防空難不難,問問三哥為何愁?
之前防空是應付大目標與高速目標,此時已經變成了小低慢之類更難發現的目標。如果繼續使用目前的防空武器似乎成了大炮打蚊子。近期我們總是能看到這樣大型防空裝備被小型無人機攻擊,雖然這些視頻使用了春秋筆法,不能代表真的無用。如果真想用這樣大裝備打小型無人機,還真是一件頭疼問題。
可惜今天的內容與上述內容沒有半分關系,而是介紹一位經常提及的老朋友“ZSU-23-4”高射炮。
介紹它之前,我們先介紹一座城市。
基涅利 (俄語:Кинель)是俄羅斯薩馬拉州的一個城市,位于薩馬拉以東41公里的大基涅利河注入薩馬拉河處附近。首先是一座鐵路工人之城,這種氛圍在克里米亞湖邊的公園中也能感受到:
那里,老舊鐵路支線的鐵軌已被鋪進瀝青路面中,而遠處則能看到基涅利服務型機車維修段的廠房。
等到勝利之后,我們再去看看維修段,現在先到同名的“勝利公園”(Парк Победы)。這座公園遠遠地就能看見,因為它緊鄰著圣喬治勝利者大教堂。
在這個鐵路城市中,也有戰斗裝備的展位,就在大教堂后方,擺放著一臺ZSU-23-4“石勒喀河”自走高射炮(代號2А6)。咱們就跟隨原作者,走近這輛自走高射炮。特別說一下,本人很喜歡“石勒喀河”。特別是在游戲中,超級好用。只要不被一發帶走,剩下的事請交給四管23毫米火炮。
第一眼便可看出它不是坦克——本應安裝152毫米重炮的位置,裝的是四門23毫米AZP-23自動高射炮。有趣的是,AZP-23的口徑正好與圖-22M和圖-95轟炸機尾部火炮相同。然而,這兩者使用的彈藥不同:GSh-23航炮使用的是23×115毫米彈,而AZP-23用的是23×152毫米彈,因此想來一場“公平對決”也不現實……
不過相比火炮本身,更引人好奇的是炮塔右后方那個神秘的小窗口:
那是什么?噴水推進器?還是模仿2000年代流行風格的直排排氣孔?答案寫在GM-575底盤結構圖里。ZSU-23-4的編號為2А6,它安裝在GM-575底盤上——就像更新型的2С6“通古斯卡”被安裝在GM-352底盤上,或者EOV-4421挖掘機安裝在КрАЗ-255卡車底盤上一樣。
那么來看GM-575的結構圖:
- 紅色部分標示的是主動力柴油機 В-6
- 綠色部分則是那臺 ДГ4М-1燃氣渦輪發動機,而那個小窗口正是為它排放廢氣而特別開設的
這就是 ДГ4М-1 燃氣輪機:一臺功率為 70馬力 的小型渦輪發動機。
這臺功率較小的燃氣渦輪發動機(GTD,70馬力)安裝在車上是為了驅動ZSU-23防空系統的電力供應系統(СЭП)中的發電機。如果這臺GTD失效了,也可以由主柴油機來驅動發電機,因此整車仍然可以保持作戰能力。
因為“ZSU-23”并不只是個“帶輪子的火炮”,它還是一套具備**雷達和彈道計算設備(СРП)**的防空武器系統,能自動跟蹤目標并計算射擊參數。舉個例子,這是“φ模塊”,用于計算火炮的仰角:
我們可以看到,這整個模塊幾乎由旋轉變壓器(ВТ)構成,也叫正弦-余弦變壓器(СКТ)——圖中像波浪一樣的“X”符號(С1~С4)和圓形標記(Р1~Р4)代表工作繞組與勵磁繞組。這類設備的供電要求是115伏、400赫茲。現在只簡單說明:它們的構造類似于同步電機。只不過這里的定子繞組為兩相(“十字型”),而同步電機通常為三相(“星型”)。
我們回到整車的電力系統(СЭП)。除了彈道計算機,炮塔轉動、火炮仰角調節等動作用的液壓泵也是電驅動。整個供電系統由一臺**雙聯同步發電機 ГИСВ2/14-3000(功率28千瓦)**供電:
該系統中,兩個發電機(編號5-М1和5-М2)所產生的交流電,先通過整流器(5-В1和5-В2)轉換成直流電,每臺輸出27.5伏。兩個整流橋串聯連接,最終提供55伏直流電供整車設備使用。
這其中一部分直流電被送往БП-112變流器模塊,它由一組電機-發電機組成,可輸出220伏、400赫茲的交流電(用于航空標準設備)。
稍后我們將詳細介紹這臺GTD發動機的結構——現在先看看柴油機В-6的情況。
這是臺直列6缸發動機,每缸帶有4氣門(從缸蓋上的兩個“窗口”可見),搭配特有的長發電機,列式高壓燃油泵(ТНВД),以及空氣啟動系統……從結構上看,這臺發動機幾乎就是我之前介紹過的Д6柴油機。
