10.20 我軍坦克裝空調了嗎?

我軍坦克裝空調了嗎?

在之前的《國慶閱兵中我軍坦克真的“簡配”了嗎?》,有位ID為amadeus的網友在後臺留言表示“15式沒裝空調,不知道將來去哪打仗”。其實這位網友的問題也代表了目前軍迷們的一個主流觀點,即:在炎熱環境下,空調就是戰鬥力。不過至少在我軍裝甲部隊中,這句話還很難成立。那麼今天我們不妨來就這個機會,談一談坦克空調的問題。

我軍坦克裝空調了嗎?

關於我國主戰坦克裝不裝空調的問題,在十一閱兵之後,央視對閱兵99A頭車駕駛員一級軍士長丁輝的採訪中,這位“兵王”已經給出了答案:廠家原本設計中是有空調的,不過部隊為了保證裝備運行的平穩性和發動機功率的釋放性,一般不安裝空調。因此,在戰鬥時坦克內部的溫度一般在50度左右。雖然不排除有誇張成分,但坦克兵日常作業環境之艱苦亦可見一斑。

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其實縱觀世界坦克發展,人們很早就已經認識到坦克在高溫、高溼、強日照地區作戰時會面臨車內高溫引起車組成員的熱應激反應甚至燙傷,並進而影響車組成員戰鬥力的問題,也針對這一問題摸索出了不少實用的降溫措施。比如在二戰的北非戰場,開慣了十字軍、瑪蒂爾達的英軍在換裝了美軍的M3斯圖亞特坦克後,驚奇的發現這款使用飛機發動機的美國坦克可以利用其十六葉發動機散熱風扇在坦克行進過程中製造“穿堂風”,有效降低車內成員的體感溫度。因此,英軍士兵對這款坦克完全不吝溢美之詞。不過,出於種種考慮,這種降溫方式並沒有得到廣泛的普及。

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上世紀70年代,隨著空調在民用汽車上的普及,英國人研發出了世界上第一代一款實用化的裝甲車輛空調。這種空調與一般的家用空調極為相似,均使用氟利昂作為製冷工質,製冷效率較高、經濟性好、能耗低。不過也存在野戰環境下氟利昂易洩漏、難補充等、結構複雜、維修困難等缺點。但在世界各國紛紛禁止氟利昂的生產使用後,這種空調也不得不被放棄。

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另一種車內空調的設計思路是使用空氣作為製冷工質,將空氣壓縮後對外做功,使之溫度降低,並將溫度降低後的空氣直接供應給乘員艙。這種空調相比於上面的氟利昂空調結構簡單、重量輕,但是更加難以實現。因為坦克很難滿足壓縮空氣所需的能源。一般而言,壓縮空氣空調壓縮空氣的方式無外乎以下幾種:1、用車內電源供電壓縮空氣;2、使用發動機驅動壓氣機;3、從燃氣輪機的壓氣機後直接引流。

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其中方案1的能耗過於巨大,很難在坦克上實現;方案2需要有一個體積非常小、增速比較高的變速器,來將坦克發動機通常兩三千轉的轉速增加到六七萬轉,這也比較難實現;最後方案3雖然看起來很美,但是直接在燃氣輪機壓氣機後引流會大幅降低燃氣輪機的功率,以此來解決車內降溫的問題得不償失。所以,迄今為止在蘇聯T-80系列、美國M1系列兩個燃氣輪機坦克大家族中,也只有T-80U這種功率極其充沛的“陸地飛機”採用了這樣的空調系統。

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由於空調系統實現起來技術難度高、性能損失大,所以各國也不約而同的將目光轉向了“空調背心”這種單兵降溫設備。與乘員艙空調相比,“空調背心”能耗低、體積小,相對容易實現。這也使得我國學術界和不少“軍事大V”對“空調背心”有一種近乎執著的追捧。不過,正如當年由於上反穩像技術不行於是瘋狂鼓吹下反穩定的“優越性”一樣,這種追捧背後透出的,更多的是一種無奈——液冷背心由於極易在炮塔迴旋過程中發生液體洩漏而很難在坦克上實際應用,氣冷背心除了類似的問題外,製冷效果也並不理想。

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在“空調背心與乘員艙空調之爭”方面,我們完全可以借鑑當年加拿大陸軍的例子:當年為了在阿富汗執行任務,加拿大陸軍曾在德國租借了一批豹2A6主戰坦克。因為德國緯度較高,氣溫相對較低,所以這批德國豹2A6並沒有配備可以“選配”的空調系統,而且是租借而非購買,加拿大人也無法對這些豹2A6坦克進行大規模升級(安裝空調)。後來加拿大人不得不啟用了Plan B——給坦克乘員配備了氣冷背心。然而,在阿富汗地區的實戰經驗表明,這些氣冷背心並不能有效降低車組成員的體感溫度,於是加拿大政府又迅速與德國達成了協議,為這批豹2A6坦克安裝了空調。

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無獨有偶,一些曾經在M2佈雷德利步兵戰車上服役過的美軍老兵也紛紛表示:雖然佈雷德利步戰車的技術手冊、圖片等等信息均顯示,美軍有一款專門為車組成員配備的“空調背心”,但是從來沒有人在現實中見過這個東西,更別說實際應用了。這也從側面表現說明美軍其實對“空調背心”的性能並不滿意,以至於根本沒想過將其大規模推廣開來。

