作者:类星体
RSO这个名字其实是RaupenSchlepper Ost的简写,意思为“东部用履带式牵引车”。这款履带式牵引车的研制背景正是1941年德国在莫斯科城下的折戟。当莫斯科已在眼前的时候,苏联人的老朋友“冬将军”夹着狂风和大雪来到了战场,此时德军的半履带车已经无法再执行牵引火炮的任务了,德军大量的辎重就这样瘫痪在风雪中,面对苏联人的凌厉反击,精疲力尽的德军只好狼狈后撤。
吸取了这次失败的教训,德国人决定紧急研制一种牵引/补给车辆,RSO履带式牵引车便应运而生了。和其他德国战车一贯喜欢把简单的事情搞得无比复杂的风格不同,RSO的行走结构可谓异常简洁,四个大尺寸的单缘负重轮,配合坚固耐用的板簧悬挂和较宽的单销履带,使得RSO无论是可靠性还是可维护性都非常出色。由于宽履带带来了对地面压强的减小,RSO克服恶劣路面的能力也非常强,可以在最为泥泞的道路上拖曳火炮,或者将弹药和补给运往前线。
当然,作为一款应急之作,RSO履带式牵引车并不算完美,也不可能完美。
RSO的主要问题首先是发动机功率太小,只有70马力左右,牵引2-3吨的火炮还算凑合,对于重量更大的火炮,比如88mm高射炮,RSO就显得力不从心了。RSO的第二个问题是速度太慢,跟不上摩托化部队的行进步伐。RSO的最大速度只有17千米左右,比鼠式超重型坦克还要慢,只比步兵徒步行进的速度快不了多少。
以上两个问题直接导致这款履带式车辆的扩展性很差,在上一个位面的历史中,小胡子曾经脑洞大开,要求以RSO的车体为基础,架上一门pak40型75mm反坦克炮,改造一款坦克歼击车。虽然没人看好这玩意,但小胡子还是执意要求先行生产了五个营给南部集团军塞了过去。
然而这种要机动没机动,要防护没防护,要隐蔽没隐蔽,开一炮车体能晃三晃的玩意上了战场,结局也是可想而知的,在遭到了重大损失之后,小胡子才终于放弃了量产这种以RSO牵引车为底盘的坦克歼击车,改去祸害38T坦克底盘去了。不过就这一次而言,小胡子的微操作还算靠谱,祸害38T坦克底盘的结果就是搞出了著名的“追猎者”坦克歼击车。
海伦娜在规划履带式辅助车辆时,很大程度上就借鉴了RSO的一些思路,当然也改正了RSO的许多缺陷,于是就有了这款被命名为RS-1的履带式运输/牵引车。
第七十二章 三缸神车
RS-1,全称RaupenSchlepper-1,意为“履带式牵引车1号”,由宝沃公司研发。
RS-1履带式牵引/运输车在车体结构上采用了非承载式车身结构,也就是说它的上部车身并不承力,其真正的承力结构为车身下部的边梁式车架,全车的发动机、传动和悬挂系统都安装在这个边梁式车架上。
RS-1的边梁式车架结构和我们常见的民用卡车的车架结构基本类似,两边各有一根纵梁作为承载结构件,纵梁断面槽型,由于纵梁的中间部分所需要承受的弯曲力矩最大,所以槽型纵梁被设计成中部高度最大并向两端逐步减小的不等高结构,两根纵梁之间用若干道保证车架扭转刚度并分担纵向载荷的横梁相连接。两根纵梁和多根横梁组成了一个非常坚固的车架结构,由于这个车架的形状有点像梯子,所以又叫梯形车架。
RS-1的动力采用了可以整体吊装的一体化的动力包,该动力包被安装在车体前部的车架上,由发动机和传动机构组成。
其中发动机为一台由弗里德希哈芬和戴姆勒-奔驰联合研制的三缸水冷柴油机,最大功率可达150马力。海伦娜早早就为德国未来履带式车辆规划了发动机系列化发展道路,而这台三缸柴油发动机也正是海伦娜规划的大功率车用水冷柴油机家族中的第一个正式服役的型号。
传动机构由主变速箱和两侧的转向变速箱组成。其中主变速箱为固定轴式,拥有五个前进挡和一个倒车档。转向变速箱为行星式,分为高低两档,高档为直驶档,低档为减速档。驾驶员可以通过带液压助力器的操纵杆调节主变速箱和转向变速箱的档位,从而控制该车的前进后退以及行驶速度和方向。
那么这套动力装置是怎么发挥作用的呢?
