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[军事] 《出鞘》2019-10-17:时有微凉不是风:我军自用坦克什么时候才能用上空调

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发表于 2019-10-17 02:49 PM |显示全部楼层








时有微凉不是风:我军自用坦克什么时候才能用上空调
新浪军事  2019年10月17日


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在之前的《国庆阅兵中我军坦克真的“简配”了吗?》,有位ID为amadeus的网友在后台留言表示“15式没装空调,不知道将来去哪打仗”。其实这位网友的问题也代表了目前军迷们的一个主流观点,即:在炎热环境下,空调就是战斗力。不过至少在我军装甲部队中,这句话还很难成立。那么今天我们不妨来就这个机会,谈一谈坦克空调的问题。



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关于我国主战坦克装不装空调的问题,在十一阅兵之后,央视对阅兵99A头车驾驶员一级军士长丁辉的采访中,这位“兵王”已经给出了答案:厂家原本设计中是有空调的,不过部队为了保证装备运行的平稳性和发动机功率的释放性,一般不安装空调。因此,在战斗时坦克内部的温度一般在50度左右。虽然不排除有夸张成分,但坦克兵日常作业环境之艰苦亦可见一斑。



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其实纵观世界坦克发展,人们很早就已经认识到坦克在高温、高湿、强日照地区作战时会面临车内高温引起车组成员的热应激反应甚至烫伤,并进而影响车组成员战斗力的问题,也针对这一问题摸索出了不少实用的降温措施。比如在二战的北非战场,开惯了十字军、玛蒂尔达的英军在换装了美军的M3斯图亚特坦克后,惊奇的发现这款使用飞机发动机的美国坦克可以利用其十六叶发动机散热风扇在坦克行进过程中制造“穿堂风”,有效降低车内成员的体感温度。因此,英军士兵对这款坦克完全不吝溢美之词。不过,出于种种考虑,这种降温方式并没有得到广泛的普及。



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上世纪70年代,随着空调在民用汽车上的普及,英国人研发出了世界上第一代一款实用化的装甲车辆空调。这种空调与一般的家用空调极为相似,均使用氟利昂作为制冷工质,制冷效率较高、经济性好、能耗低。不过也存在野战环境下氟利昂易泄漏、难补充等、结构复杂、维修困难等缺点。不过在世界各国纷纷禁止氟利昂的生产使用后,这种空调也不得不被放弃。



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另一种车内空调的设计思路是使用空气作为制冷工质,将空气压缩后对外做功,使之温度降低,并将温度降低后的空气直接供应给乘员舱。这种空调相比于上面的氟利昂空调结构简单、重量轻,但是更加难以实现。因为坦克很难满足压缩空气所需的能源。一般而言,压缩空气空调压缩空气的方式无外乎以下几种:1、用车内电源供电压缩空气;2、使用发动机驱动压气机;3、从燃气轮机的压气机后直接引流。



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其中方案1的能耗过于巨大,很难在坦克上实现;方案2需要有一个体积非常小、增速比较高的变速器,来将坦克发动机通常两三千转的转速增加到六七万转,这也比较难实现;最后方案3虽然看起来很美,但是直接在燃气轮机压气机后引流会大幅降低燃气轮机的功率,以此来解决车内降温的问题得不偿失。所以,迄今为止在苏联T-80系列、美国M1系列两个燃气轮机坦克大家族中,也只有T-80U这种功率极其充沛的“陆地飞机”采用了这样的空调系统。



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由于空调系统实现起来技术难度高、性能损失大,所以各国也不约而同的将目光转向了“空调背心”这种单兵降温设备。与乘员舱空调相比,“空调背心”能耗低、体积小,相对容易实现。这也使得我国学术界和不少“军事大V”对“空调背心”有一种近乎执着的追捧。不过,正如当年由于上反稳像技术不行于是疯狂鼓吹下反稳定的“优越性”一样,这种追捧背后透出的,更多的是一种无奈——液冷背心由于极易在炮塔回旋过程中发生液体泄漏而很难在坦克上实际应用,气冷背心除了类似的问题外,制冷效果也并不理想。



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在“空调背心与乘员舱空调之争”方面,我们完全可以借鉴当年加拿大陆军的例子:当年为了在阿富汗执行任务,加拿大陆军曾在德国租借了一批豹2A6主战坦克。由于德国维度较高,气温相对较低,所以这批德国豹2A6并没有配备可以“选配”的空调系统。同时因为是租借而非购买,所以加拿大人无法对这些豹2A6坦克进行大规模升级(安装空调)。所以加拿大人不得不启用了Plan B——给坦克乘员配备了气冷背心。然而,在阿富汗地区的实战经验表明,这些气冷背心并不能有效降低车组成员的体感温度,于是加拿大政府又迅速与德国达成了协议,为这批豹2A6坦克安装了空调。



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无独有偶,一些曾经在M2布雷德利步兵战车上服役过的美军老兵也纷纷表示:虽然布雷德利步战车的技术手册、图片等等信息均显示,美军有一款专门为车组成员配备的“空调背心”,但是从来没有人在现实中见过这个东西,更别说实际应用了。这也从侧面表现说明美军其实对“空调背心”的性能并不满意,以至于根本没想过将其大规模推广开来。



