脱胎换骨，面貌一新

2017-03-20凤羽

兵器 2017年1期

凤羽

在2016年的珠海航展上，VT2改进型主战坦克不但参加静态展示，还进行了动态表演。爬坡、冲水池、过垂直墙，40多吨的坦克表现灵动，让在场的观众看得非常过瘾。一种技术起点并不高的老坦克，是如何改进到这样高技术水平的？航展结束后，记者来到兵器工业内蒙古第一机械集团公司。VT2改进型项目的总负责人、一机集团副总经理曹福辉和一机科研所的几位专家接受了采访，为我们介绍了他们是如何让一种坦克脱胎换骨的。

VT2改进型的全新动力

根据中国北方工業公司提供的信息，VT2和国内装备的96A主战坦克基本上是同一个型号。而本次航展上的VT2改进型与2016年8月参加俄罗斯国际军事比赛的坦克也基本是同型。因此，我们在下文中就直接将其称为VT2改进型。

96A在2014年和2015年两次前往俄罗斯参加国际军事比赛，取得了良好成绩，也发现了一些需要改进的地方。主要是可靠性需要进一步提高，车辆机动性能需要大幅度改进。

通过改进，2015年参赛的96A坦克可靠性大幅度增长，在整个比赛过程中没有发生任何故障，得到了用户的高度评价。但96A的发动机和传动系统限制了性能的进一步提高。这种8缸的老150柴油机潜力已经基本挖尽，难以继续提高。而行星转向机不但限制了坦克的转向能力，也使驾驶员的工作强度极高，在激烈的比赛中是一个不利因素。

曹总和科研所有关专家认真研究了96A上存在的诸多问题，认为在现有方案上继续小改，已经无法满足用户的进一步需求，必须采用全新的动力、传动和操纵系统设计。国产新150发动机具有很高的技术水平，已经在99A主战坦克、05式突击车、VT4主战坦克等型号上得到了广泛应用，表现出色。那么，能不能把它移植到96A坦克上呢？设计师们发现，这种12缸发动机的长度比较大，如果直接用于96A的改进，会导致坦克体积和重量的大幅度上升，很可能使战斗全重超过50吨。这是不符合用户要求的。实际上，俄罗斯国际军事比赛对参赛坦克的战斗全重也有一定的限制。

经过考察与论证，设计师们发现，原本用于05式自行火炮的发动机有着很好的适用性。它同样属于新150系列，但只有8个汽缸，体积和重量都比较合适。另外，国内已经研制出一种功率范围适用的液力机械综合传动系统，进行一定的强化和改进后，可以用来改进96A。

谈到这里，记者不由得冒出一个疑问：一机集团设计生产的坦克中，多数都采用发动机横置方案，只有99和99A是纵置。而根据中央电视台的画面，VT2改进型坦克的8缸发动机是纵置在动力舱里的，这是为什么呢？

曹总说，这是他带领设计师们反复论证的结果。一方面，横置是为了减少坦克全长，缩小体积、提高机动性，12缸发动机比较长，它的横置和纵置对坦克全长有着显著的影响。而8缸机的长度和宽度基本相等，是个方块，因此是横是纵对车体全长没有影响。为VT2改进而选配的变速箱也是根据纵置方案来设计，也就是说动力输入轴位于传动箱前方正中。如果要采用横置方案，就必须对传动箱进行大改，把动力输入改到传动箱侧面。这样的工作量基本上等于是设计一个新的变速箱，耗时很长，无法按照用户设置的时间节点拿出型号来。因此，VT2改进型采用了发动机纵置的设计。

当然，坦克与自行火炮对动力系统的需求有很大不同。坦克需要高速突击、在复杂地形上机动，需要更大的功率和更大的扭矩输出。因此，曹总要求协作单位在8缸新150柴油机的基础上进一步强化，把功率提高到735千瓦，对变速箱也进行了强化，达到与发动机相匹配的目的。

液力机械综合传动系统的优点

采用液力机械综合传动系统后，坦克的操纵也发生了革命性的变化，从双杆操纵变成了方向盘式操纵。这极大地方便了用户使用。用户在试用期间，对这方面的改进极为满意。驾驶员经过短时间训练就迅速掌握了技巧，发挥出了很高的水平。

液力机械综合传动系统的采用，不仅仅有利于坦克操纵，也有利于提高坦克的转向性能。传统单流传动只能按照在某些给定的半径上才能形成可控的转向。在其它半径上，坦克的转向就是不可精确控制的，会发生看上去很酷、实际上不利的漂移现象。

而液力机械综合传动系统在每个档位上可以实现最小转向半径到无限大转向半径之间的无级可调，因此基本可以在任意半径上可控转向。低速侧履带所节省下来的功率可以回流到变速箱，然后汇入高速侧履带，不需要制动、没有功率损失，这也提高了转向的速度和灵活性。

