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绝非一无是处

发布时间:2021-06-28 10:18:31 浏览数:

日本虽然在二次世界大战前已经跻身主要坦克生产国行列,然而由于“最脆弱和最不成熟的工业”,二战中的日本坦克不但产量不足,而且质量低劣,与苏、德、美、英等列强相比,实际上处于二流水平。不过,战后的日本坦克工业经历了恢复和发展,在结合吸收西方技术和自身的设计要求后,其坦克技术呈现出一些颇为值得注意的特点。燕云

坦克外形轮廓小

日本坦克与美国和西欧坦克相比,体积小、重量轻,颇具特色。这主要是由于日本坚守传统的坦克设计思想,在重视优先发展火力、不断提高机动性和防护性的同时,强调使坦克性能适合本国的战略和自然环境以及日本人体形等要求。因此,日本坦克严格限制车重和外形尺寸,如61式、74式坦克为了控制车重,适当减薄了装甲厚度,力求减轻各部件的重量,这虽然较适合国情,但是坦克的装甲防护性能却受到一定削弱。对此弱点,74式坦克用良好的防弹外形相应地予以弥补。在控制外形尺寸方面,以降低车高为主,61式坦克车高2.49米;74式坦克的车高仅2.25米,借助液气悬挂装置还可再降低200毫米,是世界上有旋转炮塔的同代坦克中最低矮的。从74式坦克开始,日本对坦克外形尺寸的要求有些放松,但90式坦克的车宽和车长仍比M1和“豹”2坦克的相应尺寸小。90式坦克的外形酷似“豹”2,但其外形尺寸比“豹”2小一圈。由于采用各种先进技术,日本坦克的重量开始逐渐增大,90式坦克达50吨,但世界上同代坦克的重量普遍超过50吨,因此日本坦克的车重仍算较轻。坦克炮和弹药依赖引进技术

迄今为止,日本坦克的火炮和弹药的发展仍然主要依赖西方技术。早在74式坦克上装备的英国维克斯公司制L7AI型105毫米线膛炮,就是北约组织的标准坦克炮,后由日本按专利特许生产的,其配用的脱壳穿甲弹也是从英国购买的,后改为美式M68 105毫米坦克炮的配系弹药。90式坦克的120毫米滑膛炮,是按德国莱茵金属公司的RH120 L44 120毫米滑膛坦克炮专利特许生产的,其配用的尾翼稳定脱壳穿甲弹和多用途破甲弹也按该公司的专利特许生产。

不过,出于民族自尊心等方面的考虑,日本人曾力图在90式坦克上安装本国研制的主炮和弹药。由于本国工业基础雄厚,技术水平先进,日本决定自行研制坦克炮,由日本制钢所负责研制。1978年开始进入研制阶段,采取分段研制办法。先在L7AI 105毫米线膛坦克炮基础上试制105毫米滑膛炮,再试制120毫米滑膛炮。在1982~1984年第一次生产的2辆样车上,安装了日本制钢所研制的火炮,使用的是日本生产的弹药。在L7AI 105毫米线膛炮基础上扩膛研制的120毫米滑膛炮样炮在弹丸初速、膛压等方面均达到了指标要求,只是穿甲深度和身管寿命比德国的逊色很多。至于尾翼稳定脱壳穿甲弹和多用途破甲弹虽然勉强达到了性能指标要求,但与原装备的德国货相比却逊色不少。日本实际上在冲击大口径高性能坦克炮的道路上败得灰头土脸。不过,需要注意的是,即便如此,日本人一直并未间断对坦克炮和弹药研发和技术储备,以便为其新一代坦克进行积累。 全电式炮控、自动装弹机和液气悬挂起步较早

日本在74式坦克上采用的全电动式火炮和炮塔控制装置,使用了一台惯性小、灵敏度高、效率高的电动机,这是三菱重工业公司在改造了民用机床的低惯性调速电机后制成的。就自动装弹机而言,日本早在研制61式坦克时就开始研究自动装弹装置。后在74式坦克上安装了一种半自动供弹机,最终在90式坦克上开始采用一种全自动装弹机,将炮弹分上下两层排放在尾舱。将炮弹分上下两层排放在尾舱内的弹带上,弹带水平移动、保持装填位置,沿轨道装填。炮弹的存储、选弹、装填均由计算机控制。

