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99式坦克之後我四代坦克啥樣,火炮越粗越好嗎


「四代坦克」真的是只是「大口徑火炮+大功率發動機」那麼簡單嗎?這期《總說裝甲》將就四代坦克的問題,談一些個人的觀點和認識,希望能為廣大讀者帶來一些啟發。


四代坦克不像四代機一樣,有4S的標準。目前世界各國對於未來坦克的發展還沒有定論,火炮達到130-140毫米口徑,發動機功率達到1500馬力,這樣的數據很多人都嫌「不過癮」,好像四代坦克的核心就是對於大口徑高膛壓火炮和大功率發動機的技術攻關。四代坦克究竟會是什麼樣?不妨回顧前兩代坦克的技術發展,從歷史中尋找未來的答案。



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99式主戰坦克是解放軍的現役主力。

坦克歷來以新技術應用劃代


現在討論的第一代坦克誕生於二戰後,普遍指的是中型坦克。其實二戰中,重型坦克甚至巡洋坦克等「概念車」都曾出現,但經歷了炮火的檢驗,人們發現在當時的技術條件下,中型坦克最能夠實現火力、防護、機動三大性能的平衡。因此在上世紀50年代,中型坦克淘汰了重型坦克,成為了日後坦克發展的標準體量。從第一代坦克形成過程中可以看出,早在60多年前,就已經驗證了火炮口徑和發動機功率並非越大越好。


二代坦克誕生於冷戰美蘇兩大陣營軍備競賽期間,軍備競賽除了武器數量上的比拼,還有技術質量上的較量。據當年的科研人員講,看到T-72坦克時的第一感覺,就是增加了不少新技術。


二代坦克的火炮仍然是化學動能發射彈藥,但選配的彈藥種類卻增加了不少;動力方面,雖然還是柴油機,但變化的不僅僅是馬力增加那麼簡單,機械增壓和渦輪增壓技術得到普遍運用;從防護手段上看,一代坦克僅僅靠增加裝甲鋼厚度提高防護能力,而二代坦克已經開始選用附加裝甲。


與第一代坦克相比,二代坦克最大的特點就是開始使用彈道計算機等簡單的火控系統,搭配火炮雙向穩定裝置,大大提高了火炮射擊精度。此外,世界各國二代坦克裝配的發動機在缸心距和缸徑尺寸方面,普遍都為將來發展三代坦克留有了餘地。這樣就不難理解,如果僅僅是將一輛一代坦克提高發動機馬力、增加火炮口徑,那麼它還遠遠算不上是二代坦克。


到了第三代坦克技術逐漸成熟時,獵-殲式火控和更先進的炮缸技術、火藥技術,極大地提高了火炮射擊的精度和威力。動力方面,更是形成了燃氣輪機、大功率柴油機這兩條技術路線。其中德國「豹」2坦克的發動機已經能夠做到電子控制、電子監測、自主診斷,美國坦克的傳動裝置更是將AT變速箱自動換擋技術發揚光大。


當時還有一些設計師仍然固執地認為,坦克在作戰當中自動變速箱只是使得操作更加簡便的「傻瓜裝置」。但當俄羅斯的坦克參與車臣戰爭、美軍的坦克進入巴格達市區以後,不論是機械傳動還是液力綜合傳動,都開始選用自動變速箱了。


從這些可以看出,未來坦克的發展方向一定是讓駕駛變得越來越簡單,當自動變速箱成為坦克上的標配以後,阻礙坦克跑起來的最後一關就是駕駛員看不見路。所以,具備超強的戰場環境感知能力,一定是四代坦克的主要特點之一。(轉載請註明,原文作者:《總說裝甲》劉曉峰)



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美國的M1A2SEP主戰坦克。


美俄理念比較:系統看待未來坦克


最近幾年,各裝甲強國紛紛拿出了最新的主戰坦克。美國的M1A2SEP、德國的「豹」2A7、俄羅斯的「阿瑪塔」。除了「阿瑪塔」坦克以外,其餘兩款坦克發動機的功率並沒有顯著提升,而「阿瑪塔」發動機功率提升也是為了搭載更多的附加裝甲和電子設備。


個人以為,目前公開亮相的僅僅是「阿瑪塔」坦克的基本型,俄羅斯坦克設計思路一貫是總體重量控制在傳動裝置可承受的最大範圍內,發動機功率與傳動裝置相匹配,在「阿瑪塔」坦克炮塔位置還會有很多針對不同任務而設計的升級模塊,這些模塊整套安裝上去可能會為坦克增加10噸左右的重量,車體重心也會發生變化,這就是為什麼一貫不追求發動機大功率、車體大尺寸的俄羅斯,會在「阿瑪塔」坦克的設計上反其道行之。


而且據俄羅斯坦克工業系統的有關專家透露,「阿瑪塔」坦克的設計壽命是能夠服役30-50年,如果沒有升級改裝模塊,單靠車體預留空間的話,很難達到設計服役的年限。「阿瑪塔」系列坦克的完全體,很可能未來一段時間才會面世。


