爱吱声

标题: 坦克装甲车辆能混动吗 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2023-5-18 09:37
标题: 坦克装甲车辆能混动吗
本帖最后由 晨枫 于 2023-5-18 14:34 编辑
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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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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。; Y; @0 |9 q) ^; ~2 d

* F8 u& q2 k+ v5 T# l- n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。( F5 }: Q. B, E7 X6 K5 C

9 Z6 e- b0 c9 C$ n( Q* @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。
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$ V2 k! S# e! d9 q% o3 O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。9 X2 q" M5 E3 N: v5 C
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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。) s  i) Q( \7 A

/ \) A8 w7 A, y. u- \! \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。0 m! f& ]( T0 C8 V. |# P1 ]
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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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) V, C& v8 m4 E! f: S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。7 r  s- x2 L+ q  l8 `0 H
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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。- D6 X$ ?8 U7 E+ ?& b4 R! ]
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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。3 R. S# y& i1 L8 j- f6 \) t

) t4 M1 Y8 V" ^9 T, f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。* W% I2 q& S$ C/ E  k

" x8 A& s9 s. x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。
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* N* i' u: M, U- |2 r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。
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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。
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* a( x# m* ]# U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。
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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。7 w0 q" u. z" F2 @, V
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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。
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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。5 K! H/ q" b0 }% b

" I1 n7 ]6 B2 j! c6 e3 u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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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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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。& I8 M% O! w6 |6 }

  }( \3 C% K% u8 g  p得失相较，插电增程的优越性还是很大的，应该认真考虑呢。2 f# Z4 O# l& p2 D1 o- _

2 n: S1 f4 L( ?$ J* H, v5 ^8 {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。
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作者: 蓦然回首    时间: 2023-5-18 10:11
军用“金龙电池”的秘密终于被你们知道了
作者: 孟词宗    时间: 2023-5-18 10:36
坦克加电池的几个问题：( c4 p* c' x, q
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。降低了车辆的空间和载荷。9 P* P! S5 [1 W( l5 y& ~( z5 ]* X
2. 电池在低温下往往死机。: l; i% E3 H: q3 @1 U) C% S; Z
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。
作者: 可梦之    时间: 2023-5-18 11:58
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
作者: 秋水    时间: 2023-5-18 14:49
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。$ V; u3 O. L/ M
有好多电动的挖掘机什么的可以参考。
作者: 四处张望    时间: 2023-5-18 16:22
孟词宗 发表于 2023-5-18 10:36$ ^# F& l7 Y7 r4 O
坦克加电池的几个问题：$ i+ |1 i, A* D+ q
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 ...

8 d8 ?! t( \$ `% E+ A0 S电池的安全性能比火工品低？
作者: 料理鼠王    时间: 2023-5-18 20:41
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。
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作者: 晨枫    时间: 2023-5-18 21:34
料理鼠王 发表于 2023-5-18 06:41  }  i# e/ 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。
& U, ?) n6 i# }% P" c; K
你别说，除了汽油机换柴油机，真没什么不可以的
作者: 赫然    时间: 2023-5-18 22:01
晨枫 发表于 2023-5-18 08:346 ^0 u7 l) f7 O- a3 `
你别说，除了汽油机换柴油机，真没什么不可以的
3 a1 }& e, v9 U$ g  c5 z4 u
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。
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其实混动坦克，更适合于模块化。这样维修也会更简单。
作者: 潜水员    时间: 2023-5-18 22:15
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。
作者: 孟词宗    时间: 2023-5-18 22:26
四处张望 发表于 2023-5-18 16:229 Z& E6 o6 a% K4 r4 A
电池的安全性能比火工品低？

( ^7 H$ s" e3 v. h: B2 R$ d* u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。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-18 22:34
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。  T. k! m+ x& t: |; D5 Q- Q, E* E
7 ^/ R# K/ i' X6 V3 @
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）。
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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？
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如果成功，那是又一个美国画饼兔子实现的例子～
作者: 晨枫    时间: 2023-5-18 22:42
赫然 发表于 2023-5-18 08:01
) b- d  \* T+ l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 ...

' j: x2 K; W, W0 b" j; \3 S. X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。
作者: 故乡在喀什    时间: 2023-5-19 01:58
赫然 发表于 2023-5-18 06:01
( F; C; Y' E) P9 H4 T5 F8 g0 {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 ...
  Z& A. _( G7 y  U5 ?
支持混动  I5 J* s5 j0 S5 p
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。
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 02:07
故乡在喀什 发表于 2023-5-18 12:58. @1 p0 n4 ?8 V
支持混动
, Q6 Y' Y( {- w, ^  Y3 P( w; F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。 ...