74式坦克采用液气悬挂装置,当时曾引起国内外的极大关注。74式坦克可通过变换车姿来适应山地岛国的地形条件,较大地提高了越野机动性,使越野平均速度达35千米/小时。这种可调式液气悬挂装置完全是日本自行研制的,其空气液压装置引用了飞机油压缓冲装置和空气压缩机等其它领域的技术成果。至于90式坦克采用的是液气和扭杆混合式悬挂装置,这是一种完全独立的悬挂装置,体现了日本在坦克悬挂技术上的飞跃发展。

独到的2冲程发动机

战后日本发展的坦克发动机别具特色,61式坦克的12HM2IWT发动机虽为一种4冲程12缸V型风冷直接喷射废气涡轮增压柴油机,汽缸夹角为90度。但三菱重工业公司在该机的研制阶段曾对风冷与水冷,以及4冲程与2冲程型式的选择上进行了反复研究。在冷却型式的抉择上,经过对比试验表明,从性能上讲,水冷式较为理想,但为适应在沙漠地区和严寒气候下的使用要求,采用了风冷式。在决定发动机冲程类型时,最初曾考虑采用2冲程,虽然性能不理想,最终采用4冲程结构,不过对2冲程的研究工作并未因此而终止,为74式主战坦克用的2冲程发动机奠定了基础。

74式坦克采用的三菱107F型发动机在世界上2冲程坦克柴油机中是唯一采用风冷方式的,IOZF发动机以三菱重工业公司在二次大战期间研制的高速鱼雷艇上应用的2冲程水冷柴油机为基础,并在当时有关风冷文章的启迪下,将水冷改进为风冷,1960年制成了4ZE型样机。该机为4缸机,功率为147千瓦,采用了鲁茨扫气泵与废气涡轮串联布置的传统方式,使发动机体积增大,不能体现风冷发动机的结构紧凑的优点。三菱重工业公司经过对2冲程涡轮增压发动机通常采用的几种方式进行了分析对比研究后,在IOZF发动机上采用了机械传动涡轮增压的方式。4ZE型样机对ZF系列发动机的研制起到决定性作用。IOZF型机的研制工作从1964年开始,1967年制成样机,同年8月装在部件试验样车STT上进行试验。经过对该机进行基本性能、多燃料可用性和装车等试验均取得满意效果后,于1969年10月正式定型。74式坦克所用的IOZF22WT为一种2冲程10缸V型90度夹角直接喷射机械传动涡轮增压中冷柴油机。

值得注意的是,该机在结构上有系列化、采用机械传动废气涡轮增压和适于燃用多种燃料3大特点,通过变化,缸数后形成10缸、6缸和4缸机型的完整系列。各种机型在结构上大体相同,都采用V型90度夹角气缸体,缸径与行程均为135毫米和150毫米,具有同样的燃烧系统、增压方式和冷却方式,因此零部件的通用性强。此后以IOZF为基础,改变气缸数,形成ZF系列,适应多种装甲战车应用。IOZF22WT发动机与同时代其他一些国家装备的坦克发动机相比较,整体性能较差,例如体积大、单位体积功率低、燃油消耗率高和热负荷高。在ZF系列之后,日本又继续发展了ZG系列二冲程坦克柴油机,该系列柴油机由4ZG、6ZG、8ZG和IOZG4种机型组成,为日本战后自行研制的第三代装甲战车用的发动机。日本在74式坦克定型的同时,开始了下一代主战坦克TK-X的研制工作,其动力装置仍由三菱重工业公司负责研制。尽管当时美国的新一代主战坦克已有采用燃气轮机的可能,但公司注意到燃气轮机有油耗高的问题,因此仍然坚持发展高速高增压中冷2冲程柴油机。该公司在1970~1976年间研发了ZG柴油机系列,由于该系列柴油机采用了高压比的2级涡轮增压中冷,放弃了传统的风冷型式而采用水冷型式,虽然气缸尺寸与ZF的相同,但单缸功率却提高了1倍,平均有效压力已接近2冲程柴油机的理想值。单缸试验表明,采用水冷以后,输出功率可提高l3%,缸心距可减小15%。90式主战坦克装用IOZG32柴油机,该机体积与IOZF发动机相同,而输出功率却从750马力提高到1500马力。虽然在2冲程发动机中,ZG的水平已经较高,但由于二冲程发动机的一些固有缺陷无法克服,日本在其10式坦克实验车中,又转回传统的4冲程柴油机路线。