首先发动机提供输出动力,然后这一动力流首先会进入主变速箱,驾驶员可以通过手动换挡来调节车辆的进退和行驶速度。在五个前进挡中,档位越低,传动比越大,车速越慢,扭矩越高;反之档位越高,传动比越低,车速越快,扭矩越低。这一点和我们常见的手动挡汽车并没有多少不同之处。
动力流经过主变速箱变速后,就进入了两侧的二级行星式转向机构,不同于主变速箱有较多档位,转向变速箱只有高档直驶档和低档减速档两档,主要负责车辆的转向。
不同于汽车依靠前轮偏转的转向方式,履带式车辆想要转向,必须使得两侧履带形成速度差。那么这个速度差如何形成呢?当两侧的行星变速箱都挂在直驶档时,两侧履带转速一致,车辆直线前进。但这时如果驾驶员将右侧变速箱依然维持直驶档,左侧挂到减速档又会如何呢?很显然,此时右侧履带速度将会高于左侧履带,坦克以规定的半径向左转向,反之亦然。如果坦克要在窄路上掉头,需要更小的转向半径,驾驶员也可以直接对内侧履带实施制动,这样坦克就可以以内侧履带接地的中间点为圆心,进行“原地转向”了(这里请注意圆心,那种两侧履带反向转动使车辆以车体中心为圆心的转向被称为“原位转向”或者“中枢转向”,这和刹住一侧履带的“原地转向”是完全不同的概念)。
除了负责车辆转向这个主要职能外,两侧的二级行星变速箱还有一种比较有意思的玩法,即将两侧的行星变速箱全部挂在减速档上,这种做法名叫“加力行驶”,那么这个“加力行驶”有什么用呢?
比如说一辆重型坦克陷入了泥泞,RS-1牵引车接到命令,要将这个落难的倒霉蛋从泥坑里拉出来,但是在牵引的过程中,RS-1的驾驶员发现由于自己的牵引车功率只有区区150马力,即使把主变速箱挂在扭矩最高的一档,牵引力依然不够该怎么办?此时驾驶员可以将两侧的行星变速箱全部挂在减速档上“加力行驶”,这就等于给牵引车增加了一个额外的传动比,于是车辆的扭矩上去了,牵引力增加了,重型坦克脱困了,又可以生龙活虎地应战了。
值得一提的是,在上个位面中,这套转向系统被称为“戴姆勒-奔驰式转向机”,这种由“威尔逊式转向机”发展而来的转向机构广泛用于德军的三号坦克、四号坦克和由它们衍生出的各种变形车,这种转向装置结构紧凑、成本低廉而且可靠性极高,让四号坦克的底盘赢得了“帝国的军马”这一雅号。上个位面的二战后期,苏联人也放弃了T-34上那坑爹的离合器转向,对这种双侧行星转向装置“真香”了。“斯大林”系列、T-54/55、T-62用的也都是这套转向装置,不过苏联人还是砍掉了其中的液压助力器(这也是为什么房兵大校在军事节目中吐槽59式坦克换挡转向时像是闯鬼门关的原因)。
说完了动力包,再来说说RS-1的行走装置。
RS-1的行走装置可谓异常简洁,只有一个前置的主动轮和五个采用独立式板簧悬挂的内挂胶钢缘大直径双缘负重轮外加单销履带,既没有设置托带轮,也没有设置专门的诱导轮(诱导轮由最后一只负重轮兼任)。
板簧悬挂虽然显得非常老土,而且还有支撑太硬、活动行程太小等缺点。但是在海伦娜看来,这种21世纪还在载重车辆上普遍应用的悬挂形式还是有很多优点的:
第一,板簧悬挂的承重潜力非常之巨大,当需要车辆承载更大的重量时,只需要多垫几片板簧就行了。比如上个位面中采用板簧悬挂的38t坦克,本来只是一辆战斗全重9吨级的战车,被小胡子相中后,在不对悬挂装置进行大改的情况下,一下子就变身为战斗全重接近16吨的“追猎者”坦克歼击车。况且“追猎者”还远远不是38t悬挂的上限,后世通过垫板簧把一辆核载30吨的货车变成“百吨王”的例子也比比皆是(好司机千万不要学)。
第二,板簧悬挂不需要设置专门的减震器就能靠簧片之间的摩擦力达到减震效果。这就大大减轻了在短停时及开火后的车体晃动。而其他悬挂形式需要专门的减震器才能达到同样的效果。
