99A和豹2坦克有啥關係?發動機有淵源,豹2:動力槓槓的!

2020-12-17 谷火平觀察

撰文:利刃火火

每每提及99坦克,稍微懂一些軍事的國人都會為之自豪不已,ZTZ-99主戰坦克,又稱99式主戰坦克,工程代號王總123(WZ-123)的99式坦克是中國人民解放軍陸軍最新式的主戰坦克,經歷了99原型、99一期改、99二期改後的99,最新的服役型號是99A型,其先進性如果要和前一代的國產主戰坦克96式相比,在性能上可謂實現了飛躍,整車大量採用複合裝甲,是中國陸軍的作戰核心,同樣也是機械裝甲部隊的最主要突擊力量。

圖為國產最新一代主戰坦克:99A坦克

說起坦克,自然繞不開發動機。99A的心臟——150HB-2型渦輪增壓中冷柴油機,擁有1500馬力的強勁動力,未來還有可能提升到1800馬力,可媲美德國豹2A7和美國M1A2SEPV3主戰坦克。之所以99A的發動機能如此出色,自然與我們的軍工科研人員數十年如一日的努力分不開,除此之外,此發動機與德國豹2坦克的發動機還有一段不得不說的故事。

自從上世紀80年代以來,第三代主戰坦克的流行風已經吹遍世界各大主要強國,如蘇聯的T-72坦克、美國的M1以及德國的豹II,而中國還處於59大改、59特改甚至59魔改的階段,儘快在主戰裝備上追上世界各國已經是解放軍陸軍所需面面對的一大十分緊迫的任務。

59式坦克的魔改型之一:79式坦克,換上了一門英國L7 105mm線膛炮

而在參考了蘇聯的T-72甚至T-80後,中國軍方也希望融會貫通,不能永遠活在"蘇聯的影子裡",所以動力強勁的豹II主戰坦克就被中國看中,並且擬定為技術引進的候選來源。

當時,德國的豹II採用MTU MB 873 Ka-500/501作為動力來源,MTU MB 873 Ka-500/501是一款四衝程、47.7升容量的12V90°型雙渦輪中冷增壓柴油發動機,說是柴油發動機其實可以選擇的燃料種類有很多,每百公裡消耗300升到500升燃料,根據路況而定。雖然這款發動機耗油多,但不可掩飾的是其極其出色的機動性,MB 873能夠最快以2600轉/分鐘輸出1500馬力的動力,配上其62噸的重量,豹II的推重比已經超過24,達到了24.2馬力/噸,可以說來去自如。而相比豹II,蘇聯的T-72坦克僅僅是用的是780馬力的四衝程12V60°型機械增壓B-46型發動機,雖然T-72整車偏輕,僅有46噸,但是由於發動機性能不夠優良,所以T-72最後的推重比也只能勉強達到18.6馬力/噸,以蘇系坦克一向"粗製濫造"的特點,得不到良好保養的T-72就連這個推重比都不能長久保持。

豹II坦克的MTU MB 873 Ka-501型發動機

99坦克在設計之時整車重量就已經預估會超過蘇聯的T-72主戰坦克,並大於50噸,雖然不會有豹II坦克那麼重,但是很明顯如果借鑑蘇聯的B-46發動機,99坦克的機動性就不敢保證了,所以經過討論後,中國兵器工業集團第201研究所的專家們一致同意引入德國豹II的MTU MB 873發動機技術。

但顯然德國人不可能直接把豹II坦克的核心發動機技術"雙手奉上",在經過交涉後,德國方面願意將MTU MB 873的民用版8V331TC41轉讓給中國(8V331TC41也可以簡稱8V331或者MB 331)。其實8V331和德國所用的豹II發動機之間具有不小的性能差距,當時德國已經準備將Ka-500換上最新的Ka-501型,而8V331則是Ka-500的民用版,這之間的差距可想而知,因為民用版本的發動機更注重長久使用的壽命和製造成本,而不是軍方版本的大開大合,所以8V331其實是有被限制最大轉速的,最大功率輸出也被從1500馬力降到了900馬力左右,儼然就是一個放大版的蘇制B-46。

一輛俄羅斯陸軍的T-72 S型坦克

另外,因為8V331被重新設計並降低了最大轉速,所以對應的發動機冷卻材料與冷卻技術和原版之間也存在著一些不小的差異。如果99坦克直接把8V331裝載上去,要麼就只能獲得像蘇聯坦克一樣的"較差機動性",要麼就只能魔改8V331,並且成功讓99坦克獲得德國自從二戰時期延續下來的"性感大屁股",所以最後201所放棄了直接對8V331進行簡單改進而直接搬上坦克的想法。反而是借鑑了8V331的技術,通過我國科研人員的聰明才智,研發出了著名的99坦克目前正在使用的150HB系列發動機。

雖然99坦克使用的是150HB發動機並非直接由德國豹II坦克的MTU MB 873 Ka-500民用化而來的8V331型發動機,但是99坦克所使用的150HB可以說從8V331發動機之中學到了很多對將來研究有重要作用的技術,如8V331發動機讓我們在有效壓力的缸內燃燒環境、高渦輪增壓和高壓噴油泵等技術領域有了更加清晰的認識和更加全面的了解。

配有複合裝甲的豹II A4 SG型坦克

如果要提高發動機的有效輸出功率,一般可以從轉速、排量和平均有效壓力三個主要方面做技術突破,但是如果從轉速和排量方面下手提高發動機性能的話,這勢必會產生一個問題:因為過大的增加發動機機械負荷和熱負荷,並大幅縮短發動機壽命,同時提高轉速和排量並不有利於發動機的小型化,這種方式造出來的發動機通常有一個共性:又大又笨又重。所以從長遠角度看,最好的選擇應該是提高發動機的平均有效壓力,但是提升有效壓力是一項非常難以攻克的技術瓶頸。就比如印度曾經為了造"阿瓊"主戰坦克,也從德國MTU公司獲取了MTU MB 873的相應技術,但是和德國豹II坦克MTU MB 873的1.75MPa有效壓力相比,本土化的印度MTU僅僅只能有1.07MPa,所以機動性就遠遠達不到豹II的1500馬力了,能夠擁有1200馬力就已經很不錯了。

印度陸軍的"阿瓊"主戰坦克

而在150HB研製的同時,我們還提出了難度更高、體積更小的140方案,140比150HB還更加強調平均有效壓力的提升,預計將會達到2.03MPa(相比之下150HB數據接近德國豹II發動機的平均有效壓力,能達到1.73MPa,相差已然不多)。但明顯,這款小型化且性能更強的發動機我們在上世紀研製99坦克的時候並不能搞出來,所以當初我們只是造出了1200馬力性能大抵與MTU MB 873類似的150HB-1(150HB-2已經有1500馬力)。

一輛最新式的99A1型主戰坦克正在公開展覽

但目前隨著技術的成熟,99A坦克即將換裝1800馬力"天頂星"大發動機的消息已經"不脛而走",相信未來國產的99坦克一定會徹底走出別的國家的研發路線,真正意義上成為中國陸軍的驕傲!

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