揭开坦克装甲的神秘面纱
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揭开坦克装甲的神秘面纱
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坦克技术中最神秘的东西
坦克装甲,历来是“机密中的机密”。
大名鼎鼎的“豹”2坦克和M1坦克,列装至今已经30年开外,但是,德国和美国的军方仍然对这两种坦克的装甲技术守口如瓶,不要说装甲材料、组成和工艺,就连装甲的厚度也不公开透露。
这两种主战坦克都已经外销,像装甲厚度这样明面上的数据自然再也瞒不住,但是,光知道这些明面上的数据,你还是造不出同样的装甲。
“打铁要看火候”。
你不知道装甲的材料构成、冶炼工艺、热处理工艺、加工工艺等等,自然无法“复制”。
就像即使你能分析出云南白药的成分,你也做不出云南白药来一样。
如果说云南白药是“国家保密配方”,那么,坦克装甲更是高几个档次的“国家保密配方”。
尽管如此,人们对于坦克装甲的基本构造和抗弹机理等,已经有了基本的了解。
还要说明一点的是,看待坦克装甲,要从“甲-弹争斗”的观点出发。
装甲和弹丸,这一对冤家对头,龙争虎斗已经近一个世纪。
可以说,一部坦克发展史,就是坦克和反坦克武器互相争斗、共同发展的历史。
失去了一方,另一方就不存在。
世界上第一辆坦克的装甲只有10毫米厚,而且还是现成的锅炉钢板。
时至今日,当代主战坦克的正面复合装甲的等效厚度已经相当于1000毫米厚的轧制均质钢装甲,整整提高了100倍!像其他高新技术一样,坦克装甲技术上的进步,同样令人咋舌。
让我们共同来揭开坦克装甲神秘面纱的一角吧!
从“甲-弹争斗”的观点看坦克装甲的发展
坦克诞生不久,就出现了最初的反坦克武器。
不过,最初的反坦克武器,无论从数量上还是威力上,都不足以对坦克构成严重的威胁。
这才促成了20世纪20~30年代轻型坦克的大发展。
到了30年代末期,反坦克武器有了长足的发展,出现了37毫米的反坦克炮和硬芯穿甲弹。
在1936~1939年的西班牙内战中,破甲弹用于实战。
这一切使得硬度和强度都不足的低碳钢钢装甲,不足以抵挡反坦克武器的攻击。
于是,专门研制的坦克合金钢钢装甲应运而生,并由此开创了坦克合金钢钢装甲的新时代。
第二次世界大战,是坦克称雄战场的时代,也是坦克装甲大发展的全盛时期。
战争铸就了坦克,使得“坦克成为最好的反坦克武器”,很有意思。
“坦克炮打(敌)坦克,坦克装甲防(敌)坦克炮”,这一近乎绕口令的格言所描绘的“怪圈”,道出了甲-弹争斗双方你追我赶、水涨船高、矛利盾坚的辨证式的发展道路。
二战过后的冷战时期,坦克又迎来了一次大发展的机遇,成为“原子战争条件下的宠儿”。
坦克合金钢钢装甲继续得到发展,装甲厚度不断增加,使坦克的战斗全重达到了50~60吨的水平。
不过,这一变化是一个量变的过程。
20世纪60年代,英国研制出“乔巴姆”装甲,开辟了坦克装甲进入复合装甲的新天地。
不妨说,这是坦克装甲技术的一次革命,带有质变的性质。
复合装甲的问世,突破了坦克装甲越来越厚的窠臼,以全新的抗弹机理,使得“乌龟”(坦克装甲)第一次超过了遥遥领先的“兔子”(弹丸),意义重大。
到了20世纪70年代,又冒出个反应式装甲。
“炸药包”摇身一变,变成了“装甲”,很有意思。
又过了一段时间,更冒出个主动装甲。
坦克用的电磁装甲,也在积极研究之中。
看来,在坦克装甲领域,研究工作还是相当活跃的。
有关复合装甲、反应式装甲和主动装甲的知识,下面将专文加以介绍。
钢装甲的主导地位
钢铁,是现代工业的基础,也是坦克装甲的基础。
