西梅林-格拉茨-鮑克公司( Simmering-Graz-Pauker AG )SLa 16(保時(shí)捷 Typ 203)——坦克用 X 形風(fēng)冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史

德國(guó)的坦克制造遵循固定模式,其中包括動(dòng)力系統(tǒng)的選擇。在經(jīng)歷了 1920 年代和 1930 年代前半期的試驗(yàn)后,德國(guó)最終確定了 邁巴赫(Maybach) 公司的直列和 V 形汽油發(fā)動(dòng)機(jī)系列。這些高轉(zhuǎn)速(約 3000 轉(zhuǎn)/分鐘)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)成為德國(guó)坦克的標(biāo)志性特征,并一直應(yīng)用到二戰(zhàn)結(jié)束。不過(guò),早在 1941-42 年,就有人開(kāi)始考慮其他替代方案。其中,費(fèi)迪南德·保時(shí)捷(Ferdinand Porsche) 的觀點(diǎn)尤為重要,他對(duì)坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向有自己獨(dú)特的見(jiàn)解。

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西梅林-格拉茨-鮑克公司( Simmering-Graz-Pauker AG )主要以生產(chǎn)機(jī)車(chē)和車(chē)廂而聞名。

最早嘗試為坦克研制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的是 戴姆勒-奔馳(Daimler-Benz),其在 1940 年推出了 MB 809 機(jī)型,隨后又研制了 MB 507,但這些發(fā)動(dòng)機(jī)最終未能投入使用。不過(guò),德國(guó)并未放棄對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的研究,費(fèi)迪南德·保時(shí)捷接過(guò)了這項(xiàng)工作,并與奧地利企業(yè)密切合作。這一聯(lián)盟最終開(kāi)發(fā)出了一款全新的動(dòng)力系統(tǒng),即Simmering-Graz-Pauker SLa 16。這款 X 形風(fēng)冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 開(kāi)創(chuàng)了坦克動(dòng)力系統(tǒng)的新方向,但德國(guó)坦克制造業(yè)最終未能采用這款發(fā)動(dòng)機(jī)。

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SLa 16 的前身最初是為 Typ 205 設(shè)計(jì)的,其 1942 年 10 月的配置圖顯示了最早的方案。

SLa 16 的起源

Porsche KG保時(shí)捷)對(duì)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展有自己的理解。與許多制造商一樣,費(fèi)迪南德·保時(shí)捷 堅(jiān)持采用 風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。他并非孤例,例如塔特拉(Tatra) 公司也十分推崇風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。此外,坦克采用風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)也并非罕見(jiàn),例如日本**“九七式中戰(zhàn)車(chē)(Chi-Ha)”** 采用的 V 形 12 缸風(fēng)冷柴油機(jī)。

事實(shí)上,Porsche KG保時(shí)捷)在其 Typ 100(VK 30.01(P)) 及其他項(xiàng)目中使用的雙發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)方案,在英美坦克設(shè)計(jì)中也十分常見(jiàn)。但 Porsche KG保時(shí)捷)的獨(dú)特之處在于,它將風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)與電力傳動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合,這使得其動(dòng)力系統(tǒng)在技術(shù)上具有相當(dāng)?shù)膭?chuàng)新性。

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沒(méi)有冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)

Porsche KG保時(shí)捷)與奧地利和捷克公司的合作是該項(xiàng)目的一大亮點(diǎn)。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)制造和底盤(pán)設(shè)計(jì)方面,這種合作尤為明顯。例如,德國(guó)坦克委員會(huì)(Panzerkommission)中就有 奧斯卡·哈克(Oskar Hacker)——他正是奧地利 Steyr-Daimler-Puch斯太爾-戴姆勒-普赫公司)公司的負(fù)責(zé)人。在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)上,Porsche KG保時(shí)捷)還與 Tatra 公司建立了聯(lián)系,后者在風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。然而,Porsche KG保時(shí)捷)主要與奧地利企業(yè)展開(kāi)合作,例如 Typ 100 坦克發(fā)動(dòng)機(jī)便是在 Steyr(斯太爾)公司生產(chǎn)的。此外,以該發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ),Porsche KG保時(shí)捷)還開(kāi)發(fā)了一系列 Typ 101 發(fā)動(dòng)機(jī),包括汽油版和柴油版。不過(guò),后續(xù)的冷卻問(wèn)題最終導(dǎo)致這一系列發(fā)動(dòng)機(jī)被放棄。

