣輪機具有優勢。但是在坦克動力上燃氣輪機沒有優勢,因為燃氣輪機太費油了,不經濟。M1A1喝油像喝水一樣,大多數的國家用不起,打起仗來後勤供應會有問題。

不過燃氣輪機有一個好處,就是什麼油都行,汽油、柴油、煤油、飛機燃油都可以作為燃料。

 

乙. 傳動器

 

傳動器就是俗稱的變速器,它根據需要把發動機每分鐘數千轉的轉速透過齒輪降到不同的速度傳給輪子,這個工作可以是手動也可以自動。

 

開車的都知道自動變速器是一個非常複雜和精密的機器,研發自動變速器不是一件簡單的事。

 

讀者知道那家公司做的自動變速器最好嗎?

不要笑,是通用汽車公司(General Motors)。 GM製造的自動變速器平滑得像綢緞一樣(silky smooth),換檔的時候駕駛人一點感覺都沒有。YST寫這篇文章的時候正逢通用汽車公司宣告破產倒閉,真是無限感慨。老美的汽車工業基本上是被工會搞垮的,嚴格地說,七成是工會,三成是經理。技術上,美國的工程師還是不錯的,但是隨著市場的萎縮技術流失是必然的。

 

西方先進國家的坦克都採用自動變速器,但是中國和俄國都用手動變速器。我相信是中國和俄國的自動變速器不過關。

 

沒有自動變速器的後果是起動加速很慢。法國的“勒克萊爾”(Leclerc)主戰坦克與中國的99式主戰坦克發動機的功率一樣,都是一千五百匹馬力,這兩種坦克的重量也幾乎一樣(法國坦克可能稍微重一、兩噸)。法國的“勒克萊爾”由靜止加速到每小時32公里只需要5.5秒,其他西方先進國家的主戰坦克大約在7秒左右,而中國的99式需要12秒。這在打仗的時候有可能是生死之別。

 

戰場上一輛停著的坦克如果突然偵測到被敵人的激光照射,那就表示自己已經被敵人發現而且敵人的火炮控制系統正在測量距離,這是發炮的前兆。在這種情形下,所有坦克的反應都是拔腿就跑,先躲過第一炮。法國的“勒克萊爾”起動和加速快,在砲彈來臨前可以逃出危險範圍(至少一個車位),而中國的99式還沒有開出半個車位就被砲火擊中了。

 

自動變速器的好處不僅僅是為了駕駛坦克方便,在某些緊要關頭時是可以救命的。

 

丙. 懸掛系統

 

YST 承認在懸掛系統上是外行,不敢多說。歡迎讀者補充。

 

2. 通訊能力

 

通訊能力不在坦克的三大要件上,但是非常重要。雖然理論上坦克可以單車出戰但是並不常見,通常坦克作戰至少是以連為單位去完成某個任務。一個坦克連通常有14~17輛坦克,如何協同作戰,連長如何指揮,這就要靠坦克之間的通訊。這種通訊不但要求在運動中暢通無阻而且還需要加密不能讓敵人偷聽,這種通訊系統是不簡單的,屬於高科技。尤其現代的坦克機動快,戰場的範圍越來越廣,要求通訊的距離越來越長,這對通訊技術是一大挑戰。

 

目前西方先進國家的坦克移動通訊範圍可以到達35公里,而中國還沒有這個能力,通訊的品質也不如西方先進國家。這是中國的弱項。

但是中國有華為、中興、大唐這些高科技通訊公司,中國的坦克通訊問題不但可以解決,而且是一個極好的機會在通訊(communication)這個領域培養一批能幹的科學家和工程師,為高校畢業生帶來數以千計的工作。

 

我們必須了解,軍事的研發不但是一個國家高科技的支柱而且是許多高科技的發源地。中國在坦克通訊上的投資一定會帶來商業移動通訊的果實,更何況為高校畢業生尋找出路是政府的責任。

 

3. 維護與升級

 

一輛坦克的壽命是很長的,因此容易維護非常重要。維護佔據坦克兵日常操作大部分的時間,維護上的考量絕非小事。我記得有報導中國在某次坦克外銷競標中落選,原因就是動力系統不能整體吊裝,造成保養上很大的麻煩,不如其他的競爭者。

 

中國40多年前製造的59式主戰坦克有些現在還在用,但是很多關鍵設備已經升級了,譬如加掛反應裝甲、安裝了更先進的火炮控制系統等等,它們被給予新的型號59D和賦予新的任務。在未來的戰爭它們仍然有能力為國家作出貢獻,雖然不是主角但也是重要的角色,在和最先進的坦克配合下一樣可以在戰場立功。

 

所以好的坦克在設計的時候都會考慮到維護的問題,同時也會為未來的升級留下空間。

 

 

(未完待續)

 

漫談坦克(五):坦克的構造與分工

 

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4樓.
2009/07/07 01:47
肥蟾蜍!

戰車有一個非常重要的性能:行進間射擊準確度!

二戰的戰車當時都沒有這種能力,有也是中看不中用。這意味著射擊時自己必須停下來......剛好讓敵人提升射擊你的命中率!

現代戰車的複雜懸吊系統雖然對於後勤維修帶來挑戰,也造成戰時時效上的劣勢。但是考量到對於行進間射擊命中率的提升(因為車身變的更穩定)以及戰車戰鬥人員的反應時間縮短......平穩的越野懸吊系統還是值得投資的基本配備。

這或許也是俄係戰車的一個盲點(也是優點?)考慮了後勤維修與造價低廉卻犧牲了一些性能與存活率?製造T34的工廠只要有當時製造農機具的程度就可以了,而這還是當年的水平而已。

當初以色列在設計MEKAWA時就拋棄了過度複雜的獨立懸吊系統,理由除了後勤維修之外還有一個別人都沒有的秘密武器.........

