一週軍情:96B坦克上跑圈賽 你告訴我怎麼輸?-席亞洲
本週,俄羅斯國際軍事競賽重要賽事“坦克兩項”上,中國代表隊的96B式主戰坦克首次亮相國際賽場。第一天比賽,我軍選手在射擊項目中發揮失常,3發主炮炮彈未能命中靶標,但仍因96B坦克優秀的機動性能奪得當日第一。第二天,我們的96B坦克在比賽中刷新了該賽事的速度記錄,讓俄羅斯臨時換上的T-72B3M坦克相形見絀。雖然96B取得了如此優秀的成績,但這背後卻體現出俄羅斯“坦克兩項”競賽規則設計上的一些問題,我們藉此機會對比一下不久前國內的“中部鐵拳2016·坦克鐵騎”競賽和北約“強大歐洲”競賽,談談這類坦克競賽的意義。
今年八月一日,中國新型500噸級液體燃料火箭發動機關鍵技術試驗取得成功,緊接着,3米直徑兩段試驗固體助推器試驗成功。這兩個消息標誌着我國未來載人登月和深空探測的主要運載火箭,與美國“土星5號”,新一代SLS火箭相提並論的“長征9號”預研工作初露曙光。
96B坦克上跑圈賽 你告訴我怎麼輸?
96B坦克在俄羅斯賽場上的表現成為了本週軍事新聞的一大熱點。8月5日我軍96B坦克首次參加“坦克兩項”競賽,或許是因為過於急切的心態,也可能是剛剛換裝96B坦克的新疆軍區某師坦克手對於新裝備在特殊環境下的一些脾性還沒完全摸……總之這天96B坦克打出的3發125毫米破甲彈均未有效命中靶標。

坦克兩項賽,我軍第一輛出場的是107號坦克

第一天比賽成績,雖然我們的車組打靶成績不理想,但由於俄方規則設計強調速度,結果依然是這天的小組第一……(滑稽臉)
關於這3發炮彈為何沒有打中,很多人提出了很多猜測。然而筆者要提醒各位,即使在去年96A坦克“移動射擊碾壓T-72B3”的那次比賽裏,我軍也出現過3發未能命中靶標的情況。
畢竟,“坦克兩項”不僅僅是坦克性能的比拼,更重要的是乘員組的技能和心態的比拼。這和奧運會賽場上是一樣的,選手偶有發揮失誤難免,關鍵要看他們後續怎麼調整。
即使如此,在第一天的比賽中,我軍的96B仍然以卓越的機動性,在23分內完成比賽,奪得當日小組冠軍。
8月6日,在第二場比賽中,我軍的96B射擊成績達到了正常水平,只有一發主炮彈未能命中。之後又創造了賽會新紀錄,20分43秒。

創造賽會最好成績後,我國選手展示五星紅旗,旁邊是“緊急參賽”的俄T-72B3M坦克
更值得一提的是,俄羅斯在8月6日比賽中,派出了他們2014年“坦克兩項”競賽的“秘密武器”,T-72B3M坦克,這種安裝T-90坦克1130馬力發動機、戰鬥全重45噸的坦克單位功率高達25馬力/噸。相比之下,我軍96B坦克的發動機1000馬力、戰鬥全重48噸,單位功率20.8馬力/噸,應該説T-72B3M單位功率上還是有明顯優勢的。
但單位功率不能説明一切。96B式坦克採用了液力綜合傳動系統,而T-72B3M雖然改用了自動變速箱,但仍為機械傳動,有7個前進擋和一個倒擋。
在今年的比賽中,俄羅斯T-72B3M的性能表現依然出色,尤其在直線行駛、爬坡加速等情況下,1130馬力發動機和自動檔變速箱的作用還是明顯的。但在過彎、爬坡、越障等情況下,為了避免失控,依然不得不減速。相形之下,96B在越障、轉向、制動等工況下都非常“利索”,看過德國豹2、美國M1等西方坦克機動性表演的讀者會發現,96B和它們在這方面比較接近。
大家都知道,西方國家第三代主戰坦克普遍採用了性能先進的液力機械複合傳動系統。但蘇俄的T-72、T-80出於其設計思路和技術上的雙重原因,一直使用機械傳動。
俄羅斯一直未在新型坦克上使用液力機械傳動,而是一直沿用機械傳動,只是從T-90MS開始,裝備了帶有自動檔的機械式傳動系統。即使是最新型的T-14,使用的也是帶12個檔位的機械傳動系統。而我國在這一方面經過多年努力,已經取得了突破。99A、VT-4、96B、新輕型坦克等為代表的新一代我軍坦克都已經採用了與西方同期先進液力機械傳動系統技術水平相當的傳動系統。
這裏要解釋一下, 現代坦克採用的一般都不是單純的液力或者機械傳動技術,而是兩者的結合,但兩者究竟如何結合,不同的坦克型號有很大區別。雖然都叫液力機械傳動,冷戰早期的M46坦克和豹2的液力機械傳動顯然不是一個檔次。96B目前使用的傳動系統顯然具有與豹2坦克相比不遑多讓的技術水準,應該包括了液力變矩器、液力轉向、液力制動等一系列西方先進坦克的設計。相比之下,俄羅斯T-72B3M所用的是T-90MS的發動機和變速器,實際上該系統只是具備自動檔的機械傳動,只能稍稍克服一下手動檔機械傳動系統需要駕駛員在不同工況下頻繁變檔,工作強度大,並容易出現失誤的缺陷而已。