第三,板簧悬挂所有的弹性元件都在车体外部,不需要专门的工具就能进行维修和更换,对于后勤保障非常有利,而且板簧悬挂制造简单、价格便宜且对稀有金属的消耗较少。
在上个位面德军的履带式车辆序列中,一号坦克、二号坦克、四号坦克、38T坦克以及它们的衍生车型都用了参数可靠板簧悬挂,RSO履带式牵引车也是板簧悬挂。在这些车型上,板簧悬挂无疑经受住了考验。海伦娜认为在后勤和支援车辆上,采用便宜、可靠、易生产、易维修、承载潜力巨大的板簧悬挂无疑是最佳的选择。
RS-1的上层车身结构也比较简单:驾驶员和副驾驶分别坐在左右两个相互独立的驾驶室内,左右驾驶室的中间被动力舱所分割开来,车辆的后部是宽大的货斗。
RS-1在交付部队试用后,其高度的可靠性和低廉的价格得到了很高的评价,但由于采用了大马力的三缸柴油机,RS-1的初期型号抖震较为明显,不过在改进了动力包的悬置装置并给发动机增加了一根平衡轴之后,情况有了比较明显的改善。
RS-1长5.1米,宽2.5米,高2.4米,自重8.4吨,最大功率150马力,最大公路行驶速度可达40千米,最大公路行程可达500千米,其额定牵引重量可达6吨。
第七十三章 标准底盘
RS-1履带式牵引/运输车的成功充分验证了其传动系统和行走系统的高度可靠性,这一点让海伦娜感到非常满意,因为海伦娜早已对未来德军履带式车辆的发展道路进行了总体规划,而RS-1正是这一总体规划中的第一环。
要想让德国今后的战车底盘发展之路走得更加顺畅,毫无疑问,一个科学合理的总体规划是非常必要的。那么怎么样的总体规划才是科学合理的呢?在海伦娜看来,就履带式底盘的发展而言,一个科学合理的总体规划至少应该符合以下几点要求:
第一,在技术难度上必须有一个比较合理的梯次分布。因为这个发展路线规划在时间轴上至少会延续十年以上,而在这十年中,技术必然会持续进步。这就需要海伦娜在进行总体规划时,在时间上要有先后之分,在技术上要有难易之别。毕竟先易后难,循序渐进的发展路线才是最符合技术发展规律的,而妄图一步登天在大多数情况下都是会摔跟头的。
第二,每一种底盘都应该拥有一个较长的生命周期。虽然随着新一代履带式底盘的不断问世,老式底盘在技术上出现落后是必然的现象,但是如果老式底盘因此迅速失去用武之地,那也是海伦娜所不能接受的,所以在规划中就必须给每一种底盘规划好发挥余热的处所。
第三,德国要形成完备的履带式车辆装备体系,需要一个庞大的履带式底盘家族,实现对从10吨级到50吨级的全覆盖,这样才能保证今后不会出现要发展新装备却找不到合适底盘的尴尬。但是底盘家族成员越多,吨位覆盖面越广,通用化的难度也将越大。两者之间的平衡关系必须进行精准的把握。
为了实现以上这些目标,海伦娜决定从履带式底盘的核心三大件,即发动机、传动系统和行走系统入手,来进行未来德国履带式底盘谱系的整体规划。海伦娜对未来德国履带式底盘谱系的规划,概括说来就是:一系发动机、三型传动/悬挂、六种推进系统、八种标准底盘。
所谓“一系发动机”就是所有的履带式底盘将统一采用弗里德希哈芬和戴姆勒-奔驰联合研制的系列水冷柴油发动机,这一系列的柴油发动机中包含了六个子型号,分别是:150马力的直列三缸发动机、200马力的直列四缸发动机、360马力的V形六缸发动机、480马力的V形八缸发动机、600马力的V形十缸发动机、720马力的V形12缸发动机。
所谓“三型传动/悬挂、六种推进系统”,就是说未来德国所有的履带式车辆的传动/悬挂装置都将统一为三个型号。每个型号的传动/悬挂系统都会对应一定的功率范围,并与相应的几种发动机型号相匹配。这样六种发动机子型号在和传动/悬挂系统匹配后,就形成了六种不同功率的推进系统。
