各有优劣，坦克动力系统选择差异多

动力系统是坦克的心脏，其重要性不言而喻。在坦克诞生后的百余年里，坦克动力装置从早期的汽油发动机一统天下，到柴油发动机一家独大，再到燃气轮机崭露头角，此消彼长，绝非设计师拍脑袋的结果，而是由这三种发动机的特性及战场需求所决定的。

汽油发动机：安全是软肋

汽油发动机，是以汽油为燃料，将内能转化成动能的发动机，由机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统和启动系统组成。汽油喷射系统将汽油喷入气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞点燃，使气体膨胀做功。

汽油发动机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便、单位重量燃料热值含量高，缺点是热效率低于柴油机，点火系统比柴油机复杂，可靠性及维修的方便性也不如柴油机。

由于坦克车内空间有限，动力装置又占去相当一部分空间，自然希望发动机功率与重量比越大越好。对此，汽油发动机具备相当优势，且在坦克诞生前，汽油发动机已发展得相当完善，故成为坦克发展初期的首选动力。

最初，人们把汽车用汽油发动机直接装到坦克上。随着坦克自重及行驶速度的提高，汽车用汽油发动机已不能满足坦克需求，于是开始设计坦克汽油发动机。但直到二战结束，汽油发动机仍是坦克动力的主流。很多国家都认为，这种发动机启动性能较好、生产成本低，且汽油较其他液体石化燃料更易获取，有助于减轻坦克部队燃料供给压力。

不过，二战期间迅猛发展的各种反坦克武器，让汽油发动机的缺点也暴露无遗。理论上，标准大气压下汽油的燃点是427℃左右，而柴油的燃点在220℃左右。当然，这个数值会因气压、油品、纯度、辛烷值等的改变而改变，但大体上汽油比柴油更不易燃。然而，汽油的闪点仅有-38℃，柴油的闪点大概为52℃。

所谓闪点，是指在规定的试验条件下，使用某种点火源造成液体汽化而着火的最低温度。这是衡量可燃性液体贮存、运输及使用安全的指标，也是衡量可燃性液体挥发性的指标。闪点低的可燃性液体挥发性高，易着火，安全性较差。也就是说，柴油更黏稠不易挥发，而汽油易挥发形成可燃混合气，更易形成“闪燃”。

二战时著名的美制 M4“谢尔曼”坦克，采用的就是航空汽油发动机改装的动力系统。因设计过于强调功重比,令坦克动力系统的安全冗余度不高。只要在太阳底下晒上几小时，油箱里就会充满可燃混合气，而这种气体会从管路的微小缝隙中泄漏到车内。这时，别说敌方扔来一瓶“莫洛托夫鸡尾酒”（注：一种简简易燃烧弹，主要用于反坦克作战），就是一块灼热的弹片，都能让“谢尔曼”变成“熊熊燃烧的火炬”，该型坦克因此荣膺“朗森打火机”的绰号。

不过，这个问题绝非“谢尔曼”所独有而是当时汽油发动机坦克的通病，只是程度不同而已。德国“黑豹”坦克早期型的燃油泵、化油器及管路易发生泄漏，为获得潜渡能力，又将发动机舱设计成密闭结构，导致“黑豹”极易被点燃，甚至在斜坡上行驶时都可能因汽油溅到灼热的发动机部件上而发生火灾。1943年7月，当德军装甲部队为库尔斯克战役进行集结时，曾有2辆“黑豹”在从铁路平板车上卸下时发生大火而烧毁。

柴油发动机：综合性能佳

柴油机属于压缩点火式发动机。它在工作时吸入柴油机气缸内的空气，空气因活塞运动受到较高程度的压缩达到500℃至700℃的高温，然后供油系统把燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。

坦克用柴油发动机按工作循环划分，可分为四冲程和二冲程。与四冲程柴油发动机相比，二冲程柴油发动机的优点是结构简单、压缩比高、转矩的均匀性更好，达到同样功率所需的气缸压力更低，工作时产生冲击和震动更小，对燃烧室部件的机械要求更低。然而，二冲程柴油发动机的缺点同样突出：缸内相当一部分油气未充分燃烧就被排放出去，导致油耗较高。整机热效率低；活塞、气缸盖、气缸、气阀的热负荷高、寿命低；启动非常差，所需的缸数更多，扫气过程时间短，更依赖增压器确保进气量。

纵观坦克发展史，使用四冲程柴油机的坦克型号更多。在二冲程柴油机为数不多的用户中较著名的是苏联T-64坦克和日本90式坦克。

T-64坦克，最初配备的是5TD二冲程卧式五缸对置活塞水冷涡轮增压柴油机。在此基础上，通过将复合增压装置压气机改为两级串联结构，发展出6TD系列二冲程柴油机。这两个系列二冲程柴油机的共同特点是，重量比当时其他同功率发动机轻，输出功率更大，更适宜装在T-64这款动力性能比T-62大幅提高的坦克上。然而，6TD系列柴油机的最大输出扭矩一直不尽如人意。20世纪80年代末问世的6TD-2，最大输出功率提至883千瓦，但最大输出扭矩仍只有3135牛·米，这项指标甚至低于最大功率仅有618千瓦的 V-84四冲程柴油机，直接导致T-80UD 坦克配用 6TD-2二冲程柴油机后，加速性能低于西方同级别主战坦克。

同样选择二冲程柴油机的日本90式坦克，更是糟心。其配用的10ZG32WT二冲程柴油机，是在74式坦克配装的 10ZF22WT 二冲程风冷柴油机基础上改进而来。10ZF22WT存在热负荷和油耗极高、体积大的严重缺陷，这些缺点在10ZC32WT上愈加严重，导致其功率密度仅为同时代6TD-2的35%左右。