抗炸能力........(這是啥玩意兒)?

以色列在多年的實戰經驗中得到一個流血經驗:老式的英係台車式懸吊系統比美式的扭力桿系統對於地雷有更好的存活率!

這導致後來的Mekawa系列全部採用古老的台車式(平衡桿式)懸吊系統:這是取得(射擊)性能與存活率的最好選擇。

根據後來中華民國第一位用大比例全鋼製造戰車車身的設計者(我的二叔)親口告訴我:台車式性能最好......維修率與越野能力一流!

以我自己的戰車乘坐經驗告訴我一件非常重要的事:戰車的越野平穩性越好,乘員的疲憊感與瞬間反應(射擊)能力都會有明顯較好的表現。或許這也是俄係戰車一個看不見的弱點。

另外補充一點有趣的資料:M48跟M60的扭力桿系統並不可靠......時常斷掉必須更換,連重僅20幾頓的M41輕戰車扭力桿斷掉也不是什麼罕見的事。M48在中華民國陸軍裡早期就被戰車兵取了一個有趣的代號:蟾蜍(台語發音)!因為M48趴在那裡很像....。扭力桿斷了好幾根趴在那裡動彈不得,活像一隻肥蟾蜍!

3樓.
2009/06/19 14:08
关于坦克的悬挂2

然后是悬挂本身对运动的稳定能力。首先谈一下坦克的交战策略,一般的坦克交战策略是发现目标,短停,开火,然后再启动,但是在战场情况不允许短停的时候(比如敌方占火力压制优势),坦克就需要运动中射击,这时除了火炮本身的稳定系统之外,悬挂所带来的运动稳定性也至关重要。二战中德国坦克从五号战车,也就是虎式坦克开始便采用重叠式机械扭杆悬挂,虽然该种系统非常复杂,但是其带来的运动稳定性也极其惊人,可以完全忽略一般的地形落差,这样做的好处是坦克即便在运动中也能有相对高的命中率,这对于数量上不占优势的德国装甲兵团来讲非常重要,而上面提到过的克里斯蒂悬挂在稳定性上则明显不行,所以无论是T-34还是后来的T54/55、T-62其运动开火的命中率都很差劲。现代坦克的悬挂在运动稳性上都有不同程度的表现,不过本人的资料不全也缺乏验证,因此不做陈述。

关于悬挂本身的结构简易程度,这一点对于武器来讲至关重要,因为武器需要面对的是环境恶劣的战场,而不是荧光灯下的展台。一个武器优秀与否除了其本身的性能还有保养的问题。还是拿二战中最有特色的两辆坦克来说事,虎式坦克的交叠式悬挂系统虽然带来了相当高的运动稳定性,但是他本身结构实在是太复杂,一旦损坏,在战场上进行修复就非常麻烦,大多都需要运回工厂。相比起来,T-34的克里斯蒂悬挂系统则是极其简单,因此战时维护非常容易,只要接受过一定程度的训练而且有备用零件,任何人都可以轻松的修好它们。

非常感謝你的補充說明。 YST2009/06/19 19:05回覆
2樓.
2009/06/19 13:46
关于坦克的悬挂系统

坦克的战斗环境大多非常恶劣,有着巨大的地形落差。如果没有优秀的悬挂系统,坦克就必须要承受所有的地形落差所造成的冲击与震动,这既降低了行驶速度,也降低了坦克本身的机械寿命,对乘员来讲也是巨大的挑战。因此悬挂系统的设计优秀与否将直接关系到坦克本身的战斗力。其影响指标大体可以划分为:悬挂本身的承受能力、运行的稳定性、对机械传动的反馈能力,考虑到战时保养,还有其结构本身的简易程度问题(外行的结论,请勿见笑)。

先谈一下悬挂承受能力的问题。因为坦克本身质量大,在高速运行时会有恐怖的动能,因此悬挂系统必须要能够承受坦克本身的质量,而且还要最大程度的缓解运动中所造成的冲击,如果因为承受不了冲击而损毁,那结果将会是灾难性的。所以悬挂一定要结实,而且有足够的缓冲能力。一战时的坦克悬挂几乎没有任何的缓冲能力,所以坦克的所有机械结构都必须要承受运动中的冲击,因此坦克寿命低,故障率也高的惊人。而到了二战,几乎所有的坦克悬挂设计都考虑到了地形缓冲与悬挂承受能力的问题,其中以苏联的T-34和英国的十字军巡洋坦克所使用的克里斯蒂弹簧扭杆悬挂系统最为优秀,它们完全可以承受住坦克在运行中的冲击而且在最大程度上将其缓解,因此它们几乎可以适应任何的恶劣地形(不过十字军坦克的履带太窄,所以在湿地表现欠佳,T-34则是跑遍天下)。现在坦克的机械扭杆式悬挂系统和液气悬挂已经可以完美的承受住超过60吨的重量以及坦克全速前进中所带来的冲击力,除了结构的革新外,材质的应用与更为明确的设计指标都是非常重要的。

非常感謝你的補充說明。 YST2009/06/19 19:05回覆
1樓.
2009/06/18 06:58
美國汽車工業…
一個普通工人時薪成本是60美元以上
車子又不能賣得比人家貴
那是不可能會有機會生存的!!!