所谓“八种标准底盘”,就是在各种不同功率的推进系统基础上发展出六种坦克底盘,加上两种履带式牵引车底盘,合计八种底盘。而今后德国所有的履带式作战车辆都会从这八种底盘上发展出来。
RS-1履带式牵引/运输车的底盘正是这八种标准底盘中的第一种。RS-1所采用的传动系统拥有较大的功率适用范围,能和直列三缸150马力的发动机、直列四缸200马力的发动机以及V型6缸360马力的发动机组成动力包。使用这三种动力包的标准底盘将会有以下四种:
采用直列三缸150马力动力包的RS-1轻型履带式牵引车底盘;
采用V型六缸360马力动力包的RS-2重型履带式牵引车底盘;
采用直列四缸200马力动力包的12吨级轻型坦克底盘;
采用V型六缸360马力动力包的20吨级轻型坦克底盘;
以上四种底盘全部采用与RS-1履带式牵引车同款的独立式钢板弹簧悬挂。简单可靠,便宜耐用,承载力强。板簧悬挂的主要缺点是由于负重轮的活动行程较短,会对车辆的高速越野性能会产生不利的影响,所以在上个位面的历史上,随着坦克的行驶速度越来越高,战前盛极一时一时的钢板弹簧会渐渐淡出战争舞台。不过以上这几种车辆的最高公路时速预计也就40千米出头的样子,高速越野啥的更是不存在的,所以倒是不用太担心钢板弹簧负重轮活动行程短的问题。
第七十四章 一号坦克
“早上好啊,鲁茨叔叔!”在国防军摩托化部队监察部的大门外,正巧从门前路过的海伦娜礼貌地向摩托化部队监察长——奥斯瓦尔德·鲁茨上校问好。
“早上好,塞克特小姐!”鲁茨上校笑着和海伦娜打招呼,他的身后跟着一位圆脸庞的中年军官,他个子不算高,但身材很魁梧,正是时任鲁茨的参谋长的古德里安中校。“介绍一下,这位是古德里安中校。”鲁茨上校并没有忘记跟在身后的古德里安,热情地向海伦娜介绍道。
“幸会,久仰大名。”海伦娜向古德里安伸出手去。古德里安赶紧上前一步,握了握海伦娜伸出的手:“久仰大名,塞克特小姐。”
海伦娜说“久仰大名”倒不是单纯的客气,毕竟在上一个位面的历史中,作为德国的“装甲兵之父”,古德里安的名头确实比自己的老上级鲁茨要高得多。不过这并不是因为鲁茨水平不行,事实上鲁茨一直是古德里安的良师益友和好上级,在德国装甲兵的早期建设中,鲁茨的贡献一点都不比古德里安低。
上个位面的1934年,德国“装甲部队司令部”成立,进行装甲师的组建准备工作,由鲁茨将军任司令,古德里安上校继续担任鲁茨的参谋长。不过鲁茨将军比较悲催,1938年小胡子为了更好地掌控国防军,将包括时任德国防长布隆堡在内的一大批国防军高级军官免了职,而鲁茨将军正好也在其中。鲁茨将军战争前夕被免职,导致他整个二战期间基本上都无所事事,其名气自然没法和战功赫赫的古德里安相提并论了。
海伦娜在与鲁茨和古德里安一阵寒暄之后,话题自然而然地被转到了摩托化部队的装备建设上来。“宝沃公司改进后的RS-1部队用得怎么样?抖动还厉害吗?”海伦娜问道。对于海伦娜来说经常向部队了解新装备使用中的存在的问题是很重要的,这也是海伦娜不断改进现有武器并完善未来武器的研制规划的实践依据。
“车确实是好车,无论道路多么崎岖泥泞,RS-1都能轻松克服,而且几乎很少发生机械故障,发动机抖动问题也比之前缓解了很多,先期存在的许多细节问题在量产型号上也都得到了改进,现在我们的战士都很喜欢它。”鲁茨上校十分耐心地回答着海伦娜的问题。
“能做到这样真是太好了,除了RS-1以外,宝沃公司还会推出一款属于同一系列但功率更大的重型履带式牵引车底盘,今后这些履带式牵引车你们都会越用越香的。”海伦娜笑道。其实在海伦娜看来,RS-1最值得称道的地方就是它的可靠性和地形适应性:不管是零上50度的酷暑,还是零下40度的极寒,不管是漫天的尘沙,还是厚厚的积雪、抑或是翻涌的泥浆,RS-1都能坚持向部队输送物资。事实上,一台履带式牵引车只要能做到这一点,其他就都是浮云。