装在坦克上的柴油发动机为追求更高的功重比，一般都会尽可能提高发动机的增压比。为克服由此带来的发动机机械负荷及热负荷过大等问题，近几十年来，各国纷纷在坦克柴油发动机涡轮增压器后面增加进气中间冷却装置。为解决高增压比带来的柴油机加速性能变差的问题，一些型号的坦克柴油发动机还在排气系统内增设补燃室，在发动机需要加速的瞬间，将额外的燃料供给补燃室，从而使涡轮增压器增速。法国“勒克莱尔”主战坦克采用的 V8X-1500超高增压旁通补燃柴油机，功率达1103千瓦，单位体积功率高达606.29千瓦/立方米，能让其在5.5秒内由静止状态加速到32千米/时的速度，令其他坦克望尘莫及。

柴油因易于储存和运输，不仅安全性较汽油高得多，而且柴油发动机的热效率也明显高于汽油发动机，经济性更好。不仅如此，如果柴油发动机供油系统里设计有滤清器，能有效滤除燃料里的杂质和水分，燃烧室也设计得较为皮实，因而柴油发动机在必要时可以轻柴油和重柴油“通吃”，甚至还能使用乙醇、汽油和甲醇等轻质燃料或原油、渣油等劣质燃料，这在高强度战争中具有不可低估的价值。不过，柴油闪点高、性质黏稠、不易汽化形成可燃混合气的特点，在低温作战环境下会让柴油机启动困难，暖机时间成倍增加。而且，这个缺陷无法通过设计来优化。这也是二战东线战场上出现坦克兵用火烤柴油发动机和油箱的原因所在。

燃气轮机：叫好不叫座

燃气轮机，是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的热力发动机。其工作过程是：轴流式压气机连续从大气中吸入空气，并逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高。压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压气体，然后进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，从涡轮中排出的废气排至大气自然放热。这样，燃气轮机就把燃料的化学能转化为热能，又把部分热能转变成机械能。

一套完整的燃气轮机除了压气机、燃烧室和涡轮三大部件外，还包括启动装置、燃料系统、润滑系统、空气滤清器、进气和排气消声器等。其中，燃烧室和涡轮不仅工作温度高，还承受燃气轮机在起动和停机时因温度剧烈变化引起的热冲击，工作条件恶劣，故它们是决定燃气轮机寿命的关键部件。

最近几十年，燃气轮机之所以异军突起，是因为其较柴油发动机有三大先天优势：

首先，燃气轮机功率密度极大。与柴油发动机相比，燃气轮机工作循环的各个过程是在发动机不同部件中进行的，进气和压缩过程在压气机中完成，燃烧在专门的燃烧室中进行，气体膨胀在涡轮中完成。由于只有旋转运动没有往复运动，因此燃气轮机能以比柴油发动机高得多的转速运转，为获得较高的功率密度奠定了基础。如果仅就热机本身而言，在同等功率的情况下，燃气轮机的体积理论上只有柴油发动机的 1/3 到 1/5，非常适合装入坦克动力舱内。然而，燃气轮机相对于柴油发动机的实际功率密度优势并不大，因为其对进气质量要求极高。对清洁空气的需求是同等功率柴油机的2至3倍，从而拉低了整体动力系统的功率密度。

其次，由于燃气轮机的转子十分轻巧。在启动装置的帮助下，在1至2分钟内就可达到最高转速，启动速度明显高于转子运动源于活塞往复运动的柴油发动机。燃气轮机在-30℃的低温环境下，无须预热就能启动。坦克采用燃气轮机，对于在战场上由“静如处子”状态迅速转入“动若脱兔”状态非常有利。

再次，由于燃气轮机结构相对简单，涡轮处于高速稳定转动中，产生的噪声更多是高频噪声，而结构相对复杂的柴油机，活塞往复运动会额外产生大量的低频机械振动噪声。坦克采用燃气轮机作为动力，有利于改善乘员工作环境，提高持续战斗力。

当然，燃气轮机因工作时温度很高，对部件材料的抗高温性能和耐久性能要求更高，因而价格昂贵。从其工作原理看，即便处于怠速状态，燃气轮机也得优先保证压气机的巨大功率消耗，因此其耗油率，尤其是低工况时的耗油率居高不下，导致燃油经济性很差。

装备燃气轮机的M1系列主战坦克与装备柴油机的“豹”2系列主战坦克，发动机最大输出功率相同，战斗全重相差无几，但同样行驶500千米，前者至少消耗 1907.6 升燃料，而后者只消耗 1200升。在1991年海湾战争的“沙漠军刀”阶段，向伊拉克军队纵深突进的美军坦克部队，约8个小时后就因所携燃油耗尽而成建制瘫在路上，焦急地等待后勤车队将燃油送上来。

那场不到100小时的地面攻势，虽被美军吹得神乎其神，但却在客观上将燃气轮机后勤性能差的弱点暴露无遗。美军坦克部队针对沙漠环境虽为 M1 系列坦克升级更换了燃气轮机二级空气滤清器，但坦克乘员组仍要每天清洗空气滤清器，甚至将女性长筒丝袜罩住空气滤清器进口，以保证燃气轮机正常工作。无独有偶，同样装备燃气轮机的T-80系列坦克，为防止发动机吸入过多粉尘（这会影响燃气轮机寿命），其在干燥无硬化路面上的“理想”行驶速度竟低于使用柴油发动机且纸面单位功率明显落后的T-72系列坦克。

上述缺陷，正是燃气轮机在坦克动力领域“叫好不叫座”、实际装车型号屈指可数的原因所在。