美國與俄羅斯的坦克設計理念正好相反。俄羅斯是往地下鑽,一個技術、一個部件,要通過設計把它發揮到極致;而美國則是往天上飛,零部件技術陳舊了就拆下來再裝上個新款的,整車舊了就乾脆研製一款新車。這就是為什麼我們看到美軍從M60坦克到M1A2坦克變化非常大,而俄羅斯的T-72坦克和T-90坦克外形乍一看傻傻分不清的根本原因。


雖然美國M1A2坦克採用燃氣輪機發動機,馬力比T-90坦克高出不少,但這並不能說明俄羅斯坦克動力技術不先進。而且事實也確實相反,M1A1坦克動力艙容積6.78立方米,這還是改進後的尺寸,最早的初樣車是7.8立方米。俄羅斯的是多少?咱還不拿柴油機坦克的數據欺負他,就說同樣採用燃氣輪機的T-80U坦克,動力艙容積2.8立方米,是美國M1A1坦克的一半還不到。


不僅如此,採用自動裝彈機的俄羅斯坦克乘員人數也比美國少一個,這麼多空間被節約下來,經過計算分析,由於正面投影較小,俄羅斯坦克的中彈概率能夠比美國坦克減少30%左右。總體重量也比美國坦克輕得多,這就使得其不需要太大功率的發動機,重量輕可以讓發動機功率減小、發動機功率減小可以讓燃油消耗量降低、相應的油箱體積也會減少,這就是俄羅斯坦克系統設計相當成熟的具體體現。



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俄羅斯最新的「阿瑪塔」坦克。


也許有人會說,T-90坦克其實就是T-72坦克的一款變形車。但俄羅斯從二代坦克改裝而來的三代坦克,其性能基本能夠與美國全新研製的三代坦克想抗衡,這難道不是設計人員的本事么。


美國坦克發動機馬力大的原因不僅是重量大,而且選用的是液力綜合傳動系統。與俄羅斯坦克的機械傳動相比,液力綜合傳動雖然駕駛起來舒適,但加速時會消耗很多發動機的功率。那有人會問:美國坦克也換機械傳動不就行了么?其實不然,根據世界各國的普遍經驗,機械傳動承受不了1100馬力以上發動機輸出的功率,過去就有過系統工程比較差的國家,在搭載1100馬力以上發動機的坦克上採用機械傳動,結果造成坦克轉向失靈的例子。


未來坦克設計思路是增加複雜戰場條件下的機動性和通過性:讓運輸機、登陸艇、列車等載具能多拉就多拉、遇障礙能靠簡易架橋迅速通過,這都需要為坦克「減肥」來實現。如果一味堆砌先進零部件,放棄了整車原有的系統優化設計,過分地追求增加發動機功率是與未來坦克的使用需要背道而馳的。



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赴俄參賽的中國96式主戰坦克。


火炮真的越粗越好么?


火炮和發動機一樣,很多人受到過去兩次坦克換代的影響,只看到了發動機馬力越來越大、火炮口徑越來越粗的表面現象。其實,火炮口徑的的不斷增大是美蘇兩國在坦克工業上相互較勁的結果——美國研製出來一款新炮,蘇聯都要比人家粗幾個毫米,就好象不粗不足以體現蘇聯制度優越性似的。


歸根結底,火炮粗了炮彈藥室的容積就大,裝的發射葯就多,炮彈初速隨之增加,以此獲得了理想的穿甲能力。但美蘇並沒有在發射葯的配方和裝葯結構上下更多的工夫,以至於這方面至今長進不太大。

在中央電視台去年播出的紀錄片《軍工記憶》中,據王哲榮副總師介紹:「祝總師當年為我國三代坦克選用125毫米口徑的火炮。是從技術發展前景看,125比120的底部面積大8.5%,葯室可多裝2kg的葯……炮口動能更大。」


然而,至今已時隔30年,在科研人員的努力下,連民用火藥技術都有了長足進步,如果在裝葯結構、炮鋼技術等方面多下工夫,只要穿甲威力足夠了,是不是能夠在不影響未來坦克火炮威力的前提下,將炮的口徑縮小5毫米,而不是將坦克炮的口徑無休止地擴張到135毫米、140毫米……這樣將從彈藥艙的體積中為寸土寸金的坦克內部騰出更多的空間。



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德國「豹2」A7城市戰坦克的主動防禦系統。


至於騰出來的空間做什麼用,中國的坦克設計師肯定有自己的想法。但可以肯定的是,哪怕全用來安放電容,四代坦克的主動防護系統的工作時長也會大大增加。


四代坦克還會繼續沿用使用了100多年的化學動能炮么?美國的車載電磁炮技術暫時下馬了,但據最新消息:德國最新研製的1立方米的電容器已經能夠提供幾兆焦的能量。如果德國將現有的坦克炮彈去掉發射葯室,再為使用尾艙自動裝彈機,用省下來的空間安裝電容器和柴油發電機,那麼德國將很有可能成為未來第一個為坦克安裝上電磁炮的國家。(轉載請註明,原文作者:《總說裝甲》劉曉峰)


