英国研发电动坦克:化石燃料坦克即将被淘汰!

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Toutiao
最新回复:2019年9月19日 10点13分 PT
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网易谈兵

据外媒报道,英国国防部于近日宣布,将投入320万英镑研发电动作战车辆,并称:“目前装备的战斗车辆很可能是最后一代使用化石燃料的战车。”英国在去年已经试验了小型电动机器人车,但因技术原因还无法为重量超过60吨的主战坦克配备全电动力系统。

现代坦克有越来越重之势,英国“挑战者2”主战坦克在披挂全套防护组件后的重量将超过74吨。

运用电力驱动坦克的历史最早可以追溯到一战。1917年5月,法国制造出史上第一辆电传动坦克“圣沙蒙”坦克并投入实战,车上配备有四台70千瓦汽油机,带动直流发电机发电,然后由两个独立的电动机驱动两侧的履带转动。

法国在一战末期还搞出了全重70吨的2C重型坦克,同样采用电传动模式。

二战期间,许多国家都曾试制电传动坦克,例如美国的T1E1重型坦克、T-23中型坦克,英国的TOG坦克,德国的“鼠式”坦克,苏联的IS-6重型坦克等。不过当时只解决了动力转化的问题,电力推进的效率还是比不上传统内燃机直推。

以德国在二战期间批量装备的“费迪南”式坦克歼击车为例,由于采用了电传动系统,可以省去变速箱,实现无级变速,但该车的电传动动力系统经常面临爬坡动力不足的问题,而且当年还没有同步电机,这使得两侧电动机不能同步运转,导致车辆很难“走直线”。

德国的保时捷博士非常喜爱电传动,在65吨“费迪南”坦克歼击车和188吨“鼠式”超重型坦克上都采用了这一模式。其中大量“费迪南”被苏军缴获,催生了IS-6重坦项目,但苏联人的技术一直不过关,51吨重的IS-6时速只能达到43千米,导致项目被取消。

二战结束后,随着电气化设备的进步,电动机和发电机都可以做得更轻更小,蓄电池的性能也得到了较大提升,所以从七十年代开始,电驱动坦克大有“东山再起”之势。

比利时于1986年研制的“眼镜蛇”装甲车配备了新式电传动系统。之前的电传动战车均采用直流发电机-直流电动机搭配的模式,而“眼镜蛇”则首次采用了交流发电机-直流电动机的组合。交流电机的体积较小,直流电机则利于快速变速。

其中最接近实用化的是美国。1994年,美国陆军开展“电传动坦克机动实验平台”测试,这是一种50吨级电传动坦克,配备了一台1250马力的LV-100型燃气轮机,由它带动交流发电机发电,通过整流器和逆变器的二次转化传输至两个交流电动机。

经测算,能量总体传递效率为86%,而传统机械式变速箱的效率则为90%以上,实际跑车的效果也不错,很接近实用化水平,但还存在成本、冷却、重量等问题不好解决,所以该项目最后被放弃。

总的来说,当时的电传动装置的体积和重量过大,能量在传输过程中存在损耗大推进效率低,成本较高等问题。

混合动力是电动坦克发展的一个重要的过渡阶段,还要依靠车内的内燃机发电,还未达到“全电动”的水平。

现代坦克采用电驱动主要有如下几个原因。

首先,坦克搭载的车载用电设备越来越多,如空调、C4I系统、火控系统等用电需求激增,全电动模式或者混合动力模式能更好地满足这些“耗电大户”的运行需要。

美国M1A2 SEPV3坦克加装了一套辅助动力系统,在坦克静止时,不开引擎也可以为车内的电子设备“安静地”供电。

其中电磁炮、电热化学炮以及电磁装甲是坦克未来发展的重要方向。

以BAE公司的“未来战斗车辆”设计为例,装备电磁炮的型号就配备了一套柴油-电力混合动力系统,主要包含两组德国造6R590型柴油机、两台发电机以及辅助系统,蓄能装置为锂电池,即可满足车辆的运动,炮塔的旋转仰俯、电磁炮射击、通信导航等用电需求,并不需要像传统主战坦克那样加装额外的发电机,这一技术已经应用到下一代电动车辆的研发中。

至于电磁装甲,则是一种新型附加防护装甲,通过强大的电流来干扰甚至消除弹丸对主装甲的破坏。它的优点是重量更轻,同等防护水平下,重量只有普通轧制钢装甲的30%左右。

因为它主要依靠电能提供防护,所以制造成本更低,可重复使用性和安全性也更好,但劣势也比较明显,主要是对车辆发电能力的要求很高,也无法解决储电装置的体积过大的问题,近期很难实用化。

被动式电流型电磁装甲原理示意图。此外还有主动磁浮弹射型以及主动炸药弹射型电磁装甲。这一概念从上世纪90年代就已经出现,但技术难度很高,还没有达到实用化。

其次,可以减少对化石燃料的需求量,降低运输过程中遭受损失的可能性。

机械化部队对燃料的需求很大,在正常运行状态下,一个美国陆军装甲师一般每天要消耗至少500000加仑燃料。这些燃料通常需要运输车队从后方仓库运往前线加油补给点,再供给作战部队,增加了途中遭受攻击的可能性。

