中国第一辆燃气轮机坦克，始于“北美大陆最速列车”的衰落

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微信公众号帧察点，微信之外第一分发平台。2020-09-12 17:43

昨天，突如其来的噩耗，是15式轻型坦克发动机总设计师刘福水教授的溘然长逝。

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▲总师身后，仍有未竟的事业；新中国坦克装甲车辆动力，明天必将更加辉煌！

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▲数十万阅读，上千转发，道不尽大家对逝者的思念

在新一代柴油机技术取得全面突破之前，国产坦克的动力长期立足于仿制改进T-54A坦克的B2-54A柴油机。这个被人们称之为“老150系列”的家族，发展到90年代中期的12150ZLC发动机时，其功率终于达到了537千瓦（730马力），但由于96式主战坦克的战斗全重也达到了41吨，所以要想把坦克驱动到62千米/时的最大公路速度，都需要换装挂胶履带后才能达到。

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▲在“坦克两项-2020”半决赛中，我军第二车组曾驾驶703号96B坦克达到过79千米/时的最高越野速度，靠的就是全新一代的技术了

所以几乎与对“老150”的改进挖潜同步，中国坦克科研工作者很早就考虑过另辟蹊径。根据99式主战坦克副总师杜惠昌的回忆，“1959年我们在哈尔滨讨论轻坦克方案，曾经提出燃气轮机加液力传动的设想，认为这种方案可以达到最大的扭矩系数，无需换档。”

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▲燃气轮机是没搞出来，但从哈军工方案的8V135，到哈军工北工院两案合并的“131”使用的12V135柴油机，“大跃进”时代的轻坦方案动力仍然非常“跃进”——最后还是回到了降功率的12150L，并装在小批生产的“132”上，“132”算是62轻坦（“132B”）的前身

虽然在“大跃进”结束后，中国坦克动力研发的主流又回到了使用机械/涡轮增压等手段改进现有柴油机上，但科研人员仍然在跟踪着国外燃气轮机动力坦克的研制试验成果。然而由于当时研发条件有限，这类技术跟踪只能停留在“纸上得来终觉浅”的层面，直到上世纪70年代中期，才突然出现了一个机会。

我们知道，燃气轮机与航空发动机在技术上“本是同根生”，两者技术通用性很强；而中国坦克工业能够弄到第一台燃气轮机，同样与航空工业有着很大的关系。1972年，三机部科技局与加拿大商讨，引进加拿大普惠公司当时在研的PT6T-6双发并车型涡轴发动机，换下直-5原来的活塞-7发动机，以提升其飞行性能（特别是高温高原性能）。

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▲这架直-5改于1979年开始试飞，后来一度在哈尔滨兆麟公园陈列，注意机头明显的并联进气口

就在PT6T-6运抵哈飞前后（说起来该机1974年12月才取得型号适航证，相当之新），正值世界上第一型投入商业客运的燃气轮机列车——美加联合运营的UAC燃气轮机车（UAC TurboTrain）遭遇运营危机。而这型至今仍保持加拿大客运铁路最高速度记录（226千米/时）的列车，其发动机正是PT6的陆用改型ST6。

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▲在多伦多运行中的一列UAC燃气轮机车，由于服役过于匆忙，导致其运营早期小毛病不断，再加上几次撞车事故，严重影响了加拿大发展高速铁路的信心

虽然普惠公司此前已经通过参与美国海军与贝尔公司合作的SES-100B型侧壁式气垫船（或称表面效应船）项目，把ST6的应用范围扩展到海上；但想要让整个ST6项目活下去赚到钱，靠一艘试验船显然是不够的。

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▲SES-100B装了三台ST6J-70作为升力风机使用，航行中最大速度达96节，并在60节速度下完成了“标准”SM-2舰空导弹（使用垂直发射系统）试射（这个速度至今无人打破）

