虎式重型坦克是第二次世界大戰末期,德國軍隊所使用的一款重型坦克,於1937年開始研製,1942年正式定型量產並裝備到德軍部隊。
與早年間德國坦克強調機動、防禦和火力相平衡的設計思路不同,虎式坦克更加註重坦克的火力和裝甲防禦能力,在優先保證火力和裝甲的前提下可以適度犧牲機動性。
在火力方面,虎式坦克採用了一門克虜伯公司研發並生產的88毫米KWK26L/56坦克炮,這也是二戰時期殺傷性最強的坦克炮之一。可就是這樣一輛能打能抗的坦克,卻極易在戰時受擊後車輛失火,加滿油後最大的行程也只有一百多公里,經常出現行軍途中需要多次補給燃料的情況。
主要的原因還是虎式坦克採用的是汽油發動機而不是柴油的,那就會有疑問,像坦克這種重型機械不應該採用為動力更強、故障率更低、更不容易起火的柴油發動機嗎?二戰時期早已經有柴油機技術了,為什麼德國當時要採用汽油機而不是柴油機?
一、汽油機技術的足夠成熟
德國人的柴油發動機技術先進是不爭的事實,但那是船用柴油發動機,造坦克用的發動機就有些差強人意了。這倒不是說以德國的技術水平研究不出來高效的柴油發動機,只是當時戰爭正處在白熱化程序,希特勒對虎式坦克的進度很是上心,巴不得虎式坦克早日定型量產。相比起技術並不成熟的柴油發動機,汽油發動機顯得更加成熟更快的能投入戰場。
那德國的汽油發動機技術有多成熟呢,就以虎式坦克為例,虎式坦克只有兩種正式定型量產的型號--虎E和虎H型,最初的虎式坦克採用的是一具21公升12缸的邁巴赫HL210 P30的汽油發動機,實測動力為641匹馬力。
雖然這是一匹效能極好的發動機,但是對於56噸的大傢伙來說還是有些不夠用。於是很快就將發動機升級為一款690匹馬力的HL230 P30型發動機,裝備這款發動機後,即便是設計思路上犧牲了車輛的機動性,但實測虎式坦克的最大公路時速也達到了38km/h。這個速度已經可以媲美早期德國中型坦克的機動性,也就是說,虎式坦克是在沒有對機動性做出太多犧牲的情況下加強了火力和防禦力。
二、柴油機的不成熟以及不適用
相比起能夠穩定輸出接近700匹馬力的汽油機,二戰時期能輸出相同功率的柴油機,體積更大重量也更重。蘇聯倒是有鋁製柴油機,可以降低重量,可是對於物資並不豐富的德國來說,用鋁製作發動機實在是太奢侈。更何況以當時的技術,即便能改變材料把重量降低,也沒有足夠的技術,能把700匹馬力的柴油發動機縮小塞進坦克裡。
除了這個原因之外,當時德國的柴油發動機是沒有預熱功能的,在冬天很難啟動,低溫下啟動速度比汽油機要慢。面對東線戰場極端惡劣的天氣,萬一實戰中不成熟的柴油機出現故障怎麼辦,所以德國的柴油發動機顯然不是一個適合的選擇。
也正是因為柴油機的不成熟,當時坦克發動機的主流是使用汽油發動機,所以不僅僅是虎式坦克用的是汽油發動機,M4謝爾曼早期的型號,蘇聯的T26、BT7,英國的丘吉爾和克倫威爾等等用的都是汽油發動機。
在二戰期間,將柴油發動機大規模應用到坦克上的典型是蘇聯的T34系列坦克,該系列採用了蘇聯設計師莫羅佐夫設計的12缸39升的V-2柴油發動機,輸出功率的500匹馬力。雖然輸出功率上比不上德國的汽油發動機,但是轉速低至1800轉分鐘,德國的汽油發動機轉速高達3000轉分鐘。所以T34具備高達2653牛·米的扭矩及輪周功率,而虎式坦克只有2228牛·米而已。
作為一款中型坦克,T34戰鬥全重僅有32噸,500匹馬力的柴油發動機足以使T34坦克的最大公路時速達到75km/h。最大行程也高達540公里,加上兩個外掛的副油箱,T34坦克的最大行程要遠超德國的坦克。同時柴油的發揮性較差被打中之後也不容易起火,極大的保證了成員組隊的生存性。
正是看到了柴油發動機在T34身上的成功實踐,柴油發動機才在後世被大規模應用到坦克當中,也可以說是T34坦克引領了坦克使用柴油發動機的先河。這在二戰期間也是第一個敢吃螃蟹的人,畢竟當時蘇聯使用柴油機的技術要更加先進。
即便如此當時的T34坦克包括IS系列的坦克,也遇到了因為柴油機體積過大佔位置的情況。蘇聯也不管這些,佔位置就減少彈藥基數,也不需要考慮成員舒適性,坐不了就站著,虎式坦克的成員組有五個人,T34也不用那麼多四個人夠了。
三、沒有那個資源條件
那為什麼蘇聯的柴油機技術就比德國,甚至比世界上大多數國家都成熟呢。首先就是蘇聯地大物博,石油多,不用去考慮消耗能源的問題。相同的距離用汽油那要多少才能跑完,索性用柴油,反正又不缺原油。其次就是蘇聯有著大量的拖拉機,這些都是用柴油作為動力,這就使蘇聯的柴油發動機技術也得到了積累,在蘇聯那種嚴寒下柴油機依舊皮實耐用。
德國就不行了,雖然比蘇聯有錢一些,但是論資源儲備真的比不上蘇聯,尤其是石油資源極其匱乏。1938年德國的石油總消耗量就高達750萬噸,僅靠國內生產的石油儲備在戰時連一個多月都支撐不住。因此德國的原油主要靠從羅馬尼亞和蘇聯進口,特別是與蘇聯開戰之後,石油資源更是用一點少一點,能省則省,省出來的柴油還要優先提供給海軍的大型水面艦艇以及潛艇部隊,海軍用完了還要供著空軍用,哪裡還有多餘的留給陸軍。
德國最大的燃料供應區是煤炭區,所以德國是不缺煤炭的,1913年德國就已經掌握了煤炭液化的技術,並且在開戰前就已經實現了工業化。可成本太高,因此德國人大量合成的是汽油而不是柴油,所使用的柴油依舊大部分靠進口的原油提煉。這也是為什麼德國的汽油發動機不如柴油發動機技術成熟的原因之一,用的越多自然技術越成熟。
不僅是沒有油,前文提到蘇聯用鋁製作發動機,但是德國確實沒那個條件,相比較之下還是選擇更加輕便的汽油發動機用的金屬材料更少,技術也更加成熟。
文/紀案
參考資料:
1、《德國坦克發展史》,呂偉康
2、《坦克發動機漫談:二戰及之前的坦克發動機》,飛火