美军M1A2坦克分队,在战时保障这些“油老虎”的燃料需求难度不小。

而且各类装甲车辆使用的油料品种也有区别,例如M1坦克使用汽油,M2步兵战车和M109自行火炮则使用柴油,这也给后勤带来了巨大压力。由于电动车辆省去了变速箱等机械装置,摩擦耗能降低,可以间接地降低燃油消耗。

最后,混合动力系统的布置和拆卸,比传统内燃机加变速箱的组合更加便捷,降低设计难度。在关闭内燃机,依靠蓄电池供电驱动时,战车的噪声更小,热辐射特征降低,有利于车辆“隐身”,比较适合作为装甲侦察车的动力。

今年4月,土耳其公开新型“蝎子”轮式装甲侦察车,采用全电驱动,也可以选配常规柴油动力,这一车型现在还在测试中。

当然,全电动坦克有一些技术难题还未攻破,其中最主要是蓄电池储能效果不好,导致续航能力不足,以及如何高效的充电/换电这两大难题。民用新能源汽车已经投入市场多年,这两个问题依旧没有得到很好地解决。

关于电动坦克的能源补充,有一种设想是使用移动式核电站供电,体积小效能高,但是安全是个大问题。

作战车辆面临的情况非常复杂,在下一代高效蓄电池或者燃料电池出现前,全电动战车的可靠性很成问题。

以现有的技术条件来看,全电动模式还有明显短板,暂时不具备大规模应用在主战坦克等军用车辆上的实用性,相比之下,混合动力模式更为成熟可靠,实现难度更低。目前,战斗车辆还是以传统动力为主,对电驱动坦克的先行技术研究,更多的是在为未来坦克做技术储备。

油炸布丁
1 楼
1.才320万英镑,够买啥?研发一个型号的坦克,资金单位是要用亿的吧? 2.知道啥叫能量密度吗? 3.一个将军人数比坦克数量多的神奇国度,哈哈哈哈。
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jpob
2 楼
未来战争是远隔操作为主、这种用于两军对垒、巷战模式的武器会淡出视野。。退一步说的话 战场变数极大,主战坦克电力化 几乎就是送活靶去前线 拿人命开玩笑。
彼得铁
3 楼
吓到我了,“化石”燃料,中文行不行啊?化学或者石化吧。
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zey886
4 楼
一个脉冲炸弹全瘫痪
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pipitoo
5 楼
请问野战的时候怎么充电
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xie1278
6 楼
320万榜开发全电坦克?你是猴子派来搞笑的吗?
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akorda
7 楼
fossil fuel特指石油。但要是直译的话就是 \"化石 燃料\"了。可见这编译英文烂到和等地步了
黑炭
8 楼
野战时没电只能当靶子了。
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akorda
9 楼
二战时候德国就已经研制出全电坦克了。当年科舍尔和保时捷竞标虎式坦克 保时捷的样车就是全电的。结果正好当着元首的面抛锚了 保时捷才流的标。后来为了\"节约\"保时捷把仅有的80台样车改造成了坦克歼击车 既著名的 \"象式\"坦克
诚聘板主
10 楼
原来战争也可以这样环保,我觉得炮弹也可以减少烟雾和声音,减少对环境的破坏。
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HarryYe
11 楼
我想知道野外怎么充电?要带个发电站?还是学台湾用爱发电?
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tmz
12 楼
未来战争是机器人对战,先是远程操控的机器人,再发展成自主识别的杀人机器。
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xifangshibai
13 楼
谁说必须得有人开了,人家当然也会发展成无人驾驶坦克喽,说白了也就是不同形状的电动机器人武器!这并不复杂哦!
媚眼凤姐
14 楼
既要杀人,又要环保。
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sexpark
15 楼
坦克比化石燃料被淘汰的更快
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akorda
16 楼
柴油发电 ... 电动坦克不是为了不烧油 是为了省去transmission 提高瞬时加速能力等性能
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ssbbss
17 楼
冲电车,就如运油车
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airswingman
18 楼
打谁啊?
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birdiehawk
19 楼
320万英镑研发新坦克?
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tosefun
20 楼
等着做出核发动机吧
你神经病啊
21 楼
General: where are my soldiers? Commander: They are waiting for your order sir!. General: Where are my tanks? Commander: They are charging sir!
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execom
22 楼
这个更加好,一个中子弹就全部瘫痪了
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reporter1228
23 楼
特指石油? 这大尾巴狼装的真特么专业呀。
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loup777
24 楼
像特斯拉一样烧起来怎么办?坦克一烧,人都爬不出来。
木法沙
25 楼
斐迪南坦克就是电动的
随便踹两脚就走
26 楼
英国佬骗经费啦哈哈哈