「CFS悬吊法」

辗转腾挪方寸间:日本坦克的液气悬挂性能究竟如何?_高清图集_新

发布时间:2019-06-23 04:09 来源:北美安 编辑:admin
   
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
   

 

 
 
 
 

 

     
 
 
 
 
 
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  不过,弹簧悬挂也有一个致命的缺点:大。由于占地空间太大,所以弹簧悬挂很难布置再车体内部,只能布置在坦克外部。而整个悬挂系统全部暴露在车外导又致其非常容易损坏。在战时这会严重制约坦克的可靠性,所以这种悬挂已经基本被各坦克大国所抛弃,目前硕果仅存的采用弹簧悬挂的第三代主战坦克只有以色列梅卡瓦主战坦克。

  不管是弹簧悬挂也好、扭杆悬挂也好,其最主要的一个特点是:弹性元件型变量的大小与其弹力成线性关系。这导致悬挂系统的刚度系数和阻尼(即我们开车的时候所说的“软”或“硬”)是无法调节的。但现实情况是,坦克在不同作战条件下,其悬挂系统的理想刚度系数和阻尼也不相同。在高低起伏较小的平地、公路上或停车射击时,悬挂刚度系数偏高为好;而在山地作战、行进间作战时,则要求悬挂的刚度系数比前者更低。

  为了适应这一组矛盾,液气悬挂应运而生。所谓液气悬挂其实与弹簧悬挂在外形上也十分相似,只不过液气悬挂使用空气缸取代了弹簧作为悬挂的阻尼装置。与弹簧不同,空气压缩量与其弹力之间的关系是非线性的,这意味着只要改变液体柱的体积就可以轻松的改变悬挂系统的刚度与阻尼。

  不过,液气悬挂虽然性能不错,但问题也不少。首先,同弹簧悬挂一样,液气悬挂也需要布置在车体之外,这使得其抗损性也较差。其次,可调液气悬挂结构复杂、故障环节多,不论是液压缸、液气管道、液气泵还是电器控制系统损坏都会导致整个系统宕机。更加雪上加霜的是,液气悬挂过于复杂,损坏之后必须由专业人员修理。其三,液气悬挂的成本也远高于传统的扭杆悬挂,在不同时间段其造价为后者的百倍到数百倍不等。最后,液气悬挂系统过于笨重,会增加坦克的重量,降低其通过性和运输性。最后,液气悬挂对坦克作战地域的要求十分苛刻,遇到过冷、过热或高原低压等恶劣条件时,非常容易漏油漏气,而无法使用。

  与瑞典相同,日本坦克的主要用途是本土防御作战。同时日本本土多山地丘陵,地形起伏较大。所以可调式液气悬挂对于日本人来说有着莫名的吸引力。上世纪60年代日本自主设计的74式坦克就采用了可调式的液气悬挂。而此后的90式坦克也自然而然的沿用了这种悬挂系统。

  1956年瑞典人首先将法国雪铁龙发明的可调液气悬挂系统搬到了LVKV42自行防空炮上,两年后他们又基于这种悬挂开发了Strv103B主战坦克(歼击车)。由于液气悬挂在调整液柱高度时,悬挂高度也会随之改变,所以使用了可调液气悬挂的坦克也可以通过调节悬挂来控制车体的俯、仰、侧偏姿态或底盘离地高度。

  为了弥补这一缺陷,有实力的大国开始使用扭力杆代替传统的螺旋弹簧进行减震,这就是扭杆悬挂。所谓扭力杆,通俗的说其实就是一根棍状弹簧。其在被外力扭转时,会向反方向施力。相比于传统的螺旋弹簧,扭力杆虽然并不算小,但其外形细而长,可以“躺”着放在坦克的底盘上,并不会挤占其他设备(尤其是炮塔吊篮)的空间。