火控系统技术先进

由于日本坦克数量有限,在与假想敌的作战中,很可能面临以寡敌众的境况,所以日本战后坦克对火控系统技术的投入花了不少本钱,水平不低。

以74坦克为例,该火控系统采用扰动式控制方式,弹道计算机的功能比较简单,仅计算距离、药温、静态倾斜角、炮膛磨损、视差、2种弹种对火炮的高低角修正,只配用了距离传感器,距离数据由测距仪自动测定并输入计算机,其他弹道修正数据均不用弹道传感器测定,而由人工估测,手动输入计算机。对运动目标的射击依靠车长目测提前量,命中率较低,因此该系统只适合于从静止坦克射击固定目标。虽然配用了火炮稳定系统,可保持火炮在行进间稳定跟踪目标,但稳定精度不高。该火控系统在设计思想上突出了车长的作用,激光测距仪和弹道计算机主要供车长操作使用,因为车长在坦克中的位置最高,便于快速和准确地捕捉目标,确定和执行战斗方案,这明显不同于由车长担任搜索和指挥决策,炮长负责对目标跟踪、瞄准和射击的“豹”式坦克。

该火控系统的操作程序如下:(1)车长发现目标,通知全车乘员,同时操纵炮塔控制旋转手柄,将火炮指向目标;(2)车长选择和识别目标,向炮长和装填手发出指令,装填手选择弹种,如果车辆在行进,则接通火炮稳定系统开关,车长按下激光测距仪按钮进行测距;(3)弹道计算机根据自动输入和手动输入的数据确定火炮的瞄准角,炮长通过控制装置将火炮重新指向目标,或使火炮跟踪运动目标;(4)车长将目测运动目标的提前量通知炮长,进行火炮微调,车长下达射击指令,同时观察弹丸的轨迹和弹着点,装填手准备下一发炮弹。

至于90式坦克的火控系统则是在74式坦克火控系统的基础上发展而成的,性能比74式先进,精度更高。采用类似Ml和“豹”2坦克火控系统的指挥仪式控制方式;弹道计算机用小型或微型数字式计算机代替74式的模拟计算机且功能比74式多;用二氧化碳激光测距仪代替红宝石激光测距仪;用热成像被动夜视瞄准镜代替74式的主动红外夜视瞄准镜;弹道传感器配用了炮耳轴倾斜、风速、炮口校正传感器;稳定系统增加了瞄准镜稳定装置。因此,该火控系统可以从静止或行进的坦克射击固定目标或运动目标,并且首发命中率和反应时间都比74式系统要好得多。同时,火炮随动于瞄准线,稳定所需的能量少、精度高,车长还备有超越控制装置,炮长瞄准潜望镜内装有被动热成像自动跟踪装置和激光测距仪,可将图像显示在炮长和车长座椅前的监控器上。计算机提取目标区的对比度、面积、重心等数据,判断追踪的目标和射击距离。被动热像仪的工作波段为10微米,在黑夜或雾、雪天气里也可以识别目标,火控系统、观察系统和自动装弹机均由电子计算机进行系统控制。 变速转向系统技术扎实 变速转向系统技术扎实是战后日本坦克技术的一个突出特点,90式与10式坦克的变速转向系统均达到了时代背景下的最高技术水平。比如,90坦克变速转向机构主要由带液力变矩器的行星式自动变速箱、静液式动力再生型转向机构、油冷多片制动机构组成,具有变速、转向和制动3种功能。为了能在水中行驶,各部件采用了水密封措施。变速箱为带液力变矩器的电子控制式自动变速箱,有4个前进挡,2个倒挡,可用4挡起步。起步以后,可以根据燃油踏板位置和车速自动变换离合器,1~4档均可自动变速。在4档行驶阻力小时,依据液力变矩器的作用,发动机的动力可以只通过齿轮排来传递。由于液力变矩器和自动变速的原因,车辆的起步和加速都可通过油门踏板来完成。液力变矩器在由多个工作轮形成的环形工作腔内,利用液体来传递动力,并能随负荷的变化自动无级地改变扭矩和转速的液力元件。最简单的液力变矩器由3个工作轮组成,主要包括与发动机相连的油泵轮,与输出部分相连的涡轮,作为外力矩支点的导轮。油泵轮将机械能转换成液体动能,涡轮将液体动能转换成机械能,导轮不作机械功,无能量间的转换,但可改变通过它的工作液体的动量矩,从而使液力变矩器具有变矩能力。液力变矩器已在自动变速车辆上广泛采用。变速转向机构设有用于保持2挡变矩状态的强制2挡,以使在变速控制、电气系统出现故障时,也能进行正常的操作。该变速转向机构的传动过程是,发动机的动力从输入齿轮装置经过液力变矩器传递到变速装置,然后由行星式侧传动机构传递到输出轴。在液力变矩器的闭锁离合器工作时,来自发动机的动力从输入齿轮经过闭锁离合器直接传递到变速装置。

