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坦克装甲车辆能混动吗

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 楼主| 发表于 2023-5-18 09:37:52 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2023-5-18 14:34 编辑 0 F! t) M+ k+ `( b4 i: q8 P- i$ A
- z9 X; |5 j" U  h4 e$ T; Z
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?
$ X) W2 U& \; c. |1 Q8 I
# C' w+ R- U- t: r  X2 }2 P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。! R' ]" K0 t  G. H0 o
* o/ w( h% y& D, h
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。  b9 C. s+ z2 V$ r5 |, K9 y& y
8 `  y$ j+ O# X) i2 X! o
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。
8 t! S& F' O# H6 Z+ r% j
0 n! |3 p3 A/ ?) u- Q% |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。
! L0 Y" `% n. g; M
# S# ]" q7 p3 ?# @3 x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。
3 O8 }9 d' e- _: F. N/ E# K
4 [) y6 L' r: ~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。
. O' C, n! [1 d$ d5 h3 q6 b. h8 t9 |  ^9 k" H  i
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。
% [. K8 E8 n. h3 g* I1 x& p8 r3 f* C
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。
8 x5 U( z4 \! B- {+ {) `
: K2 M, d1 i; k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。; x3 K0 [; L. @1 G
6 `- |0 k( B' @) ?5 `
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。7 C. j' q2 L! W; s! x) ?0 r+ E7 S* L
! \7 w) |; `4 K+ K6 a8 S1 o8 Y
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。* z8 _8 S1 ?' h2 m$ x
# m7 e! {1 s8 w
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 p; o" B5 a8 ^% i* C! n
0 J+ ?2 b4 E3 A0 G
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。
! P) v) w% P% B8 o6 }7 E9 ~7 |* F' G/ Y: n2 R. p- e+ P
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。3 `1 m8 Y$ V. K+ l" y, Y

, m* {# Q& W9 W( c4 @0 |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。$ V1 ]" l* N3 @6 F  M0 F% N- t
6 g( N4 p: T: U; I' P
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。! B! X( [6 b6 N7 T: m2 Z
. X- W, b: a7 U# ~& u1 f% ?
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。$ M" b  p' V0 j0 M; L4 _

) E; [7 k) U) \5 {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。
# U" p9 ?* g! A& e1 h
1 g5 {' g; w, k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。' O4 S% r& E0 j# H

+ C9 `* v+ d% e3 C- b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。
- X; O6 p: K2 U2 l1 l' S" g* X2 S& \5 \; M
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。" ]+ R+ h# g4 d8 j5 Z

( A  h) I# _6 K& S& ]8 O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。
; z/ N6 ?6 _9 P: f7 r0 b! I& [& a) m$ p: v
得失相较,插电增程的优越性还是很大的,应该认真考虑呢。
% u) o9 F4 N  P% x( Y. B$ C; m' z- @# Y
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。) ]% a) A6 {4 ?

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    开心
    7 天前
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    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2023-5-18 10:11:57 | 只看该作者
    军用“金龙电池”的秘密终于被你们知道了

    点评

    给力: 5.0 涨姿势: 5.0
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2023-5-18 10:19
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    该用户从未签到

    板凳
    发表于 2023-5-18 10:36:47 | 只看该作者
    坦克加电池的几个问题:
    * v) e- v+ x$ E7 w3 h+ r1. 如果是混动,增加了机械的复杂性,降低了可靠性。增加了后勤的复杂。降低了车辆的空间和载荷。: b; m  z. h# C
    2. 电池在低温下往往死机。
    ' r2 h3 d* x- K6 P+ ?3. 现在的电池太容易燃烧,安全性太低。参见林志颖车祸视频。以前的柴油坦克vs汽油坦克的教训没必要再重复一次。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-4-20 05:43
  • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体

    地板
    发表于 2023-5-18 11:58:48 | 只看该作者
    一切民用大厂的终极目标都是做军火商?BYD要成为深圳第二家军火商
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  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 12:03
  • 签到天数: 2234 天