  一般而言,在之前的《出鞘》中,在坦克的行走系统中,使坦克在开炮的瞬间更加稳定。这种悬挂系统可以通过液压缸中的阻尼限制器来提升悬挂在开炮瞬间的刚度和阻尼,与固定在车体上的弹簧相连。当时受篇幅所限,出于控制成本和提升装备可靠性、可维护性的考虑,这种悬挂的平衡肘直接安装在坦克车体的一侧,我们介绍了90式和10式两款日本第三代主战坦克的动力系统。它决定了坦克的承重能力以及行走的稳定性。平衡肘会挤压弹簧起到缓冲作用。

  当负重轮受到向上的力时,悬挂系统无疑是其中最重要也最为人所知的一部分,现代主战坦克的悬挂系统主要分为以下几个大类:弹簧悬挂、扭杆悬挂以及液气悬挂。英国挑战者主战坦克和法国勒克莱尔主战坦克退而求其次,选择了不可调的液气悬挂系统。其中弹簧悬挂是最为古老也最为简单的一种悬挂系统。我们并没有过多提及与坦克机动性相关的另一大系统——行走系统。但很难依需求人为的调整悬挂的高度、刚度和阻尼。那么今天我们就来聊一聊日本这两款第三代主战坦克引以为傲的行走系统!

  然而可调式液气悬挂在90式坦克上的应用,老实说并不算成功。除了人尽皆知的“公开放尿”事故外,其性能也非常不尽人意。一般来说,采用可调式液气悬挂的坦克在设计时要对悬挂进行闭锁以保证射击稳定性。但由于闭锁机构性能不佳(一说压根不能闭锁),所以90式坦克在射击时会产生严重的晃动,稳定性较差。这一点我们可以在日本每年一次的富士火力演习中一见端倪。90式坦克与74式一样,射击后振动幅度较大,车体复位时间很慢。

  受极其高昂的成本所限,90式坦克只有第1、2、6组负重轮使用了液气悬挂系统,而第3、4、5组负重轮依旧使用了传统的扭杆悬挂。这也导致了90式坦克的悬挂控制能力较弱。不能像其前辈74式坦克那样前后左右任意控制悬挂高度,而只能改变车体本身的俯仰,在通过侧倾路面时无法体现出其液气悬挂的优势。

  不过塞翁失马焉知非福,90式这个堪称失败的悬挂系统为后来10式坦克悬挂系统的设计趟平了道路。在10式坦克上,日本人彻底抛弃了半液气半扭杆的神奇布局,重新回到了74式坦克的“纯液气”布局。此外由于设计制造水平的进步和软件系统的革新,10式坦克悬挂的闭锁能力、控制能力和可靠性也均有了大幅度的提升。相应的,10式坦克的射击稳定性、急停稳定性和悬挂控制的自由度也均一举跃升到了世界顶尖水平,成了现役主战坦克中“姿势”最多、急停最快、开炮最稳的一辆。

  也是基于相同的原因,90式坦克的急停射击稳定性也相当之差。这一点同样可以用富士火力演习加以印证。在演习中,我们经常可以看到90式坦克和进行急停射击。由于都采用了悬挂控制系统比较先进,所以两者在急停时都会有一个独特的“跪地减震”的动作。这个动作能够通过主动控制悬挂系统来卸掉坦克前冲的惯性,使坦克能够更加迅速的恢复稳定。但由于90式坦克的悬挂控制能力实在是不行,所以在实际使用中,90式坦克急停射击时车体恢复稳定的速度甚至还不如采用了扭杆悬挂的豹2和M1主战坦克。

  也正是因为安装在车体内部,所以扭杆悬挂可以受到车体装甲的保护,战时的生存性比传统弹簧悬挂有了极大的提升。此外,扭杆悬挂还继承了弹簧悬挂结构简单、价格低廉的优点,十分适合坦克需求量庞大的国家使用。目前,坦克四天王中、德、美、俄的绝大部分坦克均采用了扭杆悬挂。

王振军主任医师

王振军说明,需要打开模板进行编辑。...[详细]