近年来,混合动力车辆在民用市场可谓是风生水起,如今最新的混合动力轿车通过优化汽油发电机、动力电池和电动输出马达,实现了汽车城市油耗比传统燃油动力车减半的巨大优势。与此同时,得益于混合动力车辆可以在关键时刻实现内燃机+电动机的双重动力输出,混合动力车辆在初始加速、车辆脱困等关键领域比起传统的液力变矩器+自动变速箱的汽车有更高的瞬时扭矩,极大地改善了车辆的机动性,这使得2000年以后各国都纷纷瞩目于混合动力军用车辆。本人在此之前曾经提到了普通军用卡车、军用装甲车辆的混合动力,今天我们就来谈谈很有可能在最近投入服役的混合动力导弹发射车(包括公路车辆和铁路车辆)。
公路机动导弹发射车
得益于日趋发达的网络传媒,曾经极度神秘的导弹发射车如今已经不再是迷雾中的巨兽,越来越多的人开始认识这款捍卫国家最终荣光的国之重器。不过,虽然都名义上是“导弹发射车”,但是导弹发射车的机动性和平台稳定性决定了不同发射车之间相差悬殊的性能。接下来我们来认识一下不同等级的导弹发射车。
一、拖车式发射车
成本最低的发射车是拖车式发射车,可用民用半挂车车头牵引一个可和主体分离的导弹发射筒。这种车辆优点是成本低,油耗不高,容易维修,但是缺点相当多:第一越野能力差,通过野外路面时容易陷坑甚至翻车;第二是无法全地形发射,车辆必须要在坚固的路面上停稳车辆再起竖导弹;第三是半挂车悬挂不稳,导弹震动大,易造成敏感零部件(如机械陀螺仪和液体火箭发动机的涡轮泵)损坏,导致发射出现严重事故;第四是拖车式发射车的车内空间不足,难以装载发射控制单元,因此需要额外的发射控制车、通讯车等,车队较大。以下这篇视频可以很清楚看到拖车式发射车在野外拉动时的艰难。
不过拖车式发射车也有一个特例:美国侏儒导弹发射车。它有着独特的车辆外观和车底吸盘稳定系统,使得它不仅可以趴在地上躲过核爆炸冲击波,更可以在躲过核爆炸后立即发射。但是该车是考虑部署在美国五大湖的平原上的,因此也不具备山地等复杂路面机动性,同时其吸盘稳定系统结构极为复杂,加上其为了稳定精密的机械陀螺仪而装备了复杂的悬挂系统,所以该车成本极为高昂。
二、整体式多轴发射车
这一类发射车种类繁多,最常见乃是8*8的轮式导弹发射车,除了发射弹道导弹之外,巡航导弹、防空导弹也广泛运用这种车辆。不过这种车辆只适合于中型以下导弹,而且不适合于在不平的路面发射。
三、全地形多轴发射车
这种车辆才是一般人认知中的导弹发射车,以苏联的MAZ和卡玛兹系列最为著名,中国如今也具备了该类车辆的生产能力。
但是这些威猛的重型车辆都改不了两个娘胎的巨大问题:油耗巨大和极其复杂的传动结构。以苏联MAZ系列车辆为例,由于苏联长期无法解决车用大马力柴油机生产问题,明斯克车辆厂不得不使用T-34系列的V-2 12缸柴油机作为卡车动力。虽然V-2发动机被证明是一款经久耐用的发动机(在坦克甚至延续到了T-90M上),但是V-2发动机巨大的油耗导致MAZ系列卡车公路行驶里程常年无法突破500Km(比如MAZ543的公路油耗达到了惊人的百公里80升,开500km需要惊人的400升油箱;而现代国产的民用500马力发动机卡车只需要百公里30升燃料)
同时,由于导弹发射车很长,为了保证发射稳定性和越野机动性,导弹发射车通常采用8*8一直到16*16的底盘设计,而要把柴油机的动力均匀传输到16个轮子上,并让前后车轴都可以转向(如MZKT79221前后各有3个可转向车轴),整体机械结构极为复杂,这也是中国花费了高达30年才成功国产化16*16多轴特车的关键原因。
但是通过现代的混合动力系统,这一切问题都可以大幅解决:
1、混合动力系统可以用独立的轮轴电动机取代复杂的液力变矩器-变速箱-传动轴-差速器结构,大大减少车架内的齿轮和嵌套的轴承数量,提高可靠性;
2、混合动力车辆的独立电动机可以根据需求轻松实现2*2,4*4,8*8,16*16的动力切换,使得车辆在平整高速公路上可以高速行驶,并降低油耗;
3、独立电动机还可以实现一对车轮的反向旋转、一侧增大速度旋转等传统机械结构难以实现的性能,降低转向难度,同时在陷坑脱困时可以很好爬出来;
4、混合动力车辆可以很好的管理油耗水平,在需要长距离行车时,可将柴油机稳定在最优转速工况,并用电动机输出扭矩,使得车辆远距离行驶油耗比起传统多轴特车减少一半以上,增加了核战争时期生存能力;
5、混合动力车辆自带的发电机可以解决车载供电问题,使得导弹车本身就能支撑起通讯车、计算车的发电量,解决了过去还得独立携带发电车的问题,这对于战术导弹、防空导弹更加重要;
6、混合动力车辆携带动力电池且可以外接供电,这使得车辆在车库和检修室的挪动和起竖导弹可以不开启柴油机,在强调核战争的三防保护的地下掩体内也可以只用电力机动,避免了检修车辆时频繁启动大马力柴油机对摩托小时的消耗,还解决了封闭空间内柴油机排出尾气的中毒风险。
所以,在混合动力系统成熟后,过去极度复杂且油耗巨大的导弹发射车将成为历史,新的混合动力车不仅使用成本更低,而且更加可靠。
说完了公路导弹发射车后,再顺带讲讲铁路发射车吧。
铁路导弹发射车
铁路导弹发射车也经常被称之为“末日列车”,在很多宣传中是号称一日可行驶数千公里,真正做到战略机动的发射系统,事实真的如此吗?
非也。
世界上曾经存在多个铁路列车导弹系统,但是多数只停留在试验阶段,唯一投入使用只有苏联RT-23洲际弹道导弹发射系统。由于苏联铁路网轴重不统一(存在20t,23t,25t等多个轴重制式),铁路供电制式不统一(存在AC25000V和DC3000V),为了跨地域机动,苏联为导弹列车选择了苏联产量最大的M62型干线内燃机车,这种特制的机车名为DM62型,由于为了适应低轴重铁路而削减了油箱(仅3390千克),加上该车用的是油耗很大的两冲程柴油机,导致该型车头的续航力较差,无法一次开过500公里,本质上和公路机动的MZKT79221相当。
所以,要想根本性解决导弹列车机动性的手段,首要就是解决续航力的问题,除了学美国铁路“粗暴”的直接外挂油罐车,另一个手段就是利用“混合动力车辆”(双源机车)。
双源机车指的是既携带内燃机又有受电弓可以直接在接触网取电的机车,随着中国主干铁路基本实现电气化,使用双源机车可以在电气化路段实现长距离不停车运行,同时还具备了无需换挂内燃机车即可进入非电气化的支线和专用线的能力,这样导弹列车就可以靠内燃动力从隐蔽的山洞设施驶出,抵达电气化路段后转为电气化牵引,实现真正的一日上千公里的不停车机动性。