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使用該發(fā)動(dòng)機(jī)后,車(chē)輛總寬度達(dá)到了2.5米。

SLa 16:奧地利柴油引擎的失敗嘗試

在Typ 101發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)過(guò)程中,Porsche K.G.(保時(shí)捷)與西梅林-格拉茨-鮑克公司( Simmering-Graz-Pauker AG )公司(簡(jiǎn)稱S-G-P)展開(kāi)了合作。這家?jiàn)W地利公司因其在Pz.Kpfw. Maus超重型坦克項(xiàng)目中制造專(zhuān)用鐵路平臺(tái)而廣為人知。然而,該公司在維也納的工廠也涉足發(fā)動(dòng)機(jī)制造。在Typ 190試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)上,就采用了S-G-P研發(fā)的預(yù)燃室技術(shù)。隨著Porsche K.G.(保時(shí)捷)對(duì)未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)的研究推進(jìn),與維也納的軌道車(chē)輛制造商的合作也日益緊密。1942年,在Typ 180重型坦克的動(dòng)力系統(tǒng)暴露出明顯問(wèn)題的背景下,這一合作正式展開(kāi)。越來(lái)越明顯的是,將兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)使用的設(shè)計(jì)方案存在根本性缺陷。

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發(fā)動(dòng)機(jī)上方安裝了空氣濾清器。

最初,這款被命名為T(mén)yp 203的發(fā)動(dòng)機(jī)被設(shè)計(jì)為18缸結(jié)構(gòu),基于2.3升單缸發(fā)動(dòng)機(jī)Typ 192(也被稱為T(mén)yp 205/2)。這款風(fēng)冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排量達(dá)到了41.4升,在2000轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)輸出780馬力。關(guān)于該發(fā)動(dòng)機(jī)的最早也是最后一次官方記載出現(xiàn)在1942年10月。隨后,該發(fā)動(dòng)機(jī)很快被放棄,取而代之的是X型16缸發(fā)動(dòng)機(jī)Typ 212。Typ 212以3.0升單缸發(fā)動(dòng)機(jī)Typ 213為基礎(chǔ),排量增加到48升,最大功率達(dá)1500馬力(2500轉(zhuǎn)/分鐘)。然而,這款發(fā)動(dòng)機(jī)也未能進(jìn)入實(shí)用階段。最終,Pz.Kpfw. Maus的動(dòng)力系統(tǒng)仍然采用了戴姆勒-奔馳MB 509發(fā)動(dòng)機(jī)。不過(guò),X型柴油機(jī)的技術(shù)儲(chǔ)備并未就此作廢。

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發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試是在未安裝冷卻系統(tǒng)的情況下進(jìn)行的。

根據(jù)調(diào)整后的計(jì)劃,這款新型坦克發(fā)動(dòng)機(jī)被設(shè)想為Pz.Kpfw. Tiger II及Typ 180/Typ 181(后者很快被取消)的替代動(dòng)力方案。S-G-P方面的研究工作由工程師塞伯爾(Seiberl)領(lǐng)導(dǎo)。然而,Porsche K.G.實(shí)際參與該發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)間并不長(zhǎng),1943年8月,與Simmering-Graz-Pauker的合作終止。然而,在合作終止前,該發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入較高的成熟階段。例如,冷卻系統(tǒng)和氣缸均由斯圖加特的工程師完成。因此,這款發(fā)動(dòng)機(jī)可被視為兩家公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的成果:Steyr主要提供生產(chǎn)能力,而Simmering-Graz-Pauker貢獻(xiàn)了大量技術(shù),特別是預(yù)燃室技術(shù)。因此,SLa 16這個(gè)名稱是合理的。