VT2改进型改用先进发动机和变速箱后，不但在比赛中取得了好成绩，更是彻底改变了国际军界对中国坦克的看法。俄罗斯在比赛初期为主队提供的是换用735千瓦（1000马力）的T72B3。但是看到VT2改进型的表现后，立刻换用了831千瓦（1130马力）的T72B3M。而根据比赛现场的实测，VT2改进型在平直道路上的最高车速超过了72千米每小时，与T72B3M基本相当。如果考虑转弯、越障等机动动作后，VT2改进型的综合速度更快。在团体决赛中，被罚跑数圈并且换车的情况下，也只比T72B3M落后了很小的幅度。俄罗斯甚至一度打算改用T80U来参加比赛。

说到决赛中换车的问题，曹总解释说，动力和传动系统的改进大大提高了机动性能，驾驶员可以把车开得更快。考虑到能量与速度的平方成正比，VT2改进型悬挂系统所承受的载荷也比96A/VT2大得多，平衡肘在超过设计能力的冲击下发生了松动，导致脱落。但这只需要稍为改进工艺就可以解决。

独到的发动机防水措施

另一个要求却为一机集团带来了意想不到的巨大工作量。在国际军事比赛中，设置了涉水项目。俄罗斯方面的参赛坦克都是高速冲坑又高速冲出。但是细心的读者会注意到，俄方各个型号的坦克在出水之后，发动机排气口都会喷出一阵浓烟，行驶一段时间后才恢复正常。曹总说，这是因为发动机进水，泥水和油气混合气在汽缸中一起燃烧才发生这种情况。进水都汽化排出后，浓烟才会消失。但进水会严重损伤发动机机构，一般来说，进水后的发动机必须拆缸大修。另外，不同排量的发动机对于进水的容忍度是不同的。俄罗斯的12缸150发动机虽然性能落后，但排量比VT2改进型的8缸新150大50%。同样的进水量，T72B3还能勉强开动，VT2改进型就要熄火了。

另外，VT2改进型的进气机理决定了无法容忍过多的进水。为了提高发动机功率，96A不但采用了涡轮增压，还在其后安装了中冷器，来降低发动机进气的温度、改善燃烧效率。这就对进气洁净度提出了比较高的要求。必须采用纸质滤芯的滤清器。这种滤清器重量轻、效率高，对进水却很敏感。一旦纸膜被打湿，进气量会急剧下降。更容易导致熄火。而T72B3的空气滤清器采用油浴原理，虽然效率差、重量高，但是对进水不是很敏感。如果水流击穿油膜，通氣量还会更大。但油浴式空气滤清器后面是不能再接中冷器的，如果油液被气流或者水流冲出，顺流而下，就会堵死中冷器，使发动机无法工作。

既要保证发动机功率，又要解决进水问题，这是一个大难题。为此，曹总和科研所等部门的同志付出了巨大努力，先后尝试了挡水板、挡水盖等设备，试图减少进水量。但在高速冲击的时候，96A入水激起的浪头高达10米，远远超过坦克进气口高度，难以避免熄火。经过集思广益，设计师们确认，只有把进气口尽量抬高，减少进水量，才能解决问题。实际上，这也是坦克有准备潜渡的思路——用通气管把进气口抬高。但坦克比赛属于无准备涉水，因此只能在坦克本体上想办法。坦克上最高的位置是炮塔顶部，能不能把通气管放到那个位置去呢？于是，一机的设计师们搞了一个动态密封的进气道。在动力舱前侧的两边各向上伸出一个矩形截面的气道，在炮塔尾部两侧的相应位置设置向上延伸的气道。上气道和下气道是动态密封的。当炮塔向前时，两个气道连接在一起，空气从炮塔顶部的风口吸入，依次进入空气滤清器、涡轮增压器和中冷器，进入发动机燃烧。当炮塔转开一个角度，炮塔上的风道不再发挥作用，空气从车体上的气道直接吸入。在过水池的时候，只要把炮塔向前并且锁死，就可以保证空气从最高点吸入，有效减少进水量。保证发动机正常工作。经过实际使用，证明这套方案是合理可行的。VT2改进型不但在冲击水池的时候没有再发生熄火，使用之后也不需要拆开发动机大修，极大地方便了部队使用。

阻尼体悬挂技术

除了能看见的改进，还有许多看不见的进步。VT2改进型不仅仅是为了比赛而改进的，设计师们更重视它的实际战斗力。

VT2改进型对装甲防护做了进一步强化，俄罗斯的出口型125毫米弹药在常见交战距离上已经不可能击穿它的正面。为了抵消由此带来的重量上升，改用了铝合金负重轮，同时也改善了行驶性能。96A底盘的原始设计与T54A/59式有着很大继承性，虽然坚固耐用，但是减震性能相当差。在过“搓板路“的时候，驾驶员需要承受的垂直过载峰值可以达到13g，严重影响舒适性。

为了改善乘员体验，在96A改进中引入了阻尼体悬挂技术。第一个应用这种技术的，是出口型59大改坦克。不过这项技术在40多吨的VT2改进型上也取得了良好效果。实际上，这种技术在2015年参赛的96A上就已经采用，在过“搓板路”时，驾驶员垂直过载峰值降低到了6.5g。这不但改善了驾乘体验，也有利于保护坦克手的健康。