旁邊小圖展示的是安裝在“江上公交船”上的3Д6柴油機實拍圖。可以看到,兩者幾乎一模一樣,只是名稱不同而已。
不過,D6系列的命名帶有實際意義:“6”表示6缸,就像它的大哥“D12”一樣。而В-6的編號則是歷史命名延續——源于蘇聯T-34坦克上使用的В-2柴油機。
В-2是12缸機,將其一分為二后形成了6缸的В-3,之后又逐步演化為今天的В-6。
В-6的功率為240馬力,對于一輛重21噸的“ZSU-23”來說,已足以進行緩慢轉移。而30噸重的T-34則離不開功率更強的В-2發動機(500馬力)。
防空自行火炮 ZSU-23-4“什爾卡”的陰沉 23 毫米炮管,映襯著圣喬治勝利者大教堂金箔與紫水晶輝映的穹頂……
咱們繼續探索 ZSU-23 上的兩臺發動機,特別是位于車輛右后部、那龐大排氣裝置兇悍露出的燃氣渦輪發動機 ДГ4М-1:
以下是這臺發動機從左前方的視角:
這臺發動機的構造極為非典型:離心式壓氣機與軸向渦輪呈“背靠背”布置,而燃燒室則是偏置安裝的,與轉子軸線呈90°角。
轉子采用懸臂式結構,也就是說,壓氣機與渦輪的工作輪通過一根軸連接,但軸的另一端是“懸空”的,不支撐在軸承上。從排氣口看進去,可以看到中央帶有齒冠螺母的渦輪輪轂,而前方是排水噴嘴(噴出通過密封件滲漏進來的冷卻液或潤滑油):
盡管找不到 ДГ4М-1 的切面模型,但旁邊展出了一臺類似結構的發動機——ДГ5。它與 ДГ4М-1 類似,但壓氣機與渦輪的輪盤并非背靠背,而是有一定間距,并且排氣方向不是朝后,而是朝向一側。
如下圖所示,它的矩形排氣口位于下方正中:
再來看一張圖,透過被剖開的油冷器,可以看到壓氣機的切面:
前方安裝有兩只金屬網式精密機油濾清器。圖中還可見燃燒室與渦輪——后者已無葉片,顯然這些是易損件(消耗品)。
該發動機的排氣道為雙層結構,用于射流冷卻,其結構與圖-154M 客機上的輔助動力裝置(APU)排氣管道極為相似。
排氣氣流的后續路徑、帶有排泄噴口的裝置、以及穿過機身壁的結構都清晰可見;還可以看到噴涂有耐高溫綠色涂料的燃燒管頂端安裝有唯一的一個燃油噴嘴:
ДГ4М-1燃氣渦輪發動機的控制儀表被安裝在駕駛員機械師的控制板上:上部是啟動和停止按鈕、啟動器和發動機運行指示燈,下部是轉速表、油壓表和油溫表、排氣溫度計(就像大型GTD一樣),以及一個發動機工作小時計:
工作小時計右側是電動變流器的使用時間計數器。變流器的功能在前文已有說明:由ДГ4М-1驅動的發電機產生55伏直流電,經過變流器轉換成220/127伏、400赫茲的三相交流電——這類電壓雖然對航空而言并不常見,但在防空裝備中卻是標準配置。
需要指出的是,在早期型號的“ZSU-23”中,使用的是直流發電機,而在后期則換裝了更可靠的帶整流器的同步發電機ГИСВ2。所有這些部件共同組成所謂的СЭП:電力供應系統。
在駕駛員控制板上,還有用于監控行駛用柴油發動機В-6的儀表。從結構來看,這臺發動機與民用柴油機Д6基本無異,甚至配氣相位參數也完全一樣——進氣提前20°,排氣滯后48°:
В-6與ДГ4М-1使用相同燃料,即柴油,同時也允許使用航空煤油。不過據傳,ДГ4М-1這臺“小型燃氣渦輪機”的運行效果并不理想,因此СЭП系統常常轉為由柴油機驅動發電機的備用工作模式。當然,這種“高速空載”的運行狀態對柴油機本身并無好處。
供電系統不僅為計算-控制設備(СРП)供電,還驅動用于炮塔動作的液壓泵電動機。炮塔的液壓驅動系統采用軸向柱塞式液壓機——這類裝置常見于建筑機械、航空設備及各類機床中:
至此,幾乎所有信息已經介紹完畢。至于ДГ5發動機到底裝在哪種車輛上,目前仍毫無線索,但可以確定不是裝在“通古斯卡”2С6上的——通古斯卡所使用的是卡盧加制造的9И56型APU,其結構更類似于ТА-8型航空輔助動力裝置,其燃燒室布置也不同,是典型的“小型GTD”結構,而不是ДГ5那種側置式燃燒室。
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