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其實對於常年在中東炎熱地區作戰的美軍來說,其車內溫度過高的問題甚至遠邁我軍。但在坦克、步戰車空調系統的普及上,美軍也表現的極為謹慎。以M1系列主戰坦克為例,其在M1A2 SEP之前的坦克均沒有安裝空調系統,而這些沒有升級過的M1A1和M1A2坦克又是美軍在中東執勤的主力。在這樣炎熱的環境中,車組成員甚至發明了將坦克的超壓三防系統出風管塞進防彈背心聊以降溫的“土辦法”。雖然超壓三防系統並不具備製冷功能,且排出的空氣還會比車外溫度略高,但這也足以緩解車組成員的“絕望心情”了。

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一般認為,美軍之所以在M1A2 SEP主戰坦克上加裝了熱管理系統(TMS,其實就是空調),是為了解決新一代炮手熱像儀的散熱問題。雖然這種說法廣為接收,但是我們仍不能以此為據認為乘員艙空調“不是給車組成員準備的”。據美軍的說法,TMS製冷功率為7.5千瓦,能在極端條件下讓乘員艙的溫度穩定在35攝氏度,讓車內發熱設備的觸摸溫度維持在51攝氏度以下,製冷性能極為強悍。

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美軍TMS分為室內機(AHU)和室外機(VCSU)兩個部分,其中室外機安裝在炮塔後部儲物籃的最左側,負責製冷並將冷卻後的丙二醇-水混合物通過管道輸送至室內機進行熱交換。此後,安裝在炮手熱像儀正前方的空調室內機將會把冷風通過炮手熱像儀輸送至全車。在工作模式上,美軍TMS與一般的家用氟利昂空調別無二致,僅僅是更換了難洩漏同時即使洩漏也不會汙染環境的製冷工質。最大限度的發揮了傳統空調的優點、迴避了其缺陷,非常適合我軍參考借鑑。

我軍坦克裝空調了嗎?

鑑於我們從沒見過99A型和15型主戰坦克的“標配空調”究竟長什麼樣,所以也只能通過VT-4主戰坦克的空調大致進行推測。在我國出口至泰國的VT-4主戰坦克上,其空調室外機同樣掛在炮塔尾部的儲物籃上,這意味著其基本不會是使用發動機帶動壓縮機轉動的空氣循環空調,而更像是美軍TMS這樣的使用坦克電力系統供電的傳統空調。此外,在泰國公佈的宣傳片中我們也可以發現,VT-4主戰坦克的空調在每個成員的戰位均設置了出風口,這也意味著這型空調的設計初衷就包括了為車組成員“定點製冷”。

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對於這種傳統空調來說,其對車輛戰鬥力的影響主要體現在以下幾個方面:1、空調設備自身的重量會降低坦克的功重比,並進而影響坦克的機動性;2、空調的功耗會給坦克供電造成一定負擔,影響坦克上其他設備的使用或影響電池的續航時間;3、空調的額外功耗還會影響發動機的動力輸出和油耗,造成坦克機動性和續航能力的下降。

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然而在權衡之下,包括美國、加拿大、法國等在內的大量國家軍隊仍然認為為坦克加裝空調系統是利大於弊的。這裡我們也不妨逐條分析一下:以美軍TMS空調為例,其系統全重為384磅,約合174公斤,若以99A坦克55噸的戰鬥全重來計算,安裝TMS系統後增重僅約0.3%,基本可以忽略不計。在功率方面,TMS額定功率為7.5千瓦,哪怕全天候全時段全功率運行,也只佔到了發動機總輸出功率(1500馬力)的不到0.7%,基本不會對坦克機動性產生什麼實質性的影響。

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在供電能力方面,美國M1系列主戰坦克由發動機驅動的發電機額定發電功率為15.6千瓦,早期型號外掛APU的功率為2.2千瓦。如果空調全功率運轉,會直接吃掉全車42%的發電量。不過,即使這些坦克安裝了TMS,也可以轉由24V、300Ah的電池組單獨驅動空調滿功率運轉近一個小時的時間。而此時發電機除了能夠滿足車內其他電子設備所需外,還能抽出餘力為電池進行充電。

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更加重要的是,隨著技術的發展,今天坦克供電能力也已經大為提升了。以美軍M1A2 SEP坦克為例,其使用10-20千瓦的APU取代了此前的2.2千瓦APU,APU可以在發動機不運轉的情況下為全車電力系統(包括空調)供電。這大大降低了坦克對蓄電池供電的需求。因此,M1A2 SEP的蓄電池組也從之前的6塊鉛酸電池改成了2塊鎳鎘電池。

我軍坦克裝空調了嗎?

既然空調對全車戰鬥重量、發動機出力的影響微乎其微,那麼我軍之所以認為“空調影響坦克性能”,最重要的原因可能還是空調系統的耗電量太大而我軍坦克供電未必充足。不過,想要在不犧牲性能的情況下解決製冷問題倒也並不難。比如我國同樣可以為99A和15式坦克換裝功率更大的APU,如果坦克內部空間實在不足,甚至還可以學習早期的M1系列坦克,把APU和空調外機一起掛在炮塔後部。當然,這也僅僅是我們的一家之言,最終如何取捨,還是要看解放軍的自身需求。畢竟很多時候外掛個保溫箱裡面裝滿冰水就能解決的問題,也沒必要花過多精力去弄一個改進型號出來。


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