    [LV.Master]无

    5#
    发表于 2023-5-18 14:49:17 | 只看该作者
    电动方式在高海拔和密闭空间具有极大的优势,感觉纯电驱动+发电机组合比较好。" R2 L; |/ l3 ]7 R: W) t7 ^
    有好多电动的挖掘机什么的可以参考。
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  • TA的每日心情
    擦汗
    前天 21:05
  • 签到天数: 1552 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2023-5-18 16:22:09 | 只看该作者
    孟词宗 发表于 2023-5-18 10:36
    4 z; M. i& x' R. s3 \坦克加电池的几个问题:
    * E1 e& p- J: |) j% b7 {1. 如果是混动,增加了机械的复杂性,降低了可靠性。增加了后勤的复杂。降低了车辆 ...
    ( b2 @' t, T) Y( ^+ ^3 A
    电池的安全性能比火工品低?
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  • TA的每日心情
    慵懒
    10 小时前
  • 签到天数: 2916 天

    [LV.Master]无

    7#
    发表于 2023-5-18 20:41:26 | 只看该作者
    按照这套路,斯基的下一篇就要扯BYD U8动力套件用在15轻坦上了。
    5 `0 ^+ c, A( V) f
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    该用户从未签到

    8#
     楼主| 发表于 2023-5-18 21:34:58 | 只看该作者
    料理鼠王 发表于 2023-5-18 06:41
    ; J0 Z& {' D' l& O按照这套路,斯基的下一篇就要扯BYD U8动力套件用在15轻坦上了。

    . J4 x5 N- `; l! L% I8 L0 H你别说,除了汽油机换柴油机,真没什么不可以的
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  • TA的每日心情
    擦汗
    19 小时前
  • 签到天数: 3024 天

    [LV.Master]无

    9#
    发表于 2023-5-18 22:01:50 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2023-5-18 08:34
    & k8 Y; U: K1 ]) r$ ^你别说,除了汽油机换柴油机,真没什么不可以的

    6 a! x6 o8 e- S% I' D9 {$ N6 ?9 g5 D混动的话,倒是燃气轮机挺有优势的。燃气轮机的输出曲线还是更合适于发电而不是驱动。燃气轮机发电,然后电驱动。这条道路可以多看看。6 [7 Y! b6 i9 |- l2 J

    % }% i& J. w. ?0 N其实混动坦克,更适合于模块化。这样维修也会更简单。
    回复 支持 1 反对 0

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  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 05:09
  • 签到天数: 1294 天

    [LV.10]大乘

    10#
    发表于 2023-5-18 22:15:17 | 只看该作者
    是个可行的方向。米帝的那个基于XM8的轻坦概念好像是用了混动模式。其下一代主战坦克貌似也是这个方向。
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    该用户从未签到

    11#
    发表于 2023-5-18 22:26:20 | 只看该作者
    四处张望 发表于 2023-5-18 16:22% P% E) N  u% N- ~7 E) J% ~+ A
    电池的安全性能比火工品低?
    ' G9 y6 h, @, U  c$ k- n
    这个还真是这样。参考茫茫多的特斯拉烧车案,包括林志颖的那个车祸。林志颖真是命大,被及时救出来了。有个县长还是区长就因为开的车是隐藏式把手,起火后门打不开被活活烧死了。
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-9-2 01:41
  • 签到天数: 298 天

    [LV.8]合体

    12#
    发表于 2023-5-18 22:34:25 | 只看该作者
    呃,运输油料变成运输电池,对战场指挥官来说倒也没有本质的不同。
    ( }5 u$ q' J% ~3 Y3 c6 p
    + ?0 B* [5 U9 f" C+ Z估计官兵更喜欢把电池运上去更换而不是在前线充电(那样的话还是要运油料)。
    1 v# P3 L8 |6 c: _* W5 o: Y3 u0 O0 t2 B4 i
    据说中国的电池产量是世界其它国产量总和的两倍?那么是不是说搞电坦装只有兔子最有希望?
    5 e! E. l+ h2 K0 q) l* \( W2 @) F2 p; X+ v" T! l. b( r  e
    如果成功,那是又一个美国画饼兔子实现的例子~
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    该用户从未签到

    13#
     楼主| 发表于 2023-5-18 22:42:06 | 只看该作者
    赫然 发表于 2023-5-18 08:01: B0 K+ k! l# y5 i8 v; X. @% r& I7 ]# D
    混动的话,倒是燃气轮机挺有优势的。燃气轮机的输出曲线还是更合适于发电而不是驱动。燃气轮机发电,然后 ...
    4 {; c$ g: _. A) ~6 S
    燃气轮机的油耗更高,不过体积和重量更小。间隙使用的话,这也是个路子。
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  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前
  • 签到天数: 1073 天

    [LV.10]大乘

    14#
    发表于 2023-5-19 01:58:58 | 只看该作者
    赫然 发表于 2023-5-18 06:01
    ; `2 p# r$ {$ \! p混动的话,倒是燃气轮机挺有优势的。燃气轮机的输出曲线还是更合适于发电而不是驱动。燃气轮机发电,然后 ...