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SLa 16并不簡(jiǎn)單。

與Typ 100/Typ 101發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)似,這款發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)本體集成在一起。不過(guò),SLa 16的冷卻系統(tǒng)被安置在側(cè)面,而非頂部和側(cè)面。冷卻系統(tǒng)采用了兩臺(tái)風(fēng)扇,并在后方安裝了兩臺(tái)油冷風(fēng)扇。因此,這款發(fā)動(dòng)機(jī)比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Maybach HL 230更大更重。SLa 16連同冷卻系統(tǒng)的總寬度達(dá)2520毫米,總重量達(dá)2250千克,是Maybach HL 230重量的兩倍多。然而,這款發(fā)動(dòng)機(jī)并非毫無(wú)優(yōu)勢(shì)。首先,其總高度為1150毫米,略低于Maybach HL 230。其次,Maybach HL 230的干重并不包括冷卻系統(tǒng),而后者在整體重量上的增加甚至超過(guò)SLa 16。因此,從某種角度來(lái)看,SLa 16確實(shí)具備一定的合理性。

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預(yù)燃室技術(shù)由西梅林-格拉茨-鮑克公司( Simmering-Graz-Pauker AG )開(kāi)發(fā)。

發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)工作被分為幾個(gè)階段。1943年秋天,1缸試驗(yàn)機(jī)Typ 192制造完成,并于當(dāng)年11月進(jìn)行了48小時(shí)測(cè)試。測(cè)試表明,該發(fā)動(dòng)機(jī)在2100轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)輸出47馬力。由此推算,SLa 16的預(yù)計(jì)功率為752馬力。該發(fā)動(dòng)機(jī)還配備了兩臺(tái)Brown Boveri VTaS-200渦輪增壓器。1944年初,首臺(tái)完整的SLa 16發(fā)動(dòng)機(jī)制造完成,計(jì)劃用于Pz.Kpfw. Tiger Ausf. B和Jagdtiger,而不更改變速系統(tǒng)。為此,發(fā)動(dòng)機(jī)配備了一個(gè)增速齒輪箱。然而,這種通用性設(shè)計(jì)也給研發(fā)工作帶來(lái)了額外的復(fù)雜性。

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1944年12月,SLa 16發(fā)動(dòng)機(jī)被安裝在Pz.Kpfw. Tiger Ausf. B上,需更換發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋板并重新設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)。

然而,更換發(fā)動(dòng)機(jī)并不僅僅是簡(jiǎn)單地拆裝舊發(fā)動(dòng)機(jī)和安裝新發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)題。SLa 16不僅比Maybach HL 230寬,而且其結(jié)構(gòu)特性還需要對(duì)車(chē)體、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋板和排氣系統(tǒng)進(jìn)行改造。為了確保空氣濾清器的進(jìn)氣需求,在發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋板中央設(shè)置了進(jìn)氣口。此外,冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇的進(jìn)氣管道也有所不同,排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更是發(fā)生了重大變化。這些改動(dòng)勢(shì)必會(huì)改變坦克后部裝甲板的外觀。目前尚無(wú)已知實(shí)物照片能展示該發(fā)動(dòng)機(jī)在Pz.Kpfw. Tiger B上的實(shí)際安裝情況,但其發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋板和后部裝甲板必然有所變化。

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SLa 16第二種版本的完整組裝狀態(tài)。

1944年底,SLa 16發(fā)動(dòng)機(jī)在專(zhuān)門(mén)的測(cè)試臺(tái)架上開(kāi)始試驗(yàn)。到那時(shí),即便是Maybach(邁巴赫)公司也在研究柴油機(jī)版本,因?yàn)镸aybach HL 230在實(shí)際使用中的額定功率僅為600馬力。在測(cè)試臺(tái)架上,SLa 16在2200轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)可輸出770馬力,但未連接冷卻風(fēng)扇。安裝所有輔助設(shè)備后,最大功率下降至685馬力,且燃油消耗過(guò)高。

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發(fā)動(dòng)機(jī)的后方視角。

為了改進(jìn)冷卻系統(tǒng),西梅林-格拉茨-鮑克公司( Simmering-Graz-Pauker AG )與Henschel(亨舍爾)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了新方案。Henschel(亨舍爾)在1944年底繪制了Pz.Kpfw. Tiger B安裝SLa 16的設(shè)計(jì)草圖。這一方案在戰(zhàn)后被美軍情報(bào)部門(mén)誤解,導(dǎo)致關(guān)于SLa 16實(shí)際安裝于坦克的謠言。實(shí)際上,這款發(fā)動(dòng)機(jī)從未安裝在坦克上,因?yàn)閵W地利并未生產(chǎn)它。然而,Jagdtiger(獵虎式坦克殲擊車(chē))的發(fā)動(dòng)機(jī)艙與Tiger B完全相同,因此1945年4月,第二臺(tái)SLa 16發(fā)動(dòng)機(jī)被安裝在Nibelungenwerk(尼伯龍根工廠)工廠生產(chǎn)的Jagdtiger(獵虎式坦克殲擊車(chē))上。

