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本帖最后由 晨枫 于 2023-5-18 14:34 编辑
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% Y( M T$ r y5 \+ ^3 G; i坦装能混动吗?能,很必要,而且各国都在研究,不过还没有量产的。中国现在全电、插混、增程方面全面铺开,或许这是下一代坦装领先的机会?
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# h: F P& r8 o& m坦装全电可能不现实,增程、插混应该在技术上没有过不去的坎。增程也可以插电,或许这是坦装混动的理想模式。也就是说,电驱动,大电池,用较小的内燃机充电,但保留插电的能力。
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% e4 j% J8 Z5 E1 Q* p" p坦装都是重型车辆。最高速度不是太大的问题,但启动要快,加速要快,扭力要大,噪声要低。启动快才能在紧急情况下立刻出动,这对坦装十分重要。在战斗条件下,常常没有暖车时间。加速快则能迅速转换战斗位置,这可能对生存还是被击中有关键作用。扭力对加速重要,对爬坡也重要。坦装常常需要利用地形,上坡下坡是战术动作的需要,山地作战更是需要爬坡。
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噪声低是常常被忽略的要求。过去履带是噪声的主要来源,现在普遍挂胶,噪声大大降低,发动机噪声就是主要来源了。坦装是野战利器,但现在越来越强调利用地形地物隐蔽接近,在开阔地堂而皇之地前进是找打,从飞机到导弹到地雷到炮弹,有无数种死法等着。在复杂地形里,噪声常常是最先暴露行踪的。美国M1“艾布拉姆斯”坦克采用燃气轮机动力,启动快,加速快,噪声低。在北约演习中,常常悄悄摸到桥头,才被对方发现,快速出动、低噪声行进功不可没。# J% N+ d# X/ e# l4 v4 `6 }
$ d0 S: [6 E( k% P: ~坦装还有高原高温动力不足的问题。内燃机是热机,环境温度太高,影响热机效率;高度太高,空气密度太低,含氧量不足,更影响热机效率。现在的办法是增加发动机功率,使得由于高原高温损失后,依然有足够的功率保障机动性,但代价也是明显的。
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发动机功率越大,重量和体积越大,导致坦装尺寸加大,装甲面积增加,总重急剧增加。即使不算这些因素,发动机功率过大也导致油耗增加。大家都怠速,的大V8油耗绝对比小三缸要高;同样速度下中低速匀速行驶也是一样。+ j ^" I2 x! W% Y* F: p/ Z
8 P6 a2 o8 e6 @. s' w大功率只有在高速巡航、急剧加速、爬坡、高原、高温时有优越性,这是重要的优越性,所以内燃机动力的坦装不计代价,也要大功率。问题是,混动可以保持这些优点,而只需要中低功率。3 v& v& X W# ]" C$ o3 U4 o
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混动比内燃机省油,动力系统基本上无噪声,这是常识。这对坦装很重要。军队省油不光是为了省钱,更是为了降低后勤负担。插混对野战意义不大,战场上没有充电桩,但对平时训练和使用还是有很大的意义。大部分训练和使用都在营地附近,长途开进也经过人烟相对密集地区,插电可以显著降低训练成本,这是不应忽略的军费开支。当然,坦装充电不能像轿车充电,可能需要双插头之类,加速充电,否则就充到猴年马月了。
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作战状态的坦装长时间匀速行进的时间其实不多,更多的是冲刺、急停、上坡、下坡。这对混动的能量回收很有利,也降低了刹车和履带的损耗。另外,作战状态下的坦装也有很多时间是蛰伏,眼观六路耳听八方,一有动静就动若脱兔、投入行动。这种状态下,内燃机需要长时间怠速,不仅耗油、费机器,也产生热特征,容易被发现。电动就没有这个问题,可以无限停车待机,一按电钮就跃出,而且除了车上其他用电设备,待机时电驱动本身没有热特征。这对现代战场上红外探测日益增加是重要的生存力保障。
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混动后,用电动助力,或者直接就是电驱动,扭力碾压内燃机,加速、爬坡绝对有利,轻松超过哪怕是牛气冲天的德国坦克柴油机。多电动机的话,还增加冗余度,一个电机故障了,车辆还能保持一定的机动性,这是增加战场生存力的。9 C6 p9 A8 x0 Y4 L% P C) d
3 Q" o5 B" K% h o5 d更重要的是,电动机基本上不受高原高温的影响,这很重要,可以降低“过度动力”的要求。当然,这只是在电池动力的情况下,用内燃机充电还是受到影响,不过情况不一样了。在最坏情况下,内燃机出力不足,充电放慢,但可以用时间换电能。充电到一定程度后,又“活过来”了。内燃机就不行,要是动力不足,再长时间憋劲还是没劲,只有回到“过度动力”的老路。) N* O& m7 n: _- j: B( C+ F