在辞别了鲁茨上校和古德里安中校之前,海伦娜像是想起了什么,神秘兮兮地说:“对了,告诉你们一个好消息,你们二位一直以来所梦寐以求的家伙——坦克,已经有发展眉目了,如果二位不忙的话,可以到亨舍尔公司的试验场来看一看。”海伦娜说完便告辞了二位,离开了。
……
鲁茨上校和古德里安中校一直以来梦寐以求的东西,自然就是坦克,准确地说是一台真正的“坦克”!。虽然在上个位面的历史上,德国在1933年之后也发展了数种试验车,但这些试验车本质上就是一堆装甲拖拉机,和真正的坦克相去甚远。
时间进入到1932年9月,德国战后发展的第一种真正意义上的坦克的原型车在亨舍尔下线,和历史上一样,海伦娜将这型坦克称为“一号坦克”。
作者有话说,这两天单位有事,更新得有点少了,只能向各位说抱歉了。
第七十五章 纵置横置
在上个位面的二战中,德国在法国战役中遭遇了可怕的“厚皮怪物”:法国的“夏尔B1”重型坦克和英国的“玛蒂尔达2”型步兵坦克。其中“夏尔B1”重型坦克拥有厚达60mm并倾斜45度的车首正面装甲,“玛蒂尔达2”型步兵坦克虽然采用传统的阶梯状车首装甲,但其垂直部分的的最大厚度却达到了非常可观的78mm。
这样的装甲厚度无疑是当时德国坦克上装备的37mm坦克炮根本无法对付的,事实上,即使是三号坦克上的42倍径50mm坦克炮对于这样的“厚皮怪物”也倍感无力!况且即使是50mm炮在德国坦克上也没有普及,法国战役中装备50mm坦克炮的三号坦克总数也只有区区40辆。
虽然最终的结果是英法的重甲坦克由于部署分散、机械故障频发、缺乏步兵和炮兵的掩护、缺乏制空权等原因陆续损失掉了,但是这些“厚皮怪物”依然给了德国人极大的震撼!当德国坦克车组成员们听着自己的炮弹打在对手身上发出叮叮当当的声响,然后听到车长一次次咬牙切齿地吼出“我们未能穿透敌人的装甲!”的时候,德国坦克手们内心估计也是近乎崩溃的。
然而德国人的麻烦还没到头,此后德国人在北非又遇到了更加“皮糙肉厚”的英国铁乌龟:正面装甲厚达102mm的“丘吉尔”系列重型步兵坦克!接着在苏联又遇到了拥有倾斜60度的45mm装甲的T-34系列中型坦克和拥有倾斜30度的75mm装甲的KV系列重型坦克。这些防护力良好的对手虽然没能在第一时间抵挡德国人空地协同的攻势,但也足以使得德国坦克手一直都在怀疑人生,直到43/48倍径75mm坦克炮服役这种焦虑才有所缓解。
崩溃的可能还不仅仅是德国的坦克手的内心,德国坦克设计师们的心态估计也跟着崩掉了,自法国战役后,VK3601(H)重型坦克的研发大大加速,这就是日后大名鼎鼎的“虎式”重型坦克的前身。
不过此时德国设计师们设计坦克的思路已经变了,他们不再是为了坦克而设计火炮,而是先扒拉出一门能击穿一切对手的大威力火炮,然后再设计一个能装下这门大威力火炮的坦克车体,最后再去为这个车体找一个能让它开动起来的动力装置。啥?没有合适的发动机?排量不够,档位来凑呗,比如“虎式”和“虎王”重型坦克的那个拥有八个前进挡和四个倒车档的变速箱就是这么来的。
这种以装载大威力火炮为中心的设计思想很快就给德国坦克的发展带来了不良影响。
第一个不良影响是会导致车体设计上的水多加面,面多加水。每当现有车体设计无法承载新炮时,德国人通常都会将原有的设计简单放大,然后把新炮塞进去,而这种车体迁就火炮的做法严重拉低了德国坦克的吨位利用率。事实上,德国后期发展的坦克重量之所以失控,垂直装甲以及纵贯车底的传动轴固然是原因之一,但车体设计迁就火炮的设计思路也是一个 重要因素!
