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江河湖海若等闲

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在这个系列讲座的最后,再来汇总介绍一些水陆坦克的行驶原理,是为跋。

两大难题 必须解决

水陆坦克要想在水中航行,必须要解决两大难题。一是必须让水陆坦克“漂”起来;二是必须要水陆坦克在水上行起来。

使水陆坦克能浮在水面,无非是阿基米德原理的一个应用。原来,水陆坦克的浮力,是由密封车体的外廓排水体积来决定的,同时还要有足够的浮力储备,一般为车重的20%~30%,道理不难理解。如果水陆坦克的浮力储备为0,那么,水陆坦克下水之后,水就要一直没到炮塔顶,当然没法打仗。同时,还要考虑风浪的影响,有了浮力储备,才能使水陆坦克在一定的风浪下航行,免遭灭顶之灾。我国的63式水陆坦克,战斗全重为18吨,也就是说,它要排出18立方米的水才能浮起来,再加上它有28%~30%的浮力储备,可想而知,它的排水体积是够大的了。粗略算起来,排水体积起码要有23立方米之大。水陆坦克的内部,在车体的最低处还要装上排水泵,以便能将渗入车体内的水不间断地排出去。要知道,水陆坦克在水中,要想一点不渗水,几乎是不可能的。由此可以知道,整个水陆坦克的密封,是必须解决的一大难题。除此而外,水陆坦克的车体首上甲板上,还要有一个防浪板,防止水上航行时激起的浪花影响驾驶员的观察和操作。

水陆坦克的另一个特点是要有水上推进装置。没有水上推进装置,水陆坦克纵然能“漂”在水里,无法机动,自然也没法打仗。关于水上推进装置,下面再详细加以介绍。

三种方式 各有千秋

水陆坦克要在水中航行,离不开水上推进装置。百年来,人们发明了三种水上推进装置,即履带划水式、螺旋桨式和喷水式水上推进装置。当然,它们的共同点是利用发动机的动力转换成推动水的动力,靠水的反作用力来推动水陆坦克前进。从性能上讲,以喷水式最为先进,但三种水上推进装置也是各有千秋。

最初的水上推进装置是履带划水式,靠转动的履带划水来推动坦克在水中行驶。它的最大优点是结构较简单。几乎对坦克的传动装置和行动装置不需作大的改动即可实现。早期的水陆坦克一般采用履带划水式。它的最大缺点是划水效率较低,所以,只能达到5~7千米/小时的最大航速。为了尽量提高履带的划水效率,往往要加大履带耙齿的高度。最典型的就是美国LVT2“水牛”履带式登陆车上的“W”型耙齿(也称之为“麦当劳”式耙齿),其突出的耙齿高得吓人。当然,如果耙齿过高,在陆地上行驶时,不仅会过多消耗动力,也会成为破坏路面的“罪魁祸首”。

螺旋桨式水上推进装置和飞机上的螺旋桨以及风扇的扇叶差不多,不过,前者是和水起作用,后两者是和空气起作用。装有螺旋桨式水上推进装置的水陆坦克,在水上航行时,要挂上“水上档”。此时,发动机的动力带动螺旋桨旋转,水流被螺旋桨的叶片排出,产生反作用力,推动水陆坦克在水中行驶。改变水上推进装置方向舵的舵角或螺旋桨反向旋转,可实现水陆坦克水上转向或倒车。单个螺旋桨安装在车体后部的纵向中轴线上;采用两个螺旋桨时,分别安装在车体后部两侧。这种螺旋桨式水上推进装置结构较简单,能量转换效率约为30%以下,能使水陆坦克达到7~12千米/小时的最大航速。最大缺点是水上推进装置的防护性较差,能量转换效率不算高。

喷水式水上推进装置,是三种水上推进装置中最先进的一种。它和喷气式飞机相似,其原理也是牛顿第三定律――作用力和反作用力。这种水上推进装置可以达到9~13千米/小时的最大航速,是目前水陆两栖战车中用得较多的一种水上推进装置。喷水式水上推进装置由水泵、管道、吸口和喷水口等组成,通常在水陆坦克的车体后部两侧各安装一具。水上航行时,先要竖起防浪板,同时要挂上“水上档”,使发动机的动力经分动箱带动水泵中的泵轮旋转,由吸口吸入的水流经泵轮搅动后,增大水的动能,以高速向后喷出,由水体的反作用力产生向前的推力,推动水陆坦克向前航行。通过改变一侧的喷水方向,可实现水陆坦克的水中转向;通过改变两侧的喷水方向,可实现水陆坦克水中倒车。当然,这三种水上推进装置的转向半径都相当大,道理不难理解。喷水式水上推进装置的最大优点是能量转换效率较高,可达到30%以上,操纵灵活,防护性也较好。它的缺点是结构稍复杂,占用车内的空间较大。