转向机构采用静液控制的双差速方式。与74式坦克转向机构相比,转向时起到使左右履带产生速度差作用的转向离合器和差速齿轮改变成了转向用液压油泵及马达。发动机的动力在通过液力变矩器分为前进动力和转向动力以后,转向动力通过液压油泵及马达的静油压传递。转向通过改变转向装置的液压油泵的流量和斜板倾斜方向即控制液压马达的转速和旋转方向来实现。转向时,发动机的转向动力,由转向装置的液压油泵及马达传给左右侧传动机构的行星齿轮装置,与来自变速装置的动力汇合传给输出轴。中心转向只能在变速开关的N(空档)或ST(中心转向)位置进行;中心转向位置与空挡位置相比,可以实现中心转向,且不受地形、地面的限制。转向机构的转向比及转向半径是:前进l档,转向比为1.92,转向半径约为4.5米;前进2档,转向比为1.44,转向半径约为1.6米;前进3档,转向比为1.26,转向半径约为9米;前进4挡,转向比为1.17,转向半径约为15米;倒l档,转向比为2.40,转向半径约为3米;倒2档,转向比为1.31,转向半径约为8米。侧传动机构装在车体后部两侧,通过齿轮联结器连接在变速转向机构上,用于驱动主动轮。侧传动减速比为3.50。制动器由行驶中使用的工作制动器和停车时使用的停车制动器组成。制动器为湿式多片式,用于制动左右两侧输出轴。工作制动器为脚踏式,靠液压控制制动盘。停车制动器为手拉机械式,利用储备在制动油缸内的弹簧力控制制动盘。90式坦克传动装置的总减速比分别为:前进l档,17.05;前进2档,9.78;前进3档,6.23;前进4档,4.18;倒1档,22.19;倒2档,7.27。

10式坦克的变速转向机构在通过无级变速和静液双差速方式来连续改变转向比方面是世界坦克之最。该坦克的变速装置为静液机械式无级自动变速箱,采用了液压油泵和行星齿轮的组合方式,其离合器和换挡操作都不需要,可以自动无级变速。据说,该变速箱的功率变换效率最大为85%。变速装置用于机械系传递动力,装有4挡离合器和前进倒车离合器,在理论上可以实现前进倒车等速。其无级变速转向机构的原理.是动力分两路传递,一路是经过变速离合器和齿轮机构的机械系,另一路是经过变速用液压油泵及马达的液压系,两路动力经过行星齿轮机构汇流,前进动力传递给左右两侧的差速器。该型转向机构与90式坦克的相同,为静液双差速方式。因为采用了无级变速,所以并不存在74式和90式坦克的各变速档位最大转向比的限制,而且由于采用了转向液压油泵及马达,因此可以任意调整左右履带的速度差,从前进到原地转向的转向半径也可以自由变化,中心转向通过改变为专用的变速方式来实现,制动器也采用了与90式坦克相同的湿式多片式。

结语

日本前驻泰国大使冈崎久彦曾经说:“‘普通国家’是指拥有普通的军备,能够进行普通的战争的国家。冷战结束后,日本军事战略调整的上述路径都是为这一目标服务的。”经过10多年的努力,尽管名称、定义没有丝毫改变,但日本“专守防卫” 战略已经名存实亡。日本学者清水几太郎在20世纪80年代讲过:“等日本解除了战后各种错觉和禁忌,建立起与经济力量相符的军事力量之后,自然也就会产生巨大的政治力量。如果日本有了与经济力量相称的军事力量,那些真正了解军事力量含义的国家就不会忽视这一点,他们就会让步、就会小心行事,早晚会对日本表示尊敬。那时日本就可以成为堂堂的大国”。也正因为如此,作为一种重要的陆上作战装备,日本在坦克技术方面的进步和动态理应引起我们的注意。

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