没有钢铁,恐怕我们现在还生活在青铜器时代。
没有钢铁,坦克也不成其为坦克。
人们给坦克起了个外号——“铁乌龟”,虽然不太雅致,但挺形象。
坦克装甲就是用钢铁制成的、又坚又硬的“乌龟壳”。
百年来,坦克这种兵器发展了一代又一代,但是,钢铁,更确切地说是钢装甲,其主导地位无“人”能撼得动。
在坦克装甲这块“大蛋糕”中,说钢装甲能占到90%以上的份额,并不过分。
当然,这并不意味着百年来钢装甲一成不变,相反,钢装甲也经历了翻天覆地的变化。
从民用锅炉钢板到专门研制的装甲钢,从铆接装甲到焊接装甲,从普通钢装甲到合金钢装甲,从普通的合金钢到通过真空冶炼、电渣重熔、真空脱气技术等练成的高级合金钢,坦克钢装甲上了一个又一个新台阶。
坦克钢装甲依其性质、制造工艺和成分的不同而有多种分类。
优质轧制均质钢装甲(RHA),以其致密的金属结构、良好的抗弹性和易于加工的特性,成为二战中坦克装甲的主流产品。
时至今日,RHA仍然是衡量坦克装甲抗弹性的一个“标杆”。
合金钢装甲,则是在普通钢装甲的基础上加入镍、铬、钼、锰等金属元素,用一定的冶炼方法制成合金钢,再经过特殊的工艺处理,便可制成合金钢装甲。
以二战中著名的镍铬合金钢为例,在普通的中低碳钢中加入2%~6%的镍、1%~2.5%的铬和0.2%~0.6%的钼,经过特殊的热处理工艺,便可制成又硬又韧、外硬里韧的高级合金钢装甲。
别看仅仅加上这一点点“佐料”,却能使合金钢的金相结构发生重大改变,变得又硬又韧。
就像和面时面条里加上一点点盐,就会使面条更“筋道”,是一个道理。
镍铬合金钢装甲的屈服强度达到了720~900牛/平方毫米,是普通钢装甲屈服强度的一倍以上。
曾记得,在20世纪60年代,一些超级大国对我实行禁运,我国国防工业所急需的镍、铬等,只能从阿尔巴尼亚得到少量进口,杯水车薪,逼得我们不得不另辟蹊径搞无镍铬装甲钢……这一局面直到我国在甘肃省发现了大型金川镍矿才彻底改变。
在装甲的结构形式上,二战中就出现了铸造钢装甲、双硬度装甲、渗碳钢装甲、间隙装甲等多种装甲形式,显示了坦克装甲技术蓬勃发展的势头。
想想看,在60多年前,用一二十吨容量的大冲天炉浇铸出好几吨重的整体铸造炮塔,再用特大型的热处理设备进行正火、高
温回火等热处理工艺消除应力,之后还要拿到大型机床上进行精密加工……这是何等壮观的场面!
至于加大装甲板的倾角,以增大弹丸的贯穿距离,更是装甲布置上常常采用的措施。
苏联T-34坦克的车体首上装甲的倾角为30度,贯穿距离相当于垂直装甲的一倍厚;到了T-22坦克时,更进一步变为22度,相当于垂直装甲厚度的2.67倍!增大装甲板倾角的代价是使车体前部的空间狭小,不好利用。
二战以后,钢铁精练技术得到了飞跃发展,使合金钢中的硫、磷等有害杂质降低到0.005%以下,从而使装甲钢的抗弹性能进一步大幅度提高。
到了70年代以后,随着复合装甲的崛起,纯粹的钢装甲已降到次要地位,但是,复合装甲的最外层和里层,仍然是合金钢装甲。
钢装甲(包括合金钢装甲),成为
坦克装甲中当之无愧的“大哥大”。
铝合金装甲的崛起
在金属装甲材料中,居于第二位的当属铝合金装甲。
金属铝,由于它的比重低(铝的比重为2.7克/立方厘米,铁的比重为7.9克/立方厘米),又有一定的机械强度,而广泛用作飞机的结构材料,被誉为“飞上蓝天的金属”。
不过,纯铝的强度太低,用作装甲战车的铝装甲,无一例外是铝合金装甲。
其代表性的产品便是美国的5083铝合金装甲和5039铝合金装甲。
5083为铝镁合金,另有少量的锌、锰、铬等微量元素,其强度为纯铝的两倍以上。
5083铝合金于20世纪50年代研制成功,最初用到M113装甲输送车上,后来各国在装甲输送车和步兵战车等轻型装甲战车上得到广泛应用。