4 x* y! F. i# G! j$ e, R电驱动还适合在闭合空间里的使用,比如在山洞里或者在废弃建筑里,至少可以用好长一段时间。
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低温对电池容量有影响,对内燃机也有影响。在低温下,内燃机需要暖机后才能正常运行,温度越低,发动机功率越大,暖机要求越高,否则很毁发动机。特别低的问题对发动机的润滑也影响很大,过冷的进气需要预热才能达到正常燃烧温度,这些都增加油耗,降低出力。最后平衡下来,低温对混动的影响还是更大一点,但差别并不是很大。0 _, Z0 R5 X: P: ? z3 ?% {
# k( W8 I/ X2 F+ O电池包增加坦装的重量,这是不利因素。不过历史上对重量的敏感来自对发动机的功率要求。电驱动后,动力曲线完全不一样了,路上各种新能源车也充分证明了一点:重量增加并不影响加速更快,毕竟扭力增加更快。0 ~5 M4 u E+ E* z0 W+ T
" B- e" [! N7 G% t1 @像汽车上一样,电池包可以改善重量分布,大大便利坦装的总体设计。坦装发动机前置还是后置一直是一个问题。前置增加防护,解放有用空间,但重量分布不好,要是保持后驱,还需要沉重的传动系统;后置相反,而且正好与前伸火炮的重量相平衡。# Q: o+ x9 t8 g( L! w! }+ P2 X
, `/ u( b( I6 G3 y+ K电驱动后,电动机也电池重量分离,电池分布相对自由,甚至可以像汽车一样:全地板电池。如果大胆一些,还可以用电池包形成周身的额外保护“澡盆”,增加对乘员的保护。这当然使得电池容易受到打击,需要隔舱化,避免被击中的电池起火、蔓延到其他电池模块,还需要自动灭火系统抑制火灾。* B* B' A1 Y5 U. Q, L1 ]
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电池有起火危险,油箱也有起火危险。电池还可以用分布和隔板降低起火危害,油箱就不容易做到了。在装甲隔舱和泄压挡板的保护下,电池的起火危害是可以控制的。
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不过更大的重量对坦装的两栖能力肯定是不利的。两栖需要浮力,重量就是重量,什么扭力都回避不了这个问题。不过也不全是坏处,如果解决浮力问题的话,电驱动使得增加额外的螺旋桨推进器很容易。( o. I1 Y. c/ n' S
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另一个容易忽略的地方是:任何形式的混动都增加了车上的发电能力,这已经成为军车普遍的短板了。1 M- k5 [0 b& @5 \+ u! i
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现代步兵随身佩戴各种电子设备,从单兵通信、单兵导航到单兵数据链,单兵红外光电甚至微波雷达,都需要用电。现在的办法是用大量干电池,但那不仅电容量不够,也很重,阿富汗美军特种部队已经发现了这个大问题,试图用便携式太阳能充电器解决,但总是对野战和秘密行动不便。
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5 B6 g! {4 j/ K6 A现在的机械化步兵也是一样的问题,车上并不能充电,必须带上一大堆电池。混动后,车辆就是机动的充电宝,那就方便多了,至少不远离车辆的步兵不再受电池重量所困。
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/ e \$ u Q2 t8 z+ V5 p车上电力还有更大的用处。车载主动防御系统普及了,但毫米波雷达耗电太大,成为装用的瓶颈。美国M2“布莱德利”步战在阿富汗装上主动防御系统后,必须把车上所有用电的设备统统关掉,包括通信,才能不导致发动机过于超负荷运转。通信只有靠单兵随身设备,通信距离、通信质量、数据率都大大下降。
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如果未来车载激光、微波武器发展起来,对车载电力的要求更高,混动提供了很好的平台。
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得失相较,插电增程的优越性还是很大的,应该认真考虑呢。 }8 m# e( i+ i# N" c5 C0 q- ^
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对了,比亚迪U8的功率达到1100马力,比15轻坦的900-1000马力(一级和两级增压)还要高。过去汽车发动机的马力再大,扭力不足,不可能用于坦装发动机。现在电驱动扭力不成问题了,马力又大,比亚迪U8是不是能装上15轻坦,真成可以考虑的问题了。/ d0 Y3 V0 O3 x/ P
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