坦克燃气轮机的优势与劣势

本文可能有所疏漏，欢迎大佬指出。 重申：燃气轮机和柴油机目前不存在完全替代关系 优势 1. 目前坦克柴油机的扭矩储备系数为1.10到1.32，而燃气轮机的扭矩储备系数为1.6到2.2。 这使得T80U主战坦克的平均速度高于T90主战坦克10km/h 据俄军使用统计，坦克成纵队行军的战术速度提高了9%-10%，技术速度提高了17%-18% 据美军资料统计，坦克200米的冲击速度，装有燃气轮机的坦克为19秒，装有柴油机的坦克为26秒（难道是对比XM1C和XM1GM？） 2. 国内研制样机对比实验结果显示，在常温和低温状态下，坦克燃气轮机相比同柴油机有着良好的启动性能。 3. 燃气轮机的燃油消耗在70%-100%发动机转速之间基本不变，具体参考AGT1500的有效功率曲线。 4. AGT1500和GTD燃气轮机在100%负荷时燃油消耗率基本相同，在部分负荷时低于GTD发动机。LV100-5燃气轮机在100%负荷的时候燃油消耗率明显低于AGT1500和GTD发动机。尤其是在部分负荷工况的时候，燃油消耗率显著下降直到至20%负荷往下，才有明显上升趋势，这对装有燃气轮机的坦克降低在怠速运转时的使用耗油量具有特殊效果。 与现代柴油机相比，可视为LV100-5燃气轮机有着相同的负荷特性，而突出的是在约45%负荷以后，其燃油消耗率却低于现代柴油机。 5. 通常坦克燃气轮机的排气温度低于500度，相比柴油机降低了坦克热特征信号。AGT1500燃气轮机排气温度最高约482度。而且燃气轮机相比柴油机，其燃料能够更加充分的燃烧，所以温度较低且无可见碳烟，其烟度小于2.5波许。 6. 相对小的动力舱体积，由于没有滑动摩擦只有滚动摩擦，且燃烧产物不与润滑油接触。因此燃气轮机的机油消耗量低，机油箱容积小，为柴油机的三分之一。同时，燃气轮机没有柴油机必须的冷却系统，从而减少了动力系统的尺寸，简化了使用和保养的时间及工作量。 燃气轮机用流动空气约为柴油机两倍，但若将发动机用于冷却的空气流量考虑在内，则是柴油机的使用空气量大于燃气轮机。空气使用量的差异，影响着车辆动力舱的正上方开窗口面的大小，安装燃气轮机坦克的窗口大小仅为柴油机的30%-40%。 第二代坦克燃气轮机LV100和GTD-X的动力舱容积达到了3.8-4.8m3。客观来说，无论是第一代燃气轮机还是第二代燃气轮机，俄罗斯（苏联）的体积大小都小于美国，而美国坦克燃气轮机凸显在燃油消耗和可靠性均优于俄罗斯机型，尤其是LV100-5的燃气轮机负荷特性更加突出。 7. 坦克燃气轮机可在-54度下直接起动并可迅速转入发动机全负荷工况工作。为坦克部队的快速响应赢取了作战时间。 而且有较低的滑油消耗量（大约是柴油机的1/10-1/20，如T80U的滑油消耗量为0.15升/100km T90坦克的滑油消耗量为5.3-7.2升/100km） 8. 与柴油机相比，燃气轮机的零件少了30%，易损部件少了60%。且无往复摩擦运动，因此故障率更低，使用可靠性和耐久性均优于柴油机。坦克燃气轮机平均故障间隔为400-500小时，首次大修时间为1000-1200小时，一台燃气轮机的维修时间为4小时，而柴油机为24小时，且燃气轮机无需按时间维护保养。使用期内要求更换的部件仅为柴油机的一半。根据美国陆军坦克机动司令部的数据，AGT1500的全寿命周期费用比AVDS1790相比低7%。奥地利AVL柴油机研究所提供的分析显示，燃气轮机要低5%。 劣势 1. 燃料消耗过大，台架试验表明，带有回热器的AGT1500和LV100坦克燃气轮机的燃油消耗率分别为264g/千瓦时和213g/千瓦时，而无回热器的GTD1250则为306g/千瓦时。坦克燃气轮机的燃油消耗量高于柴油机的50%-70%。而本世纪初的LV100仅高21%。 根据苏军装备的不带回热器的GTD1000的T80B和装备5TDF的T64A以及和装备V46的T72的三车对比测试表明：坦克每小时燃油消耗率燃气轮机高于柴油机65%-68%。行驶每千米燃油消耗率高40%-45%。 不过，研究人员的测试表明，借助车载电子控制系统等手段能将其燃油消耗量节省50%。 2. 功率损失，坦克在40-50度环境下使用的时候，GTD燃气轮机的功率损失为柴油机的1.6倍。燃气轮机的燃油消耗率随着海拔升高而降低，在海拔3000米高原使用时，AGT1500燃气轮机的功率损失为9-10%。GTD1000的损失为15%。（二冲程机损失大于四冲程机） 3. 苏军20世纪80年代中期部队测试结果显示，在25-30km/h的平均速度行驶时，T72A比T80B的巡航燃油消耗率低（26.8-44.4%） 不过，当平均速度提高，燃油消耗的差距会减小，当平均速度达到50-55km/h的时候，两种发动机的巡航燃油消耗率实际上差不多。 4. 在40度环境气温条件下使用的时候，燃气轮机最大功率下降20%，柴油机下降10%。 此时作用在T80U坦克主动轮的功率为522kw，作用在T90坦克主动轮的功率为441kw。柴油机功率受到限制是由于冷却系统的效率不足和机油温度过高。当环境温度下降到15度以下的时候，燃气轮机的功率将会大幅度提升。 5.生产成本，柴油机生产成本低60-65%，这不仅仅是因为劳动成本低，还是因为大批量生产决定的。但是，对动力传动系统来说，这个成本差距可以减少到33.5%到44.5%