所以借着PT6改装直-5这件事儿，普惠也开始和我们商谈出售ST6供测试的事儿了。估计他们当时觉得，等测试结果一出，要是中国人一高兴产个几百辆燃气轮机坦克，那咱们这ST6不就活了？甭管是不是真有这打算，总之，一台型号为ST6J-771的燃气轮机于1977年运到中国，科研人员随即围绕着它展开了为期一年的模拟装车系统台架试验。

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▲当然后来的故事告诉我们，靠着运-12和直-8系列的发展，普惠公司还是从中国挣了上百台PT6的钱

对于一台咱们不熟悉而又颇为宝贵的发动机，先搞个台架模拟一下发动机装车时的种种匹配问题是很有必要的。比如说发动机舱空间问题，虽说燃气轮机体积是小，但它的形状相对坦克柴油机颇为细长，咱们经典的59式坦克，其12150L柴油机的长度还不到1.6米，而ST6J-771的长度达到了1.7米，要想装进去就得动点脑筋。

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▲由于ST6并不是专门为坦克设计的，因此从装车到试验都颇费周折，图为装在赛车上使用的ST6，可见右侧起动机及其传动箱占据了明显的长度空间

最终是通过让燃气轮机的起动机移了个位置，把长度压缩到了1.6米以下，科研人员成功把ST6J-771以横置布局的方式塞进了一辆69式坦克。其他的改装难点还有很多，诸如因为ST6J-771的进气量要求达到了12150L的4-5倍，需要配套设计两级滤清的空气滤清器；以及其与69式坦克原变速箱匹配时的换档超速问题等等。

1978年10月，完成改装的这辆69式坦克与一辆59式坦克进行了为期1年的总体性能对比实验。虽然ST6J-771的功率也只是550马力，相比520马力的12150L看上去并没有太多的提升，但在总行程1000千米，从零下49摄氏度的极寒到零上34.5度的酷暑考验中，燃气轮机坦克（下文简称试验车）展示出了全面的优越性。

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▲69式坦克虽然在装甲兵部队建设上没啥地位，但它不仅通过出口给国家赚了不少外汇，也在国产坦克子系统的试验中频繁登场（图为99式坦克研制期间的新技术试验车）

首先是最为直观的加速性能对比，同样从静止加速到44千米/时，试验车只需26秒时间/214米距离，而59式坦克需要39秒时间/344米距离，提升了三分之一左右；而且试验车可以直接“五档起步”，不需要像59式那样先用二挡起步再逐级换到五档，降低了驾驶员操作疲劳和车辆速度损失。

同时，由于燃气轮机的扭矩特性优于柴油机，转向速度范围和动力范围均更大，使得坦克的小范围机动性更为出色（想起俄罗斯日常在“坦克两项”开幕式上使用T-80表演“跳舞”）；而在通过各种障碍、经受颠簸撞击时，燃气轮机的稳定性也更强。另外在冬季低温起动性能试验中，试验车无需任何措施都可一次直接启动成功，而59式坦克则需要半小时左右的加温预热。

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▲燃气轮机的抗低温特性，也成为俄军近年来组建“北极部队”时，选择T-80BVM坦克为装甲基干的重要原因

不过作为在69式坦克基础上临时折腾出来的产物，试验车的很多固有问题，使得燃气轮机动力的优势没有得到充分发挥。比如由于车上的机械传动装置与燃气轮机并不匹配，加上前面说了ST6并非为坦克设计的，这都使得试验车在频繁加减油时，发动机会出现喘振现象；另外燃气轮机的油耗较高，这对于当时的中国来说也是一个不小的问题。

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▲99式主战坦克副总师杜惠昌对坦克燃气轮机动力的评价

因此在任务完成后，试验车便随着那台ST6一起成了技术储备，ST6家族此后也只能以地面发电机和赛车动力的身份，作为PT6家族中的“小角色”而存在。虽然在三代坦克研制早期，还有人建议祝榆生总师采用燃气轮机，但考虑到当时国产航发/燃气轮机的现实情况，这种建议自然是没什么可行性的；至于后来《沙场点兵》里又出现了“改装燃气轮机坦克”这个梗，就不知道作者是否也知道当年那段往事了。