    5 K  f5 ]2 I6 w" u6 L支持混动0 Y- @9 e! g8 p# n( C
    或者插混+混动三种模式组合。这样再极端的情况下也不至于束手无电。
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  • TA的每日心情
    擦汗
    19 小时前
  • 签到天数: 3024 天

    [LV.Master]无

    15#
    发表于 2023-5-19 02:07:08 | 只看该作者
    故乡在喀什 发表于 2023-5-18 12:58
    6 [+ L2 y$ G; e) k支持混动
      x* ~1 G6 Q% G7 {, D% ]0 B或者插混+混动三种模式组合。这样再极端的情况下也不至于束手无电。 ...

    ; M* I' U. r, q+ y3 G: {) o3 t这些思路,都可以试试。很多时候,不试试是不知道结果的。现在TG手里电池还是蛮厉害的,可以试试先把15改一改看看。插混可能是比较好的起点。让车载电池能撑个一百公里,或者大半天不动就不错。这个其实对油料后勤有帮助的。
    ( B* r- N# m0 _7 K! D/ e
    回复 支持 2 反对 0

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  • TA的每日心情
    擦汗
    19 小时前
  • 签到天数: 3024 天

    [LV.Master]无

    16#
    发表于 2023-5-19 02:22:22 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2023-5-18 09:348 w& n- n- x1 B4 {
    呃,运输油料变成运输电池,对战场指挥官来说倒也没有本质的不同。" n  X$ v; j' t# j" R2 l
    ; t$ @; h7 _2 `3 _/ V* ?
    估计官兵更喜欢把电池运上去更换而不是 ...

    " c: b+ U4 l, x4 N$ w% t: v8 a6 Q  ?运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么?
    ) g5 L2 h' C+ D. I0 `) L  T+ W5 ^; q) u# _( V# b) n1 J- D0 x5 k; `+ D
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-9-2 01:41
  • 签到天数: 298 天

    [LV.8]合体

    17#
    发表于 2023-5-19 02:43:32 | 只看该作者
    赫然 发表于 2023-5-19 02:221 q" I( x) L( y/ f$ D* A$ Y# @
    运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么?
    - t8 m, {/ E. }. [
    呃,说的对。。电池太容易着火了~
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  • TA的每日心情
    无聊
    前天 02:25
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    [LV.5]元婴

    18#
    发表于 2023-5-19 03:12:24 | 只看该作者
    赫然 发表于 2023-5-19 02:22# v& D& z2 p" A( a: O% n4 g( d8 m$ e
    运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么?

    4 }( \+ }) V4 V& i8 J; V8 C. ?0 u我怀疑需要拉个移动式发电站
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    19#
    发表于 2023-5-19 03:14:41 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2023-5-18 22:42
    9 A$ \; h- u0 I* J6 L燃气轮机的油耗更高,不过体积和重量更小。间隙使用的话,这也是个路子。 ...

    ! |" r# M; N2 h6 I; X0 x
    : b2 B3 y& Y$ _, @* N燃气轮机部分负荷下油耗特别高,满功率还好。燃气轮机还有一个重大缺陷是转速高,因此要配大减速器。但是当燃气轮机直联发电机时,减速器就不再必需了。
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    20#
     楼主| 发表于 2023-5-19 03:41:51 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2023-5-18 13:14) d! U4 I1 n) I% j  I; J
    燃气轮机部分负荷下油耗特别高,满功率还好。燃气轮机还有一个重大缺陷是转速高,因此要配大减速器。但是 ...
    ; }. l8 b* }2 S+ e$ o1 N% ~; L
    问题是:增程模式后,燃气轮机只需要满负荷运转,要么不运转。这和平常以燃气轮机作为主要动力的情况完全不同了。
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