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那臺(tái)安裝了該發(fā)動(dòng)機(jī)的Jagdtiger(獵虎式坦克殲擊車(chē))

第二種發(fā)動(dòng)機(jī)方案采用了西梅林-格拉茨-鮑克公司( Simmering-Graz-Pauker AG )開(kāi)發(fā)的冷卻系統(tǒng)。與Porsche K.G. (保時(shí)捷)設(shè)計(jì)的第一種方案不同,新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單。風(fēng)扇現(xiàn)在位于中央,而兩個(gè)大型機(jī)油散熱器被四個(gè)尺寸較小的散熱器取代。此外,燃油泵的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也有所調(diào)整。有趣的是,第一種發(fā)動(dòng)機(jī)方案僅以圖紙的形式為人所知,而第二種SLa.16方案則有照片存世。正是這第二種發(fā)動(dòng)機(jī)被安裝到了Jagdtiger(獵虎式坦克殲擊車(chē))上。為了讓其順利安裝,必須削減風(fēng)扇區(qū)域下方的底板支架。在此之前,該發(fā)動(dòng)機(jī)已成功通過(guò)臺(tái)架測(cè)試。

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安裝在Jagdtiger(獵虎式坦克殲擊車(chē))上的發(fā)動(dòng)機(jī)

有資料顯示,曾計(jì)劃對(duì)SLa.16發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行批量生產(chǎn),生產(chǎn)工作預(yù)計(jì)從1945年6月開(kāi)始,制造商仍是Steyr。不過(guò),對(duì)于6月的生產(chǎn)計(jì)劃存在較大疑問(wèn),因?yàn)槭紫刃枰贘agdtiger(獵虎式坦克殲擊車(chē))上完成全面的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試。在戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束前,該自行火炮僅進(jìn)行了數(shù)次測(cè)試行駛,總共運(yùn)行時(shí)間為5個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)小時(shí)。隨后,戰(zhàn)爭(zhēng)戛然而止。Nibelungenwerk(尼伯龍根工廠)落入蘇聯(lián)占領(lǐng)區(qū),工廠設(shè)備在1945年被拆除并運(yùn)往蘇聯(lián)。同時(shí),這輛Jagdtiger(獵虎式坦克殲擊車(chē))也被送往庫(kù)賓卡,但它的后續(xù)命運(yùn)不詳。

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該示意圖雖然簡(jiǎn)化,但可用于評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力艙內(nèi)的布局

毫無(wú)疑問(wèn),蘇聯(lián)對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了研究,而且相比于美英情報(bào)機(jī)構(gòu),蘇聯(lián)掌握了更多信息??梢哉f(shuō),德國(guó)工程師的經(jīng)驗(yàn)在X型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)中得到了借鑒。這并不值得諱言,畢竟坦克用燃?xì)廨啓C(jī)的起步階段也參考了德國(guó)的研究成果。更有趣的是,X型坦克發(fā)動(dòng)機(jī)曾在TVP(捷克斯洛伐克坦克發(fā)展計(jì)劃)中出現(xiàn)。在這里,影響來(lái)自德國(guó),而非奧地利。Tatra(塔特拉)公司曾與Porsche K.G. (保時(shí)捷)密切合作,顯然從中得到了部分技術(shù)。因此,捷克斯洛伐克的X型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)雖未超越紙面研究階段,但它的存在本身便具有歷史價(jià)值。

參考資料:

? Bundesarchiv ? US NARA ? 《坦克工業(yè)公報(bào)》? 《特殊坦克型號(hào):研發(fā)—生產(chǎn)—運(yùn)用》,沃爾特·J·施皮爾伯格(Walter J. Spielberger)、希拉里·L·多伊爾(Hilary L. Doyle),Schiffer出版社,2007