5039铝合金为铝锌系列铝合金,1956年研制成功,其强度比5083铝合金提高了20%以上。
5039铝合金问世后,已渐成铝合金装甲的主流。
不过,铝合金装甲的价格较贵,工艺性也稍差,所以,在主战坦克上基本上不采用铝合金装甲。
除了铝合金装甲外,钛合金装甲也曾在实验室里热闹了一阵子。
钛的比重比钢要轻得多(钛的比重为4.5克/立方厘米),而其结构强度和钢铁差不多,兼有钢铁和铝的特性,一度被称为“理想的装甲材料”。
20世纪50年代至60年代,苏联军方曾秘密地试验过钛装甲坦克,并进行了广泛的试验,最终不了了之。
不是造不出来,也不是性能上不去,而是造价太贵,买不起,用不起。
在坦克和装甲车辆上,仅见到用钛合金制成的附加装甲。
不过,这种“贵族金属”在航空飞机和航天器上却得到了大量应用。
五花八门的附加装甲
在附加装甲中,最重要的当属反应式装甲。
由于其原理的特殊性,将专文加以介绍。
这里仅介绍一般的附加装甲。
附加装甲是指挂装在主装甲外面的装甲,起辅助防护作用,主要是对付破甲弹、火箭筒、反坦克导弹一类具有聚能效应的反坦克弹种。
人们从实战中发现,破甲弹的破甲威力和它的炸高(破甲弹的锥形药型罩顶点到标靶的距离)有密切关系,炸高有一个最佳值。
通过使弹着点离开主装甲一段距离,便可以使破甲弹的金属射流分散,从而大大削弱破甲弹的威力。
附加装甲就是依据这一原理而被广泛采用的。
目前用得最多的附加装甲是侧裙板、有整体式的、鱼鳃式的等多种。
复合装甲的材料也多种多样,包括钢、铝合金、钛合金、硬橡胶、凯夫拉等。
下面介绍几种很有趣的附加装甲。
S 103坦克的栅栏式附加装甲1991年10月1日的瑞典装甲兵50周年庆典上,瑞典军方展出了一辆很吸引人们眼球的带栅栏式附加装甲的S103坦克。
这种栅栏式附加装甲由直径30毫米的钢棒组成,间距70毫米,很像一桩篱笆墙。
别看它结构简单,很不起眼,对破甲弹的防护却相当有效,对脱壳穿甲弹也有一定的干扰作用。
有趣的是,这种附加装甲竟然保密了34年!从1957年开始研制s坦克时,就明确采用这种栅栏式附加装甲,因为它“非常简单,易于仿制”,所以连一张照片也未向外透露,保密工作真是做到家了。
不过,这种“门前筑个篱笆墙”也只能适用于s103这样的无炮塔型坦克,此外,这种装甲对驾驶员的视界也有一定影响。
镶嵌式附加装甲
在一些轻型装甲车辆上,偶尔能见到一种镶嵌式附加装甲(EAAK),其材料一般为合金钢或钛合金装甲。
它像波纹纸一样镶嵌在战车的两侧,而且里面还有一定的结构,既轻便又实用。
加框型附加装甲的M1128机动火炮系统加上镶嵌式附加装甲后,使M113装甲输送车的抗弹能力从7.62毫米子弹提高到14.5毫米重机枪弹,而车重只增加了700~900千克。
一般说,镶嵌式装甲是在战车升级改造时加上去的,是提高老车防护性能的有效措施。
加框型附加装甲的“斯特赖克”装甲战车在战后的伊拉克战场上,往往能见到四周加满栅栏式(也称为格栅式)附加装甲的“斯特赖克”装甲车,尽管看起来很臃肿,像个运货的集装箱大卡车,但是它用来对付伊拉克反美武装的火箭筒一类反坦克武器却很有效。
显然,这种栅栏式框型附加装甲是临时加上去的。
它说明美国大肆吹嘘的未来装甲旅核心装备的“斯特赖克”装甲车,在防护性能上还不太令人放心。
栅栏式(格栅式)附加装甲结构简单,整体重量轻,便于随时安装和拆卸,在附加装甲中应用最为广泛。
此外,以色列军队的“梅卡瓦”坦克的炮塔后部的挂链式附加装甲、美国M2步兵战车上的网状附加装甲等,也都很有特色。
看来,形形色色的附加装甲是“八仙过海,各显神通”。