正在駛過車轍橋障礙的96B坦克
不過,縱觀3年的坦克兩項競賽,我們可以發現,駕駛使用“手動檔”傳動系統的T-72B3坦克、包括前南京軍區駕駛96A坦克的一些“老司機”們,通過出神入化的駕駛技巧,在阿拉比諾賽場上依然表現優秀,甚至能夠做到比T-72B3M和96B坦克差距在一兩分鐘之內的程度,可以説是“神乎其技”了。不過,考慮到阿拉比諾的賽場畢竟只有7-9公里長度,如果在實戰環境下,要駕駛坦克跑上一兩百公里,再牛的駕駛員也維持不了比賽時這樣的狀態,這時候自動檔的優勢就更明顯了。
這裏我們就要談到“坦克兩項”競賽規則設計的問題了。
儘管今年俄羅斯方面賽前曾説今年“坦克兩項”比賽射擊佔分比重要大幅度增加——然而最後顯然是沒能兑現。在單車賽中乾脆取消了行進間向側面開火的項目(根據俄國防部網站上貼出的規則,在後面的循環賽中應該依然有行進間向側面開火科目,不知道是否保留),而且射擊數量也並沒有變化,所以可以説至少在單車賽階段,跑得快才是正道。就算射擊部分5個靶標全部沒有命中,罰分可能也就在2-3分鐘左右。
換句話來説,這個比賽説到底依然就是一個“坦克競速”大賽。這次解放軍派出服役剛剛半年的96B式坦克參賽,正説明我們真正“吃透”了俄羅斯這個比賽的規則。
我們前面説過俄羅斯的“坦克兩項”和軍事競賽,很大程度上是俄軍全軍年度“大比武”的一部分。而俄之所以進行全軍“大比武”,恰恰是因為經費上捉襟見肘,類似於我軍80年代“軍隊要忍耐”時期的全軍“大比武”,實際上就是通過這種涉及人員相對較少的方式,在全軍中培養出一批技能水平較高的“尖子”,來帶動大部分情況下一籌莫展的訓練。
正是因為有着這樣的目的,俄“大比武”選出來的隊伍還是有相當高的水準的,堪稱他們全軍的“尖子”。
相比之下,我軍軍改以來大抓實戰化練兵,在全軍部隊平均訓練水平上恐怕強不少。我軍此次去俄羅斯參賽的新疆軍區某師,換裝96B坦克不過半年,就已經能夠同俄軍全軍選拔出來的尖子選手一較高下,雖然我們有裝備性能優勢,但這些車組的訓練水平也確實是令人刮目相看。
不久前,我軍中部戰區搞了“中部鐵拳·坦克鐵騎”坦克競賽。

我軍“中部鐵拳·坦克鐵騎”競賽上正在進行側向移動射擊的96A坦克
這個競賽的規則很大程度上參考了“坦克兩項”,但比俄“坦克兩項”貼近實戰得多。
首先,“坦克·鐵騎”競賽上,各代表隊都被要求以2輛坦克為一個戰鬥小組參加戰鬥,兩輛車之間必須進行互相配合。例如有一個科目是一輛坦克用高射機槍為另一輛提供掩護。
此外,我軍的坦克競賽中3發炮彈全部要求在行進間射擊,一發向前,一發向側面,一發向後面。尤其是向後開火的這一發,坦克行駛起來塵霧滾滾,要求炮手在能見度極差的情況下搜索發現目標並進行射擊,很不容易。
更何況我軍競賽上的射擊距離還比俄羅斯坦克兩項競賽遠了400米。據報道在正式比賽結束後,還用剩餘彈藥進行加賽,3發射擊距離變成了2400米、2600米和2800米,已經超過穿甲彈直射距離,在這樣的距離上,行進間動對靜射擊,有車組打出了3發2中的成績,十分驚人。
與我們的“坦克鐵騎”競賽相比,北約國家的“強大歐洲”競賽則是“北約銀盃獎”冷戰結束以來北約舉行的首次類似競賽。
我們看到他們的這個比賽,依然保留了“坦克排進攻”傳統項目,即由一個坦克排對賽場上隨機出現的目標進行搜索和射擊。雖然射擊的炮彈數量比當年少了,但增加了敵我識別的比賽,難度其實也不低。