7 I$ g# j& m1 a3 r$ q( p7 E$ L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。! X8 o& `( t6 g' d5 Z  X
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 02:22
鳕鱼邪恶 发表于 2023-5-18 09:34
# h0 ?2 x  t" H" ]1 J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。
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估计官兵更喜欢把电池运上去更换而不是 ...

7 O2 ]; P( j5 v! Y/ m运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么？
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作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-19 02:43
赫然 发表于 2023-5-19 02:22/ x2 Z1 I) I* ?# O3 s# ~, H* [7 o1 K+ g
运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么？

/ q7 }2 O! n+ d. \& k: L6 O呃，说的对。。电池太容易着火了～
作者: 怎这样呢    时间: 2023-5-19 03:12
赫然 发表于 2023-5-19 02:227 m+ x8 c" w* Q5 }9 [- z
运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么？

8 t4 _" \; A+ I8 d: K. _' v$ j我怀疑需要拉个移动式发电站
作者: 沉宝    时间: 2023-5-19 03:14
晨枫 发表于 2023-5-18 22:42
0 i" o+ C8 x( H0 z7 Q' I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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5 ?2 s. j# m" T: S% V# ]1 p; c
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。
作者: 晨枫    时间: 2023-5-19 03:41
沉宝 发表于 2023-5-18 13:14; U' g0 r" |/ J& S2 f- z+ 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 ...

9 ^3 |. j- j- I* d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。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-19 04:50
孟词宗 发表于 2023-5-18 22:26( y5 v2 v7 k- s" }
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 ...
$ d! s& B) ]' z6 Q1 U
最大的限制还是现在的电池估计步枪啥的就能打着火。。
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 06:43
晨枫 发表于 2023-5-18 14:41' b; t- I! i' K8 U
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 ...
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这个不同才是优点呀。原来燃气轮机直接驱动的时候，变速机构复杂，效率低下，油耗高。这是由于燃气轮机的功率输出曲线决定的。# d. r: M# Q- w  |: R6 w

* Y7 R* K% J+ c  ~: P现在燃电组合，就可以极大的发挥了燃气轮机的优点，功率大，效率高（在一定转速下）。而且避开了燃气轮机的缺点，低速的时候扭矩很低，效率很低。因为这些工况有电机来承担。燃气轮机就是发电一件事情，这个可以做的很好。
作者: 晨枫    时间: 2023-5-19 07:18
赫然 发表于 2023-5-18 16:435 Z  B3 k2 h8 D; \' h8 p" m
这个不同才是优点呀。原来燃气轮机直接驱动的时候，变速机构复杂，效率低下，油耗高。这是由于燃气轮机的 ...
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是的，需要重新思考。不过在什么工况下，柴油机都更加省油。
作者: 孟词宗    时间: 2023-5-19 08:01
鳕鱼邪恶 发表于 2023-5-19 04:500 c& E' }* ?+ f8 R/ T- B
最大的限制还是现在的电池估计步枪啥的就能打着火。。

5 z; R" t4 F: k0 C0 |9 L现在电池着火的另一个问题是无法用传统手段扑灭。所以大多数电动车着火后都是烧剩一个车架子。对于坦克来说，虽说真被击穿了也就完蛋了，但内部着火还是有一定的扑灭设备的。如果装了电池后起火无法扑灭，安全性可靠性就大大降低了。
作者: IceCow    时间: 2023-5-19 08:21
怎这样呢 发表于 2023-5-19 03:12
+ J  I# \6 y% f; m我怀疑需要拉个移动式发电站
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核电宝就行。急了的话，还可以当个脏弹用
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 08:33
晨枫 发表于 2023-5-18 18:18! d" h# X( z9 |% E# L- K
是的，需要重新思考。不过在什么工况下，柴油机都更加省油。
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这个油耗，这是在直连传动系统的时候。
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8 t% a; v) N6 R8 c9 b但是，发电的话，柴油发电机组的效率是低于燃气发电机组。所以，燃气发电混动这个道路是值得研究的。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-19 08:39
赫然 发表于 2023-5-19 08:33
: T3 j# I8 J, o$ l( W/ a: ?$ v这个油耗，这是在直连传动系统的时候。
6 L" ^6 r6 C7 t, g' d  Y* `- h" L: u0 J6 {* y
但是，发电的话，柴油发电机组的效率是低于燃气发电机组。所以， ...

: G5 Q7 M* Q2 m- F燃气轮机发电可以直接给电机供电么？
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 08:48
鳕鱼邪恶 发表于 2023-5-18 19:39* v$ r3 M* C0 T& {6 @0 q" q  P$ z
燃气轮机发电可以直接给电机供电么？
8 S( X- |( j9 ?
这个我不懂。。感觉是可以的。
, z5 i" w& i6 D% q不过应该可以和电池组并联，这样应该有利于稳压稳输出
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-5-19 08:52
赫然 发表于 2023-5-19 08:48
' Q/ v" i1 R: h' h( U2 r这个我不懂。。感觉是可以的。
9 W/ R1 h  s) u不过应该可以和电池组并联，这样应该有利于稳压稳输出 ...

