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布局电动汽车为哪般?电动坦克百年以来可能最接近实用化了

早在第一次世界大战时期,法国军队就将电动坦克投入实战。实践证明,电动坦克的各种技术还不成熟,但随着当今技术的发展,特别是电动汽车的大发展,这些子系统技术的完善将使电动坦克发展100年,最终进入大规模实用化阶段。

第一次世界大战期间的1917年,法国FAMH 公司生产了400 辆圣沙蒙坦克,其动力原理是用汽油机带动发动机,发电机为两台电动机提供电力,每台电动机均与驱动轮和履带连接。

圣沙蒙坦克的主炮是1门75毫米1897式加农炮,另外配备4挺8毫米哈奇开斯机枪。

圣沙蒙坦克

在实战中,圣沙蒙坦克的动力系统暴露出动力不足的缺点,而且当时的相关技术不成熟,故障率也偏高,所以法国后来还是大规模装备还是内燃机动力的坦克。

但是,法国后来还是研制了FCM 2C超重型坦克,也是电力坦克,重达69吨,发动机周围有7个油箱,通过发电机带动电动机给底盘供电。

这种坦克依然是为战壕战设计的,尺寸达到了10.27 x 3 x 4.10米,12名车组成员,时速仅为15千米/小时,航程是150千米。主炮却只有75毫米,配备4挺8毫米哈奇开斯机枪。车体和炮塔正面装甲是45毫米,侧面是22毫米。

虽然总产量仅10辆,1939年,这些坦克被集中编入第51营,在新闻媒体上大出风头。

不过在法国战役中的1940年6月15日,这些电动坦克一炮未发就在空袭中失去了战斗力,成为德军合影留念的对象。

德军与FCM 2C

1939年和1940年,英国分别设计了TOG1和TOG2坦克,但是也仅仅停留在试验场上,没有批量生产。

TOG2

1940年,美国研制了电动的T1E1重型坦克,没有投入实战。

左起:T1E1,谢尔曼和费迪南德

1943年,美国的T23坦克也是电驱动,它的炮塔甚至装上了M4谢尔曼坦克,但同样没有实战。

T23坦克

二战期间的1941年9月,苏联也进行了电力坦克的试验,他们把KV-1坦克换成了电力驱动,也就是EKV坦克。这种坦克用V-2K柴油发动机带动DK-502B发电机,驱动两个DK-301V电动机,为底盘和控制设备供电。

苏联武器设计师的期望是想验证一下,电动坦克采用内燃机-发电机-电动机这一驱动顺序,是否能减少燃料消耗?另外,换成电力控制,坦克的操纵性和机动性是否能有所改善?

根据测试结果,EKV坦克无法满足这些期望,项目后来终止了。

EKV图纸

二战期间,德国研制了虎P坦克,但是众所周知,虎P坦克在竞标中失败了,提前生产的90辆坦克底盘被改做生产“费迪南德”(又译斐迪南)坦克歼击车。

虎P坦克

不过,在二战中,其实德军第653重装甲歼击营的1辆“象”式维修车的上层结构被这个营的维修部队拆除,装上了虎式坦克的炮塔。在某种程度上,这其实还原了虎P坦克的设计,也算是虎P坦克投入了实战,

“费迪南德”坦克歼击车的动力方案其实也是汽油发动机带动电动机,由电动机带动驱动装置。在实战中,“费迪南德”坦克歼击车的故障率偏高,维护工作繁重,不能长时间高速行驶。

当然, “费迪南德”坦克歼击车强行采用200毫米厚的正面装甲,配备71倍口径的88毫米主炮,上述缺点是否因为“费迪南德”坦克歼击车“小马拉大车”?

波尔舍(又译保时捷)后来在竞标虎王和鼠式坦克的时候,依然提交的是电动方案,都未被采用。

但二战德军再也没有追加生产虎P底盘,也没有采用其它电力驱动的战车方案来看,他们用行动否决了电力坦克。

二战后,各国在军用车辆上尝试电动方案的努力没有停止,仅履带式的试验车就有:

1960年,美国以M113装甲车为平台改用电传动系统进行试验。

1986年,德国在“黄鼠狼”步兵战车上安装了永磁电动机进行试验。

1992年,美国在AAV7两栖装甲车上进行了试验。

1998年,德国在“鼬鼠”空降步兵战车上安装了电传动,制成了LLX型试验车,

2002年,美国在FCS-T未来履带式战车上继续探索电动装置。

还有很多国家,在轮式军用车辆上也进行了许多探索和试验。

各国军队如此锲而不舍地探索电驱动坦克技术,很大程度上是因为电动坦克确实拥有一些优势:

可以弃用刚性的机械传动装置,所以坦克内部布局的灵活性更大;

基于上一点,可以布置冗余(备用)部件,使得坦克的生存能力提高;

可以弃用有起火风险的液压控制装置;

电力驱动比内燃机的噪音低,热信号特征也小,有利于加强坦克的隐蔽性;

制动(刹车)的能量有回收的可能性;

电动变速器更容易控制坦克,从而提高坦克的灵活性;

坦克动力本身能为坦克上越来越先进的设备、传感器和武器提供充足的电力;

具体来说,如果坦克采用电驱动,就可以不采用笨重的轴和变速箱,动力模块可以根据综合考虑,灵活布置,用柔性的电缆将它们连接起来。

与机械连接不同,电气连接可以冗余连接(备份)。比如先铺设带有保护措施的电缆管道,在其中布置通用电源和数据总线,根据结构灵活布置电源电缆和数据电缆。

既然有了冗余设计,也许还可以加上额外的保护装置。如此以来,在坦克受损时还可以保持机动性和对战场的感知,使得坦克依然可以选择快速撤离。

电传动的优越性是毋庸置疑的,先进的战斗机已经普遍采用电传统进行操纵。

缓冲电池可以使得坦克在待命状态下不用打开发动机,使得坦克在伏击时的隐蔽性更强。

充电电池不仅在发动机故障时可以使得坦克拥有自行撤离的能力,而且可以通过仅仅对受损坦克进行充电的方式使得坦克暂时摆脱困境。

目前有些国家的电磁炮已经在舰船上进行了多次试验,至于激光武器,据传已经在一些热点冲突地区投入实战。这些武器都需要消耗大量的电能,如果坦克本身是电力动力,那么在配合这些武器以及电子设备方面将有不小的优势。

电磁炮进行试验

另外,英国和波兰2013年开始研制的PL-01坦克宣称可以实现红外线隐身,那么想必也需要电力。不过,PL-01坦克对外宣称的动力是柴油发动机。

PL-01坦克

目前,永磁电动机、异步电动机和电池技术的飞快发展给了各国军队和军工设计师不小的希望,不过从长远来看,也许燃料电池才是更好的解决方案。

而且,坦克用电力驱动装置,可能很大程度上要取决于民用电力汽车的发展,所以,重点发展民用电动汽车不仅仅是提振经济,保护环境,在军事上的潜在受益也是很可观的。

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