我軍“坦克·鐵騎”競賽現場,可見很多比賽規則是借鑑了“坦克兩項”,但比後者更貼近實戰,規則也更加嚴密

北約“強大歐洲”坦克競賽上的意大利坦克排
“強大歐洲”競賽上,還包括了換履帶等常見戰場維修科目,也是很貼近實戰的。不過決定比賽成績的,還是看“坦克排進攻”科目上在規定時間內消滅了多少個目標。
今年的比賽上,德國的車組獲得冠軍,也改變了冷戰後人們長期以來認為德軍軍備廢弛,人員素質下降的看法;而美國車組“名落孫山”,引起了美軍又一輪對過去10年“治安戰”對軍隊應對正規戰爭能力不良影響的檢討。
強調跑圈的“坦克兩項”、強調打炮的“強大歐洲”和既強調跑車又強調射擊的“坦克·鐵騎”競賽,從賽事規則設計方面我們就可以看出三方不同的陸軍建軍思路。
作為當代世界上坦克裝備數量最多,發展投資力度最大,換裝壓力最高的中國陸軍,擁有世界頂級水平的坦克和坦克手,其實真的不值得奇怪。

傳説中有12個檔位、X型氣缸佈局發動機的T-14“阿瑪塔”坦克

筆者現在最感興趣的問題,俄羅斯啥時候把T-14開到賽場上來,和我們的99A一較高下?
具體到這回和俄羅斯的“坦克兩項”比賽嘛,還是得説一句,儘管96B坦克優勢很大,但我們依然有可能會“屈居第二”,關鍵看俄羅斯方面敢不敢直視比賽結果了……
長征9號初露曙光
八一前後,我國航天部門傳出兩個喜訊。一個是500噸推力液氧、煤油燃料火箭發動機首次渦輪泵聯試圓滿成功。另一個則是兩段式3米直徑固體推進器試驗成功。
這兩項成果,都與我國正在進行預研技術攻關的長征9號火箭有關。
這裏我們就來介紹一下這兩項技術究竟難點何在,它們又將如何運用在長征9號上。
這裏我們要首先介紹一下500噸推力重型火箭發動機的“燃氣發生器與渦輪泵聯試”是怎麼回事。
相信很多讀者已經知道,火箭發動機的性能水平的一個重要數據叫做“比衝”,也就是單位重量燃料產生的衝量大小。這個數值的單位通常習慣用秒,比衝越高代表效率越好。

“土星5號"的F-1發動機,注意噴口側面一圈管子實際上就是燃氣發生器產生廢氣的引導管,它將這股廢氣引入主噴管內向後噴射,產生一定推力

我國長征2號火箭的液體助推器,注意主噴管旁邊的小噴管
美國當年傳奇的“土星5號”火箭的發動機F-1型的海平面比衝為263秒,而蘇聯80年代為重型火箭設計的RD-170型4燃燒室發動機的海平面比衝則為309秒。這兩種發動機的海平面推力都是800噸左右,因此可以説,RD-170作為第一級助推火箭用的發動機,比F-1領先一代是毫無疑問的。
這兩者之間的主要差距就在於推進劑供應原理。
火箭發動機對於進入其燃燒室的燃料和氧化劑温度和壓力有一定要求,對於大型火箭發動機來説,用電動泵之類的方式不現實。因此從二戰末期的V-2火箭開始,科學家們利用火箭燃料和氧化劑作為工質,推動一個渦輪,然後由渦輪帶動燃料和氧化劑泵來達到設計要求。這個過程被稱為動力循環過程。
我們前面提到的“土星5號”的主發動機,F-1火箭發動機使用的是與當年納粹V-2火箭別無二致的燃氣發生器循環。在這個系統中,火箭燃料進入燃氣發生器進行不充分燃燒,產生的廢氣驅動渦輪泵,來帶動燃料和氧氣泵,向火箭發動機供應達到温度、壓力數值要求的燃料和氧化劑。不完全燃燒的燃料產生的廢氣經過渦輪泵後就直接向後噴射,產生一個小的推力,但實際上這就浪費了一定的燃料,因此稱為“開式循環”,浪費了一定的燃料和氧化劑。我國“長征2號”/東風-5系列火箭/導彈的發動機也是使用這一原理,因此會有不少的劇毒偏二甲肼燃料在不完全燃燒的情況下噴射到大氣中,產生一定的污染。因此這種原理的四氧化二氮\偏二甲肼火箭常被叫做“毒彈”。
最理想的火箭發動機燃料供應方式是“膨脹循環”,即液體燃料在發動機噴嘴周圍的熱交換機通過時吸收燃燒的熱量膨脹,推動渦輪泵,提供向燃燒室內泵壓燃料和氧化劑的動力。整個過程中燃料完全不會浪費,全部在燃燒室內燃燒做功,推動火箭飛行。然而這種循環方式的技術難度很高,而且一般使用在氫氧燃料火箭上——70年代我國研製“東風6”環球導彈的時候曾計劃在第二級上使用這種原理的發動機,但顯然這不現實。

