
對於坦克設計而言,性能的取捨是考研總設計師對於未來戰場預見能力的重要一關。世界各國很多坦克的研製側重點不同,所以當各國工業基礎達到一定水平後,坦克較量的往往就是設計師的總體設計思想。比如俄羅斯T-72、美國M1、以色列“梅卡瓦”三款坦克,如果從性能指標和工業技術水平上看,美國坦克最優;但論設計構思最強、將部件性能發揮到極致的當屬俄羅斯坦克,比如美國坦克在啟動時,由於傳動裝置選型等原因,造成發動機功率消耗遠大於俄羅斯坦克,而俄羅斯坦克由於部件之間搭配合理,即便發動機總馬力小於美國坦克,但表現出的機動性卻與美國M1坦克不分伯仲。而以色列“梅卡瓦”坦克是在工業水平偏低的條件下研製的,很多分系統還依賴進口,但經過對於三大性能的取捨,使“梅卡瓦”坦克在世界知名坦克中參與城市作戰最多、戰鬥成績最優。
日本10式坦克誕生時間較晚,而且又在90式坦克之後研製,它比較充分地借鑑了當時世界現役先進坦克的各自特點。所以10式坦克在三大指標上均優於或者持平於90式坦克。
先進技術滲透在小細節中
優於三菱重工積累了以電子程序和液壓設備等自動化控制方面的大量技術儲備,所以10式坦克不僅效仿周邊坦克技術強國採用自動裝彈機,而且開創了在坦克上使用液力機械式無級變速箱(HMT)的先例。其變速箱的設計由3個有級變速檔位和液氣無級變速檔位結合使用,它為10式他那刻帶來的直接變化,不僅僅是優化了坦克行駛當中各轉速區域中的傳動比,使駕駛變得更容易,而明顯地改善了坦克發動機的功率傳遞效率。從實驗數據看,日本10式坦克的發動機功率傳遞效率遠高於美國M1坦克。
由於傳動系統設計合理,重量也比90式坦克有所減輕,所以10式坦克的動力系統採用的發動機是水冷四衝程8缸柴油機,雖然該型發動機的最大功率比90式坦克的10缸柴油機略小,僅有895千瓦,相當於1200馬力。與10式坦克總體重量相比,單位功率將近27馬力/噸,這優於周邊坦克技術強國的相關數據。在機動性能達到較高水平的同時,油耗也有所下降。這直接帶來的就是油箱體積從90式坦克的1100升減小至880升,為坦克總體設計節省出大量的尺寸和重量空間。
就發動機本身的設計和改進而言,不僅僅是各項數據指標的提高,更多的體現在對於先進技術與成熟技術的運用和取捨。90式坦克在研製時期,為了追求先進技術,採用當時比較前衛的二衝程發動機,但經過長期使用後,10式坦克又改回了燃燒效率更優的四衝程發動機。坦克在啟動和低速行駛時,冒出的黑煙容易造成較為明顯的目標,亞洲某坦克技術強國在坦克啟動的時候也存在同樣問題,雖然這被認為是柴油機不可避免的通病,但日本10式坦克仍然依靠先進技術使這一問題得到改善。設計人員為10式坦克採用了電子控制式可變噴嘴排氣渦輪增壓機,這種增壓機對於提高柴油機的扭矩儲備和瞬態響應性有很大幫助。所以,我們看到10式坦克在啟動的時候,無風條件下黑煙極少,有風條件下則幾乎看不到柴油機啟動的黑煙。
售價為什麼高?
