坦克内燃机与燃气轮机（坦克用燃气轮机）

　　坦克不同于碉堡，它是一种快速机动的武器，在现代战争中，更需要频繁地变换阵地。因此，坦克不但要有强大的火力、坚韧的装甲防护，还必须有性能良好的动力装置（发动机和传动装置），才能够实现大范围的机动。坦克发动机应有下列特性：功率足够大，扭矩特性好，体积小重量轻，燃油和润滑油消耗率低，工作可靠及适应性好，维修简单和具有一定的寿命。　　第二次世界大战期间的坦克发动机，汽油机约占65％，柴油机约占35％。英美多用汽油机，苏联多用柴油机。经过二次大战和五十年代朝鲜战争的实践表明，虽然汽油机具有比重量小（发动机总重量与额定功率之比公斤／马力）、低温起动性能好等优点，但和柴油机相比有不少严重的缺点，如热效率低，燃油消耗率高，同样体积的油箱，用汽油机的坦克行驶半径（坦克一次加油后行驶的距离）小，汽油的使用和贮存也不安全。六十年代以来，随着柴油机的迅速发展，在世界各国的坦克中柴油机占了统治地位。由于普遍使用涡轮增压技术来提高柴油机的单位体积功率（发动机额定功率对其外廓体积之比马力／立方米 ），坦克用柴油机的各项技术指标达到了相当高的水平，今后还可能有新的突破。但是，往复活塞式柴油机，其结构确实也存在着某些弱点。

▲ 诺曼底战役中的M4中型坦克，采用的就是汽油发动机做动力

　　往复活塞式发动机有一套把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动的曲柄连杆机构。为了使发动机在体积不增加的情况下多发出功率，提高发动机的转速是重要途径。但是转速提高，会使往复运动件的惯性力加大，机械负荷增加，轴承负荷增加，也会使气缸内的工作过程尤其是燃烧过程受到影响，发动机的热负荷增大。因此，人们一直在寻找新的较为理想的发动机作为坦克动力。燃气涡轮发动机就是一种。　　五十年代，英法等国就开始把燃气轮机用在坦克上。随后是美国，先后将1100马力的“土星”和OT-4燃气轮机装在坦克上做了许多试验，1965年10月开始，专门研制了1500马力的坦克用燃气轮机AGT-1500，美国防部于1976年11月正式将它选为XM-1型主战坦克的动力，目前正在扩大试验中。六十年代后期，瑞典在无炮塔的S坦克上采用了柴油机和燃气轮机双机驱动，由此正式使用了燃气轮机。　　到美军在上世纪70年代末80年代初装备M1系列主战坦克之后，一直到今天美军依然是使用燃气轮机做动力。

▲ Strv-103主战坦克的结构示意图，蓝色的变速箱旁边就是发动机组

　　燃气涡轮发动机是叶片式的旋转发动机。在航空工业中已获得飞速发展。用在坦克上的车用燃气轮机也是一种燃气涡轮发动机。它的构造和直升机用的涡（轮）轴发动机很相近，主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、排气管和减速器等部件组成。它的主要工作原理是压气机经进气道从外界大气中吸入空气，并把它压缩到一定的压力（温度也随之升高），然后送入燃烧室与喷入的燃料混合，燃烧成高温燃气。这股高温高压的燃气流经涡轮时膨胀做功，功的一部分消耗在带动压气机上，另一部分从齿轮减速箱输出。经过膨胀做功后的燃气，温度和压力都降低了，可以通过排气管道直接排入大气。但是，坦克燃气轮机一般都带有回热器，它利用涡轮排出的废气热能，使压气机压缩的空气加热后再进入燃烧室。这与一般飞机上用的涡轮喷气和涡轮风扇发动机明显不同。车用燃气轮机由于将高温燃气的绝大部分热能转化成了功，因此排气的速度小，不产生推力，完全靠动力涡轮经齿轮减速器输出功率。

▲ 俄罗斯GTD-1250燃气轮机，T-80系列主战坦克的动力装置

　　由于坦克行驶的地区地形复杂，行驶时阻力变化很大，所以动力装置必须有良好的扭矩特性，即转速降低时，扭矩能够上升。上述单轴式燃气轮机的涡轮与压气机在机械上联成一个整体，因此不能适应这个要求，不适于做坦克的发动机。坦克用燃气轮机的涡轮必须采用分轴式结构，即在机械结构上把带动压气机旋转的涡轮（又称压气机涡轮）与带动减速器输出功率的涡轮（又称动力涡轮）分开，两者除存在气动力联系外，没有机械联结。这样，坦克的运动速度就不会直接影响压气机工作，在各种运动情况下，压气机的转速和流量基本保持稳定，而动力涡轮在转速降低时，扭矩增加。由于动力涡轮能够自由地以不同于压气机的转速运转，动力涡轮也称做自由涡轮。

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