美國曾計劃在X-33“冒險星”第二代航天飛機上使用膨脹循環式發動機,但當然未能成功,這一技術至今各國都沒有取得重大突破
而所謂的“補燃循環”實際上就是將燃氣發生器中進行不完全燃燒後產生的廢氣在推動渦輪做功後,再引入燃燒室,在這裏進進行第二次燃燒,做功推動火箭飛行。所有燃料和氧化劑最後都進入燃燒室,因此和“膨脹循環”一樣屬於“閉式循環”,幾乎不浪費燃料。
目前,美國的航天飛機發動機、俄羅斯RD-120\170\180都屬於補燃循環。我國長征-7火箭的主發動機YF-100也是使用補燃循環技術的新一代火箭發動機,其研製過程中參考了從俄羅斯引進的RD-120發動機。
而這次我國試驗的500噸推力發動機據認為就是正在預研階段的YF-460發動機(真空推力460噸,水平面推力約500噸),該發動機為兩個噴管,類似俄RD-180發動機,但推力比RD-180更大一些,因為畢竟YF-460研製年代要比RD-180晚很多,在發動機控制技術上,當然我們現在會比90年代水平領先。

YF-460此次聯試成功後,我國即使購買RD-180恐怕也買不了幾台了,目的麼你懂的
通過上面的描述就可以看出,補燃循環發動機中最關鍵的部分就是燃氣發生器和渦輪泵的這個聯動過程,也就是8月1日試驗的內容。
另一方面,我國的分段式固體助推器的首次試驗成功也是令人振奮的。它所驗證的,是大直徑分段式固體助推器的分段組合技術。
據傳,目前我國計劃研製的長征9號火箭計劃起飛推力為3000噸,能將3-5人送到月球。
該火箭的芯一級目前可能計劃用兩台YF-460,再加上兩個1000噸級的固體助推器。

分段式固體火箭助推器大概就是這樣子
這個固體助推器的推力水平大致相當於美國的航天飛機固體助推器SRB型。要達到如此驚人的推力,固體助推器已經無法整體澆築和運輸了,必須被分為數段,分別運送到發射台附近,然後再發射台上進行組合。
然而固體火箭發動機本質上説是一個巨大的緩慢燃燒的“炸藥管”,整體澆築出來的大直徑固體藥柱的穩定燃燒對於大部分國家來説(比如印度)都還是一個難以解決的問題,更何況還要把它分為好幾段?
當年美國“挑戰者”號航天飛機爆炸,就是因為其中一個SRB火箭用來隔離分段的橡膠密封圈在低温下失效。

SRB火箭分段組合現場,可見,現場對於環境控制要求非常高,畢竟有“挑戰者”號教訓在前,分段式火箭密封圈一旦出問題的結局大家都已經不必想象
所以不久前美國為SLS新一代火箭研製的新型SRB助推器進行測試的時候,首先被放在一個零下10多度的冷庫裏進行充分冷卻,再放在40度陽光下暴曬,最後進行測試。就是為了確保橡膠密封圈在惡劣環境下的可靠性。
同時我們也可以看出,固體火箭助推器分段組合技術是有多麼困難。
因此,我們的3米直徑兩段式助推器試驗成功,可喜可賀,我國距離掌握這項技術又近了一步。
網上常有一些無知,或者別有用心的人,説什麼中國火箭技術水平不如印度、日本之類的話。隨着YF-100的實用化、YF-460試驗成功和分段式固體助推器試驗成功,相信稍微有點分辨力的讀者都應該明白,他們到底荒謬在何處了。