日本坦克裝甲車輛造價在業內是有名的貴,這並不是日本坦克設計師沒有把握好裝備的性價比,而是基於日本國防工業體系和陸軍裝備發展的情況而有意為之。
由於日本陸自對坦克和裝甲車的訂貨量極少,為了維持坦克生產線的正常運轉,在軍方的妥協下,允許以三菱重工為代表的軍工企業適當提高坦克單車售價。在此要特別闢個謠,過去盛傳過中國代表團參觀日本企業的故事,當中國代表團看到廠區內有幾個被封存的車間時,好奇地問這是幹什麼用的,日方解釋說這是軍工生產線。這個故事當時是作為證明日本長期備戰的事例在國內被廣為傳頌,但真正經營過企業的人都能明白,軍品生產線的建設是根據裝備發展規劃而來,軍方在制訂採購方案時,會考慮到生產的延續性,比如國家需要一款新型裝甲車,數量為400輛,那麼這400輛車不會同時造出來,而是根據裝備使用周期,比如10年為一個周期,一年就生產幾十台,在最新一批服役的時候,第一批車輛的壽命就到了臨界點,而且在每一批的生產中,還會根據已經使用的裝備暴露出的問題進行不斷地改進和升級,以此保持裝備常用常新、企業的生產線能夠長期持續運轉。這是經營軍工企業需要熟知的基本規律。
10式坦克的售價之所以高昂,是伴隨着大量新技術、高附加值部件的運用而來的。依靠採用先進技術和部件提高單車售價和利潤是日本軍工企業長期堅持的一種做法,這一點在80年代以後的日本坦克裝甲車輛工業中,顯得尤為突出,並主要集中體現在最近幾年來日本新推出的幾款坦克和裝甲車上。
提高單車售價的做法如果放在亞洲某坦克技術強國的話,肯定會被使用部門拒絕並要求改用廉價部件,通過疊加效應,雖然日本坦克表面上看起來比較貴,但在軍方的支持下,軍工企業獲得了可觀的收益,所以我們看到日本坦克裝甲車輛在二戰後與亞洲某坦克技術強國之間的差距,經過這幾十年的發展,已經被縮短得越來越小,而且日本軍工企業後勁十足,不需要發展三產來維持經營。如果照此繼續發展下去,不知道後果會是什麼樣。
輕量化坦克的新思路
以10式坦克自身為例,底盤方面的高附加值部件體現的尤為明顯。由於全車總體重量已經比90式坦克減輕,懸掛系統採用成本較低的彈簧扭杆懸架已經能夠滿足使用需求,但真正裝車的卻是一套電子控制的半主動型液氣懸架。這套懸架系統不僅減震效果好,使坦克能夠適應更複雜的地形,更重要的是能夠通過改變坦克姿態,使較輕的車輛能夠承受高膛壓炮發射時的巨大後坐力。10式坦克擺明了要走未來坦克輕量化的路子,雖然它受到設計理念的先天制約,不能完全達到四代坦克的總體要求,但四代坦克對於火炮的穿深要求造成巨大的炮口動能與車體輕量化之間的這對矛盾,也許能夠從10式坦克的底盤設計中尋找出一條解決的思路。
10式坦克的全套行走系統均為全新設計,履帶是全新研製的單塊、雙銷式履帶。雖然每一塊履帶板的外形與90式坦克相似,但尺寸卻比90式坦克窄了40毫米,為580毫米。10式坦克的車體變輕後,履帶可以稍微窄一些;履帶變窄在一定程度上能夠提高發動機功率的傳遞效率。隨着履帶尺寸變窄,主動輪的設計也將隨之修改。所以我們看到,10式坦克行走系統的驅動方式有了較大改變,主動輪鏈齒則是卡在履帶內側小孔中,主動輪的尺寸也隨之變薄。
74式坦克、90式坦克與周邊國家一樣,鏈齒在主動輪外側,而10式坦克這樣的改進設計使履帶與主動輪的咬合更加緊密、不易脫落,但對於誘導輪調整履帶的要求以及履帶的設計要求隨之提高,幾百公里跑下來,不咬齒、不較勁是最基本的要求,而這樣一個看上去很小的改進,卻牽扯到一個國家工藝水平、材料科學、設計能力等諸多方面的因素,不是一般國家能夠做出來的,當然對於日本來說,這也是一項高難度的技術活。
總結
日本10式坦克從總體設計到部件選型,都滲透着輕量化的特點,而且在技術儲備較為充分的情況下,還在大膽捨棄自己認為不能滿足未來需要的部件,進行又一輪部件攻關,這種勇氣在坦克設計領域也十分難得。