事实上,德国在战前设计的那些坦克(比如三号坦克和四号坦克)底盘,虽然也是阶梯状的垂直前装甲,也是传动轴纵贯车体的设计,但就对吨位的利用效率而言,远远没有法国战役后仓促研制的“虎”、“豹”、“虎王”那么浪费无度。以战斗全重25吨的长身管四号坦克为例,其综合战斗力和当时同等重量级的坦克相比,其实是相当优秀的。四号坦克在换装了43/48倍径75mm坦克炮并加强了前装甲之后,即使在面对那些战斗全重超过30吨的后辈们时(比如T-34-85和M4A3(76))也是可以一战的,虽然会有点吃力。
第二个不良影响是坦克的动力系统和车体经常无法很好地适配。我们都知道,坦克动力系统的研制周期是比较长的,往往比车体的研制周期要长的多。如果频繁为容纳新炮而研制更大更重的车体,那么新发动机的研制进度跟不上车体的研制进度的窘境就一定会出现。
比如说上个位面中的“虎王”重型坦克体重达到了近70吨,但由于新动力的研制进度跟不上,只好采用50-60吨级的“虎式”坦克上的那套动力系统。700马力的HL230对于50吨级的“虎式”坦克还算够用,但对于70吨级的“虎王”就只能用贫弱来形容了。“小马拉大车”不仅导致了“虎王”坦克机动性严重下降,也使得“虎王”的动力系统变得非常脆弱易损,“虎王”的驾驶员必须小心翼翼防止发动机超转导致的过热,以及转向过猛损坏坦克的转向轴(不同于上个位面的军事游戏“血条世界”和“魔法雷霆”,现实中体重严重超标的“虎王”一般是不允许在泥泞的路面上玩炫酷的中枢转向的,否则“虎王”那脆弱的转向轴可经不起这样的瞎折腾,万一不小心弄断了转向轴,那乐子可就大了……)。
海伦娜自然不会允许德国再犯和上个位面一样的错误,她的战车发展思路从一开始就是以动力为核心的。先用系列化的发动机搭配传动组成动力包,然后依据动力包设计通用化的车体,再给车体适配合适的火力。
新型轻型坦克采用后置后驱一体化动力包设计,其发动机为一台弗里德希哈芬和戴姆勒-奔驰联合研制的200马力四缸水冷柴油机。传动装置则是RS-1履带式牵引车传动装置的同款,由一台五进一退的定轴式主变速箱和两侧的两台二级行星式转向变速箱组成。四缸柴油发动机和RS-1一样,以纵置形式和传动装置构成动力包。可以说除了发动机缸数的区别外,新型轻型坦克的动力包和RS-1的动力包基本上没有不同之处。
很多穿越者都将发动机横置当作提高坦克吨位利用率的“灵丹妙药”,但海伦娜偏偏反其道而行之,在海伦娜的规划中,德国履带式车辆的发动机将全部通过纵置的方式和传动系统组成动力包。海伦娜认为,这些将发动机横置视为圭臬的穿越者大部分都高估了发动机横置的收益,而低估了发动机纵置的优点,因此从一开始海伦娜就高高举起发动机纵置的大旗。大伙先不要忙着骂我们的主角保守顽固,海伦娜这样选择是有自己充分的理由的。
我们都知道,坦克和装甲车辆的的传动装置,基本上都是横向放置在车体最后端或者最前端并与主动轮相连接,所以真正能在布置上玩花样的其实只有发动机了。发动机纵置时,发动机传动轴和传动装置相互垂直,此时发动机传动轴是直接连接到传动装置中间的离合器上的;发动机横置时,由于发动机的传动轴和传动装置是平行的,所以需要在传动装置的一端伸出一个连接体与发动机传动轴相连,将发动机的动力流引过来。
说到发动机横置的好处,很多人都会在第一时间想到减少动力舱长度。一个经常被大家拿来作为证据的例子是战后的T-54坦克和二战中的T-34-85坦克,T-54坦克动力舱长度2311mm而T-34-85的动力舱长2727mm,T-54的动力舱比T-34-85短了416mm,节约了大约16%的动力舱长度。
别激动,T-54相比T-34-85空间利用率的提高可不全是从这416mm的长度里抠出来的,要知道T-34-85发动机虽然是纵置的,但发动机两侧的空间并没有浪费,而是给了坦克的油箱。那么既然T-34-85的发动机从空间并没有多少浪费,T-54的空间利用率又是怎么提上去的呢?贡献最大的其实是以下三条:
第一,取消了没什么作用的航向机枪手,将发动机油箱移到原来的航向机枪手的位置。
第二,取消了挤占车内空间的内置克里斯蒂悬挂(T-34的车体内部每侧都有五道金属槽用来容纳克里斯蒂悬挂的螺旋弹簧,非常影响车内可用宽度)改用节约车内空间的扭杆悬挂。
第三,降低车体高度,方法主要是改变原来的B2发动机水泵和机油泵的位置,让发动机高度降低了132mm,另外就是取消就是克里斯蒂悬挂改扭杆(T-34的克里斯蒂悬挂的螺旋弹簧是垂直布置在车体内部的,想要足够的压缩行程,高度就不能太低)。
这时可能九有人会问海伦娜了:照你这么说,T-54还费劲巴拉搞发动机横置做什么?感觉也没什么用处啊?