未來坦克的主要特點


四代坦克與三代坦克的劃分節點,必然與之前兩次劃代一樣,都是以一批新技術的應用作為重要節點。我2015年寫的文章中,認為未來坦克的三大特點是「環境感知信息化、生產裝配簡約化、部件使用智能化」。但是經過一年多的技術革新以及個人對四代坦克更加深入的理解認識,我認為四代坦克的特點將是「生產裝配簡約化、部件使用智能化、人員訓練速成化」


為什麼要將「環境感知信息化」去掉?原來的設想是為坦克安裝上玻璃化座艙——並不是在駕駛艙口安裝上一個類似飛機導流罩的東西——而是通過布設在車輛四周的攝像頭將車外360度方位的動態畫面傳輸到車內的顯示器上。最近的VR技術已經開始在民用技術領域普及,在現有的三代坦克上直接為駕駛員配備一部VR眼鏡,比通過顯示器傳輸畫面效果更好。能夠在不對現有坦克大拆大改的前提下實現玻璃化座艙的效果。所以將「環境感知信息化」從四代坦克的主要特點中刪除了。


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網友想像設計的中國未來主戰坦克。


三大特點中的「生產裝配簡約化」是為了戰時坦克工廠能夠遍地開花。這一點從美蘇俄國的工業布局中就能看出來。俄羅斯能夠研製和生產坦克的科研、生產聯合體不止一個,坦克工廠也有不少。一旦打起仗來,東方不亮西方亮、黑了南方有北方。美國由於收到全球戰略思維影響,坦克的生產基地被一再縮減,而美國陸軍的戰鬥力也從當年的席捲歐洲變成了現在「治安大隊」,當有一天戰爭真的來臨,美國陸軍極有可能占不到一點便宜。


再看看美國對於四代坦克的探索,除了對現有的坦克進行零部件升級外,坦克的尺寸、動力傳動、燃油消耗、防護手段、觀察能力等技術基本長期滯留在三代坦克的水平上。很多零部件居然不能實現全國生產。如果想要應對突發的局部戰爭,坦克生產速度一時半會兒提不上來,就只能平時多買點坦克屯著,一旦有用的時候修修改改就能拿出來用。這樣的坦克不僅平時需要消耗大量軍費來維護保養,到了戰場上也是乾等著吃虧。


「生產裝配簡約化」包含兩條主線,一條是零部件生產要簡約化,如果四代坦克真的實現大幅減重,那麼新坦克對於發動機、傳動、擺臂等關重件的要求就會寬鬆許多,很多民營工廠的生產線經過改裝後生產出來的零部件也能夠滿足使用;二是指車輛裝配簡約化,過去一個部件拿到總裝生產線上,要反覆比對安裝,進行適當調試。而未來將可以通過逆向工程,將已經裝配調試好的車輛拆開,測繪得出的數據作為將來生產零部件的標準尺寸。


這樣一來,就可以在全國各地開闢出多條「傻瓜式」的坦克生產線。坦克各個分系統的主要部件拆裝將變得十分容易,部件碼放到位、卡口卡死、接通幾條管路,就安裝到位,組裝坦克就像組裝汽車那樣簡單。這樣平時可以少量裝備用於訓練,一旦戰爭需要,可以在短時間內組織生產;如果戰爭規模擴大、坦克消耗數量增加,還可以在短時間內組建起一批動員廠,參與大批量生產任務。


「部件使用智能化」是在「生產裝配簡約化」的基礎上實現的;而當「部件使用智能化」實現後,「人員訓練速成化」就成為必然到來的現實。只有各個零部件既能形成相對獨立的個體,又能搭配組成系統優化的整體,「部件使用智能化」才能實現。從現有技術來講,自動換擋的變速箱就是「部件使用智能化」最具代表性的例子。


過去人工換檔的時候,操作起來十分麻煩,坦克也難以實現短時間內加速。在80年代歐洲研製坦克時,0-32英里加速度試驗是坦克通過定型的硬指標。如果是手動換擋的坦克,即便是十分熟練的駕駛員也很難在規定時間內跑出戰技指標要求的速度。使用了AT變速箱的坦克,即便是新手,只要猛給油,坦克就能「像兔子一樣竄出去」。如果沒有AT變速箱,坦克很難依靠自身機動規避來襲導彈,可見這項智能技術的應用頗具實戰性。


在四代坦克中,將會有更多的零部件操作變得越來越簡單,甚至可以大膽想像,未來開坦克就像現在開卡丁車一樣,幾分鐘就能上手。隨著「部件使用智能化」隨之而來的「人員訓練速成化」將會觸發裝甲兵的訓練的一場革命。


「生產裝配簡約化、部件使用智能化、人員訓練速成化」這三條設想本身就是一個系統。如果哪個國家的坦克做到了這三點,該國的坦克工業必然將面臨一次「大換血」。而從中迸發出更具生命力的肌體,將開創出「簡單高效、性能優良」的四代坦克工業體系。(轉載請註明,原文作者:《總說裝甲》劉曉峰)

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