通过这样简单的比较可以看出,从先进性来看,喷水式最好,螺旋桨式其次,履带划水时最差。但全面来看,三者是各有千秋。总体上讲,喷水式渐成主流。

兼顾水陆 以陆为主

值得注意的是,水陆坦克(含两栖战车)是水上和陆地上都能打仗的战车。它是“车”,不是“船”。它主要是在陆地上使用,只是在必要时才下水一试身手。认识这一点很重要。

从水陆坦克的发展史可以看出,最初的两栖战车中,好多更像船,最典型的便是美国的LVT1履带式登陆车。简直就是一个平底船。日本的内二火艇,挂上前后浮箱后,简直就是一条船;去掉前后浮箱后,才“变身”为坦克。美国的两栖战车,越到后来。就越像坦克,其中的道理不难理解。

不妨说,水陆坦克主要还是在陆地上作战的。水中航行只是表明它具有克服水障碍的能力,在从舰到岸的过程中冲击一下,赢得战机。想让水陆坦克主要在水中作战,是不现实的。

在水陆坦克的设计上,还要考虑许多问题,如浮心和稳性的问题,摇摆周期的问题,全车重量的分配和平衡等。浮心和重心的相对位置,关系到水陆坦克是否容易倾覆。摇摆周期过长,会使乘员有晕船的感觉。全车重量分配不合理,便可能产生水中“扎头”或“沉尾”的现象。至于各个舱口,门窗及旋转炮塔处的密封问题,其重要性自不待言。可见,若想设计一歉性能优良,结构合理的水陆坦克,并不是一件容易的事。

滑行车体 独领

20世纪90年代以后,美国开始研制AAAV先进两栖突击车。到了新世纪,更名为EFV远征战车。可以毫不夸张地说,EFV的出现,开创了两栖战车的新纪元。而其中最突出的技术,便是滑行车体技术。

滑行车体技术,是建立在广泛试验基础上的一项新技术,利用水动力学特性,极大地减小水的阻力,从而可实现水中高速行驶。就像摩托艇,高速开起来,像在水上飞起来一样,自然水的阻力大大减小,这不是静力学的阿基米德原理所能解释的。EFV远征战车在水中的最大航速高达46.3千米/小时(25节),这在以前是不可想象的。滑行车体技术、三模式动力装置技术、车体变形技术,履带装置伸缩技术等,引领着两栖战车发展的新潮流,昭示着两栖战车将迎来一个新的大发展的时期。

尺有所短 寸有所长

水陆坦克(含两栖战车)有它的长处,也有它的短处。只有运用得当,才能扬长避短,充分发挥它的战斗力。大体上讲,应当注意以下几个方面。

第一,归根到底,水陆坦克属于轻型装甲车辆,在火力和防护性上受到很大限制,因此,在一般情况下,水陆坦克不能作为主战车辆使用。即使是最新型的EFV远征战车,防护性差也是它的突出弱点。

第二,即使是在水中行驶,水陆坦克也有它的局限性。如,水中的最大航程也就是100~150千米的样子,一般抗三级风浪,因此,水陆坦克最适于内陆的江河湖沼及水网稻田地使用,如在大海上使用,只能用于近海,且在风浪不太大的情况下使用。前面已经谈到,63式水陆坦克横渡琼州海峡(宽14.5海里)已是“壮举”,想单单靠水陆坦克本身来横渡台湾海峡是不现实的。

第三,渡海作战,要有强大的海空优势,取得制空权和制海权。在登陆舰的配合下,将水陆坦克运抵到近海岸10千米以内,然后,水陆坦克下舰发起冲击,抢滩登陆。

第四,一般情况下,水陆坦克要集群使用,单靠几辆水陆坦克冲一下。发挥不了大的作用。

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浮力储备 水陆坦克在战斗全重状况下浮停在静水中,其吃水线以上部分的水密容积所能提供的浮力,一般以浮力储备系数(浮力储备与车辆战斗全重的百分比)来表示。

浮心 水陆坦克在静水中处于平衡状态时,承受浮力的作用点。处于车体所排开的水体积的形心,其位置取决于水下部分排开水体积的形状。通常,重心位于浮心之下的水陆坦克,处于稳定状态。

稳性 在静水中处于平衡状态的水陆坦克,受外力作用产生倾斜,当外力消失后,能自动恢复原来平衡状态的能力。