其实包子有肉不在褶上,T-54横置发动机真正的好处在于可以在车体长度增加不多的情况下(T-54的车体长度只比T-34-85长了300mm左右),将炮塔座圈的后缘向后面移动一些,使得炮塔座圈直径可以做得更大,而且更靠近车体中部。有了更大的炮塔座圈,T-54就能搭载火力更强的100mm坦克炮了,而且炮塔座圈的后移也有利于车体的重量的平衡。
这时肯定又有人要问海伦娜了:听你这么一说,我感觉发动机横置的优势很大啊,同样的车体长度能上更大的炮塔座圈;同样的炮塔座圈直径能缩短车体长度,它难道不香吗?
对此海伦娜表示:在安放炮塔座圈方面,横置发动机确实很香,但有一利必有一弊!如果横置发动机能把好处全占了,那中国在设计99式坦克、99A式坦克、96B式坦克时就不会放弃之前用了很多年的发动机横置布局,改用发动机纵置布局了。
那么海伦娜为什么要选择看似保守的发动机纵置方案,发动机纵置有什么优点,发动机横置又有什么缺憾呢?
第七十六章 新坦之腿
发动机横置既然有优点,自然也会有槽点,如果好处全让横置布局占了,那横置发动机的布局早就在坦克上一统天下了,然而我们知道这并不是事实。坦克纵置发动机的布局一直到21世纪依然有着强大的生命力。
纵置发动机的主要缺点很明确:纵向布置的发动机和炮塔座圈在车内的纵向空间上是存在冲突的。车体长度一定的情况下,发动机纵置相比横置布局,炮塔座圈必须缩小或者前移,前者会影响车辆装备更强的火炮,后者会影响车体平衡和开火时平台的稳定性。如果不能接受以上两种结果,那就只能加长车体了。
但纵置发动机的优点也很多:
发动机纵置的第一个优点是结构简单,可靠性好,传动效率高。纵置发动机的传动轴是直接连接到变速箱离合器上的,横置发动机由于发动机传动轴和传动装置平行,就必须通过一个连接体让发动机动力流在车体内转个弯才能和传动装置相连。这个额外的连接体不仅会增加传动装置复杂性从而影响了整个动力系统可靠性,而且由于中间环节的增加,传动效率也会比发动机纵置低一些。
发动机纵置的第二个优点是更方便和传动系统组成一体化动力包。发动机纵置时和传动系统的连接刚度比横置要好,设计一体化动力包时不需要太多额外的增强措施。注意,这里并不是说发动机横置就不能搞一体化动力包,只是在结构强度设计上要麻烦些而已。
发动机纵置的第三个优点是更方便今后升级涡轮增压器。横置发动机要加涡轮增压器的话只能将涡轮增压器放置在发动机一端,在已经很紧张的动力舱里,想要腾出这一点空间给涡轮增压器并不容易,往往会牵一发而动全身。比如96式坦克为了加涡轮增压器,把发动机排气口方向都给改了。相比之下,纵置发动机加涡轮增压器就要容易得多,直接从发动机两侧的油箱里各挖出一小块空间给增压涡轮就行了,动力包的其他部分基本上都不用动。
发动机纵置的第四个优点是可以在一定程度上避免油弹混放所带来的安全隐患。发动机横置时,坦克炮塔座圈倒是可以后移了,但油箱却被挤到前面去了(比如T-54坦克的油箱位置就在驾驶员右手边),油箱里的燃油通过一条燃油管道连接到后面的动力舱,而这条燃油管道必须经过放满弹药的战斗室。这就意味着油箱和油路一旦起火,立马就会威胁到成员和弹药架!发动机纵置后,坦克油箱就可以直接布置在发动机两侧,这时只需要在坦克的动力舱和战斗室之间设置一道装甲隔墙,即使燃油起火,这道隔墙也能将火情暂时隔离在动力舱内,防止燃油火灾迅速威胁到车组成员和弹药架。
具体到对德国未来坦克的规划,海伦娜之所以决定统一采用发动机纵置布局,除了看重上面说的这四个优点外,还有一个重要因素就是德国的车用柴油机系列除了直列三缸和直列四缸外,都采用夹角为90度的V形气缸排列形式。