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其实对于常年在中东炎热地区作战的美军来说,其车内温度过高的问题甚至远迈我军。但在坦克、步战车空调系统的普及上,美军也表现的极为谨慎。以M1系列主战坦克为例,其在M1A2 SEP之前的坦克均没有安装空调系统,而这些没有升级过的M1A1和M1A2坦克又是美军在中东执勤的主力。在这样炎热的环境中,车组成员甚至发明了将坦克的超压三防系统出风管塞进防弹背心聊以降温的“土办法”。虽然超压三防系统并不具备制冷功能,且排出的空气还会比车外温度略高,但这也足以缓解车组成员的“绝望心情”了。



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一般认为,美军之所以在M1A2 SEP主战坦克上加装了热管理系统(TMS,其实就是空调),是为了解决新一代炮手热像仪的散热问题。虽然这种说法广为接收,但是我们仍不能以此为据认为乘员舱空调“不是给车组成员准备的”。据美军的说法,TMS制冷功率为7.5千瓦,能在极端条件下让乘员舱的温度稳定在35摄氏度,让车内发热设备的触摸温度维持在51摄氏度以下,制冷性能极为强悍。



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美军TMS分为室内机(AHU)和室外机(VCSU)两个部分,其中室外机安装在炮塔后部储物篮的最左侧,负责制冷并将冷却后的丙二醇-水混合物通过管道输送至室内机进行热交换。此后,安装在炮手热像仪正前方的空调室内机将会把冷风通过炮手热像仪输送至全车。在工作模式上,美军TMS与一般的家用氟利昂空调别无二致,仅仅是使用难泄漏同时即使泄漏也不会污染环境的丙二醇-水混合物取代了氟利昂作为制冷工质。最大限度的发挥了传统空调的优点、回避了其缺陷,非常适合我军参考借鉴。



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鉴于我们从没见过99A型和15型主战坦克的“标配空调”究竟长什么样,所以也只能通过VT-4主战坦克的空调大致进行推测。在我国出口至泰国的VT-4主战坦克上,其空调室外机同样挂在炮塔尾部的储物篮上,这意味着其基本不会是使用发动机带动压缩机转动的空气循环空调,而更像是美军TMS这样的使用坦克电力系统供电的传统空调。此外,在泰国公布的宣传片中我们也可以发现,VT-4主战坦克的空调在每个成员的战位均设置了出风口,这也意味着这型空调的设计初衷就包括了为车组成员“定点制冷”。



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对于这种传统空调来说,其对车辆战斗力的影响主要体现在以下几个方面:1、空调设备自身的重量会降低坦克的功重比,并进而影响坦克的机动性;2、空调的功耗会给坦克供电造成一定负担,影响坦克上其他设备的使用或影响电池的续航时间;3、空调的额外功耗还会影响发动机的动力输出和油耗,造成坦克机动性和续航能力的下降。



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然而在权衡之下,包括美国、加拿大、法国等在内的大量国家军队仍然认为为坦克加装空调系统是利大于弊的。这里我们也不妨逐条分析一下:以美军TMS空调为例,其系统全重为384磅,约合174公斤,若以99A坦克55吨的战斗全重来计算,安装TMS系统后增重仅约0.3%,基本可以忽略不计。在功率方面,TMS额定功率为7.5千瓦,哪怕全天候全时段全功率运行,也只占到了发动机总输出功率(1500马力)的不到0.7%,基本不会对坦克机动性产生什么实质性的影响。



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在供电能力方面,美国M1系列主战坦克由发动机驱动的发电机额定发电功率为15.6千瓦,早期型号外挂APU的功率为2.2千瓦。如果空调全功率运转,会直接吃掉全车42%的发电量。不过,即使这些坦克安装了TMS,也可以转由24V、300Ah的电池组单独驱动空调满功率运转近一个小时的时间。而此时发电机除了能够满足车内其他电子设备所需外,还能抽出余力为电池进行充电。



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更加重要的是,随着技术的发展,今天坦克供电能力也已经大为提升了。以美军M1A2 SEP坦克为例,其使用10-20千瓦的APU取代了此前的2.2千瓦APU,APU可以在发动机不运转的情况下为全车电力系统(包括空调)供电。这大大降低了坦克对蓄电池供电的需求。因此,M1A2 SEP的蓄电池组也从之前的6块铅酸电池改成了2块镍镉电池。



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既然空调对全车战斗重量、发动机出力的影响微乎其微,那么我军之所以认为“空调影响坦克性能”,最重要的原因可能还是空调系统的耗电量太大而我军坦克供电未必充足。不过,想要在不牺牲性能的情况下解决制冷问题倒也并不难。比如我国同样可以为99A和15式坦克换装功率更大的APU,如果坦克内部空间实在不足,甚至还可以学习早期的M1系列坦克,把APU和空调外机一起挂在炮塔后部。当然,这也仅仅是我们的一家之言,最终如何取舍,还是要看解放军的自身需求。毕竟很多时候外挂个保温箱里面装满冰水就能解决的问题,也没必要花过多精力去弄一个改进型号出来。
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