7 S( Z' H: \7 a3 U7 i, y2 _9 D稳压之类的事情是不是可以交给电容？
' l& G6 j3 Z$ d2 S5 [; O4 h; Y7 N% ~0 q, }) t3 h" Q# O
不用电池的电坦克，咋样？
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 09:00
鳕鱼邪恶 发表于 2023-5-18 19:52
3 R' b/ y* g# _3 W8 q: S稳压之类的事情是不是可以交给电容？) {1 Q( P8 d1 N$ O

7 ^& S2 d( N+ T& [! `1 L! T不用电池的电坦克，咋样？
' Z9 L5 n( [% |$ i) s  @
电池才是最重要的，用电池主要是为了启动快，不启动发动机的时候坦克功能都可以用。; [5 c2 M; C. w7 E* U( Q# b
这样可以省油，而且始终保持警戒。
作者: 晨枫    时间: 2023-5-19 09:10
赫然 发表于 2023-5-18 18:33: u) p4 c0 ?! r/ V
这个油耗，这是在直连传动系统的时候。
6 Z4 C) M  H% P5 X4 v9 q
* y$ R) ~. p* p3 v1 D但是，发电的话，柴油发电机组的效率是低于燃气发电机组。所以， ...

% D. Q. i# Z, G这是指燃气轮机发电机组连co-generation后的效率吧？否则燃机发电比柴油机发电的效率更高，好像没有道理？柴油机本身油耗更低，转速低所以减速比小、机械损耗低，应该系统效率更高？
作者: 料理鼠王    时间: 2023-5-19 09:54
将来埋伏的坦克都不用发动机，就能突然启动发动袭击，这是很恐怖的事情。
作者: 赫然    时间: 2023-5-19 09:56
晨枫 发表于 2023-5-18 20:10  q+ G$ m' k$ B5 U3 L- l
这是指燃气轮机发电机组连co-generation后的效率吧？否则燃机发电比柴油机发电的效率更高，好像没有道理 ...
# \* b" n: Y4 b
机械损耗是柴油机大。柴油机有往复运动，而燃气轮机只有旋转。运动部件要少很多。这个从可靠性和维修周期就看出来的。燃气轮机维修间隔是柴油机的好几倍。
9 W; q- K+ J* U+ W" r. r6 A' K, N% Q% q$ A
还有最根本的是燃烧效率，燃气轮机可以做到理论上的完全燃烧，而柴油机从理论上就不可能。+ o1 |+ g8 w, S1 G
9 s* Z) W  ?. ~
一般柴油发电机组效率在25%到32%。燃气轮机最高可以做到40%多。
作者: 晨枫    时间: 2023-5-19 10:01
赫然 发表于 2023-5-18 19:56
+ P/ y* r0 S+ U. x; @机械损耗是柴油机大。柴油机有往复运动，而燃气轮机只有旋转。运动部件要少很多。这个从可靠性和维修周期 ...

. T: r8 W; B/ V8 Z燃气轮机的进气量和排气量大得多，排气温度高得多，这里面带走的能量可不少啊。# G$ p0 p- S1 d. ?0 `
" a- Y* v# B/ X- b! L
燃机组40%应该是co-gen，不是纯燃机。& j2 ?  K2 f- D0 I0 @, h# _  d
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co-gen用燃机尾气“烧锅炉”，把乏热再发一遍电，这样出来的尾气就是低温的，热效率极大提高。/ M$ s7 C& @! R. g( f
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船上用还有可能，车上是不可能了。
作者: 小书童    时间: 2023-5-21 14:40
实际上目前的自动驾驶研究过于超前，似乎除了军用没有啥情况下的自动驾驶环境是值得车企，用户，和第三方投入如此大的资源去研究的，而中国被动进入这个赛道的几家如果都是合资企业，那么关键信息被获取将来也是很麻烦的事情
作者: 晨枫    时间: 2023-5-21 21:42
本帖最后由 晨枫 于 2023-5-21 07:43 编辑 . Q" o" a/ f. I& O9 h& z$ J
小书童 发表于 2023-5-21 00:40" T! C; y. S9 X
实际上目前的自动驾驶研究过于超前，似乎除了军用没有啥情况下的自动驾驶环境是值得车企，用户，和第三方投 ...

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军用自动驾驶其实大有可为，后勤车队自动驾驶的话，可以大大减少护送车队的需求，战斗地域送货也不用担忧了。
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中国很多民用高科技企业都有某种程度的中外合资背景，或者外籍主要人员，这在现阶段可能是难以避免的。



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