相比苏联人常用的60度气缸夹角,德国人在战车发动机上传统上更加偏爱90度的气缸夹角。更大的气缸夹角使得同等情况下发动机的高度降低了,但相应的,发动机宽度也因此变大了。所以同样是V12缸柴油机,德国发动机俯视投影会显得比苏联发动机更加方正一些,长宽比没有那么大。这样对德国发动机来说,横置所带来的收益也就没有苏联发动机那么大了。
如果发动机横置能够像T-54之于T-34一样节约400mm以上的车体长度,海伦娜或许真的会考虑一下发动机横置布局,然而根据海伦娜以及德国工程师们的测算,德国即使将V12缸柴油机横向布置,也只能缩短300mm左右的发动机舱长度而已。而这300mm长度即使放在重型坦克上也只能减省不足一吨的车重而已,这个收益并不足以抵消横置发动机所带来的麻烦。
而且这还是长度最大的V12发动机的情况。对于长宽比更小的V10缸、V8缸发动机来说,横置带来的潜在收益会更小。至于V6缸、直列三缸和直列四缸,他们本身的长度都不大,横置就更是一种吃力不讨好的买卖了。
总之,海伦娜在规划未来德国战车动力包时统一采用发动机纵置布局,并不是基于个人的偏好,而完全是根据德国的国情和现有技术条件,反复权衡了两种布置方式的利弊后做出的判断,这个判断如果换了一个场景(比如放在苏联)就未必成立了。
新型轻型坦克的整体式动力包位于坦克尾部,这一动力包集成了发动机、传动装置、空气滤清器和散热器。纵置的发动机和横置的传动形成一个T字形,空气滤清器紧贴在发动机侧面,散热器风扇位于传动装置上方正中央,风扇中间有两个预制孔。当需要吊装动力包时,只需要打开坦克车体后部上方的动力舱盖,然后用吊具勾住风扇中间的两个预制孔和发动机另一端的挂点,就能将这套动力装置整体吊出,整个过程只需要15分钟。在不需要整体更换动力包的时候,散热器风扇也可以独立向上掀起,以便于检修下面的传动装置。
新型轻型坦克的行走系统也基本保持了和RS-1履带式运输车的通用性。比如新轻坦的悬挂系统和RS-1完全相同,都是独立式板簧悬挂配合直径720mm的双缘负重轮,只不过由于新轻坦的战斗全重只有12.5吨,轻于RS-1满载时的重量,所以每侧负重轮数量从RS-1的五个减少到四个。轻坦的履带也是RS-1同款,为宽度360mm的单销履带。
新轻坦的行走系统和RS-1相比也有一些区别,除了主动轮移到后面、负重轮少了一对外,最明显的区别在于新轻坦增加了一个前置诱导轮和三个托带轮,提高了坦克越障能力和履带运行的平顺性。
依靠这套行走系统配合200马力的动力装置,推重比更高的新轻坦的最高时速也比RS-1更快,可以达到45千米。不过这个时速也已经比较接近板簧悬挂坦克速度的上限了,如果速度再提高,支撑过硬且行程偏小的板簧悬挂就难以适应越野时路面的高低起伏了。不过就海伦娜看来,目前45千米的时速也基本上够用了。至于今后嘛,40年代以后谁还拿12.5吨的轻坦当主力?那时轻坦底盘肯定早就转职了。
第七十七章 车内乾坤
新型轻型坦克的车组成员有四人,分别是车长、炮手、装填手和驾驶员。其中驾驶员位于车体左前方,车长、炮手、装填手三人则位于带有吊篮的炮塔内。具体位置是:车长位于主炮左侧靠后的位置,炮手位于车长的前下方向,装填手则位于主炮右侧。
根据上个位面无数实践的检验,在没有自动装弹机的情况下,三人制炮塔基本上可以说是坦克炮塔成员安排的最佳选择。如果炮塔成员数过少,必然会导致炮塔成员们不得不一心多用,从而影响战斗效率。比如法国夏尔B1采用单人炮塔,苦逼的车长必须一边指挥战斗,一边装填炮弹,一边还要负责开炮。再比如两人炮塔的T-34-76,炮塔里有了专门的装填手,车长倒是不用亲自装填炮弹了,但T-34-76的车长需要一边指挥一边开炮,同样是一件不轻松的活计。
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