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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 % w1 Y: ^/ r5 N7 J- x
0 m' a9 k! a8 \" l
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?+ i8 |/ w( @* `$ I

, v( f; A8 F, ]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。
/ y0 J, \( U( r" G1 G9 L9 k  W% j  j% v" e# Q$ D% q# m
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。. S1 ~" W- M5 W8 B: w# T0 U
1 H2 ?& ~6 Y( `# t: ?) }
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。
$ T& {# l6 N% p; X# n7 C
& }; u3 ]! D" j3 g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。1 @' t7 j- D7 ]0 C6 h  u* P5 d; e2 P
$ m. n7 o" f' A# U
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。
1 e& t7 g8 `( _9 q7 _6 S+ v  N/ f# v: j" T7 e3 g
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。
! z; c* D! o  X; _# J+ l% R4 p
" j) M# T' R! g( A, q" ^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。+ w' w  V2 o+ o3 s' N
! l4 w: k4 Q8 R5 O- q' ?% ]  }
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。/ l8 i" T1 W  v4 x) ?

, `; R+ i' S$ u: t3 V) m* A8 f2 E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。7 P; F( B2 \) a4 `  r
* {, R% K; u) I( d; ?
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。
- q6 R7 Z; c! B6 H, S) N; y! c1 a" B8 z, b
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。
6 z) ]& X- w6 W$ I4 O$ l, l7 q3 i5 p; H
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。
1 n& o4 _$ u0 z: }- w; i
1 b; i" O5 G! E& v5 U( i8 Q9 f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。, b6 @3 w8 z# q' @" ~* G% y

$ \0 ]0 B! Y) @8 U; G; k0 `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。
6 l$ r! P& G7 T1 i5 A) t* J3 c* g7 @: M3 x/ ^8 \7 p5 o3 g9 w
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。2 |2 R. o8 y* J2 q; [+ |! Z
( P+ m  X- [& x1 D; [: z
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。
6 ?, b' J# w  J! y6 C  t7 X8 A! m$ j
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。+ |" {( _: {0 H9 N

+ F, a7 ?* @. t! t8 b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。
7 J  U. ~7 |8 V: l" @2 z4 P1 J3 L+ h8 O5 e" H* 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。) @; z3 {" A8 a  s1 i
8 U# d1 b: K" H
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。
7 X0 z0 n' D# m: g! J
5 S( ]/ C. p+ y. @6 w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。: P2 F% I' ]6 H! H

& J0 k( I# u; W. T) _* Z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。9 `$ H0 A$ |) U0 h, w

, M7 h5 ^/ V0 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。6 I. V( C& v& V" l$ b& N/ o, [  |
; i. B1 W& J3 q
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。- l/ T; F7 M) i# D9 e$ E

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    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:
    3 y) g0 j/ I# _' F+ C! I( k1. 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。) q# f  o! A! T- A7 r4 j
    2. 电池在低温下往往死机。: |+ ?- M: H( H  M& 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。
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  • TA的每日心情
    奋斗
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  • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体

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  • TA的每日心情
    奋斗
    昨天 11:56
  • 签到天数: 2338 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。% z, Y6 l* M! ^* H2 o" Y- g1 D
    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
    奋斗
    22 小时前
  • 签到天数: 1639 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2023-5-18 16:22:09 | 只看该作者
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    电池的安全性能比火工品低?
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  • TA的每日心情
    慵懒
    4 天前
  • 签到天数: 2967 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。
    2 C1 y6 H' G! H/ e/ {( S+ D/ ]' T
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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 06:417 K$ q0 z5 Y" J, Q
    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。

    ) q) K$ @0 y! K% |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
    2025-5-22 23:34
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    [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+ z# Q/ }+ `1 o' D
    你别说,除了汽油机换柴油机,真没什么不可以的
    & j' a! o  E! t$ B; U# R, n: j' q
    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。' W0 \8 a7 a  Y$ W

    : w2 T. a! I# ^. V& w  J& n) B其实混动坦克,更适合于模块化。这样维修也会更简单。
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  • TA的每日心情
    郁闷
    3 天前
  • 签到天数: 1381 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
    1 ^6 e- h! W" j& S  G$ Z4 F电池的安全性能比火工品低?

    ) M2 P  V1 \; L- O7 w9 X# d* C# J- 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。
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-5-12 23:57
  • 签到天数: 300 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。2 m# K, ^" B# ~' T- T! w6 X

    - k6 _6 o9 H  @+ r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)。
    ' i: }/ _% W+ S: J
    ; L8 \) H2 W$ t  m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?2 p0 @/ M' B# V* ~" E& I

    7 H, [8 V; [: |1 f3 v. y8 n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 08:017 d% q* u* R- m& `' C
    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 ...

    : q) f: T0 O. n; Q& l, N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
    11 小时前
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    [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$ V: l0 p0 x# \$ D0 o5 y# s) n
    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 `/ S/ v+ k3 S% m: u
    支持混动
    ' I, X/ Y2 W7 F1 V* x) h' p- h( 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。
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2025-5-22 23:34
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    [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
    / Y; Z8 f- |2 j& n  E支持混动
    ' a# y/ V: j: q8 t4 i5 m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。 ...
    2 b; [; W) N8 H5 e- P5 w
    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。
    $ E1 t; A- k2 W1 k
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2025-5-22 23:34
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    [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 x$ |0 B! E! w! ^- U! Q
    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。% `" c2 Q. {5 F' b

    5 V" c: _! s; V  K8 @# A. q估计官兵更喜欢把电池运上去更换而不是 ...

    ! u  o4 d3 k& d运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么?
    # k7 i. g. v3 N  J1 t( s
    ; X/ E/ `' }% e/ B4 c6 a+ [
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-5-12 23:57
  • 签到天数: 300 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 02:22# G- `+ `* `: h$ E; A* e7 R
    运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么?
    6 [, |) R: Q7 M9 a5 _
    呃,说的对。。电池太容易着火了~
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  • TA的每日心情
    无聊
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    18#
    发表于 2023-5-19 03:12:24 | 只看该作者
    赫然 发表于 2023-5-19 02:226 Q( t  k6 `3 g1 n! y" o( Q
    运电池。。。这个不对吧。。。。难道不应该是拉电线么?

    : d5 e' n$ Z8 D+ }" d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. k% l' L  O0 ^' x: D
    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。 ...
    % V5 e3 I5 b/ P' m5 H4 D+ G% `

    ! X% z4 u) ]- a1 I) ]/ A, Z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
    # H: {7 \+ y4 {+ I4 Y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 ...

    & e, u8 \; t' d) V1 T- }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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