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你有金鐘罩,我有中華鐵布衫——現代坦克裝甲到底那家強?

你有金鐘罩,我有中華鐵布衫——現代坦克裝甲到底那家強?

人類大約在6000到8000年前發明了金屬武器后,就認識到在互砍鬥毆中,用「裝甲」來保護自己的重要性。最早的「裝甲」是木質盾牌和皮質的鎧甲,後來又進化到金屬的盾牌和鎧甲。這類「裝甲」一直到二十世紀初的清末還存在。

西方工業革命以來,近現代槍炮技術發展很快,特別是帶來複線的步槍和後膛炮的出現,使得中世紀以來的盾牌和貼身鎧甲都失去了防護的能力,盾牌和鎧甲因此在西方的陸地戰爭中消失了大約兩個世紀。

而海上的裝甲一直存在,特別是重型戰艦。英國人受到戰列艦和巡洋艦「重裝甲」的啟發,發明了一種「陸戰巡洋艦」---TANK,在第一次世界大戰的索姆河戰役中首先投入使用,起到了奇兵的作用。此後各軍事強國紛紛效仿,坦克在一戰到二戰期間得到了迅速的發展。

早期的坦克,用鋼板焊接或者鋼水鑄造車體和炮塔,正面鋼板厚度往往只有2到3厘米,其他部位只有1厘米左右,要求能抵擋機槍的正面射擊和炮彈爆炸后的破片,能夠保護裡面的駕駛員和射手就足夠了。

後來隨著各種反坦克武器的能力越來越強,坦克的裝甲厚度也越來越厚,到二戰中後期,各國主力坦克的炮塔正面厚度已經強化到了8到10厘米,有些重型坦克還特意在炮塔前,再套上一塊大約10厘米厚的鋼板當作正面防盾。

英國坦克剛剛出現時,對手德國人只能盲目的用重機槍向坦克射擊,但除了打出一片火星外,對坦克幾乎沒有多大損害,讓坦克在戰場上威風了幾次。

聰明的德國人也很快發現了坦克的弱點:

首先,坦克怕深坑和寬壕溝,一旦溝壕的寬度和深度超過了坦克的跨越能力,只能掉進去動彈不得。

其次,坦克怕火燒,若點燃一堆大火,坦克也不敢靠近。

第三,發明了反坦克地雷,一旦坦克履帶被炸斷,就立即趴窩了。

但以上三種辦法只能延遲坦克的進攻,通常並不能消滅坦克本身和裡面的乘員。後來德國人發現,用對付飛機的高射炮放低平射,高速的炮彈可以將坦克「震毀」,或者炮彈直接穿透坦克的裝甲進入內部將坦克炸毀,連坦克帶乘員一起消滅。

不打穿裝甲,只靠爆炸能量把坦克「震毀」,乘員震死的炮彈,後來發展成碎甲彈。而直接靠高速動能穿透裝甲擊毀坦克的炮彈,後來發展成穿甲彈。但是任何一種反坦克的大炮都是笨重和相對稀少的,大炮的機動能力也往往不如坦克本身,面對快速突進中的坦克,若防守方是缺乏重武器的步兵怎麼辦?

剛開始步兵面對坦克,選擇不多:

一、扛一個大炸藥包或者多個手榴彈捆綁在一起,爬到坦克底下引爆和坦克同歸於盡,這種方法是自殺式的,損失較大,還有可能炸不毀坦克。

二、二戰中蘇聯人創造了步兵繞到坦克後面,向坦克發動機的排氣口扔燃燒瓶,希望引爆坦克的發動機和油箱來燒毀坦克,但這麼做也要大量損失本方的步兵。

有沒有步兵可以攜帶的,能擊毀坦克的輕型武器?肯定要有!

一種是反坦克步槍,這種步槍很像現在的重型大狙,靠發射高初速的硬彈丸來穿透坦克的裝甲,殺傷裡面的成員。這種步槍在蘇德戰場很流行,但只能對付主裝甲厚度在3到4厘米以下的輕型坦克。

反坦克步槍

一種革命性的反坦克武器很快被發明,這就是空心裝葯破甲彈。破甲原理是:在彈藥的戰鬥部,把炸藥澆固成空心喇叭錐形,開口向前,而引信裝在炸藥的後部,當這種彈藥前部和坦克外表面碰撞后,慣性引信的撞針發火,引爆前面的炸藥。

空心錐形的裝葯爆炸後會形成一個向前的爆炸噴射流,炸藥前部的銅帽會產生高壓高速金屬射流,來迅速的穿透坦克的裝甲,貫穿效應引起的破片和射流會殺傷坦克乘員,甚至會引起坦克裡面的彈藥殉爆,炸的坦克炮塔都飛出去。

高速金屬射流穿透裝甲鋼的效果,很像高壓水槍噴射的水柱瞬間射穿一道土牆。爆炸后形成的金屬射流,只在幾十厘米距離內能量最集中,因此破甲彈必須有一個合適的炸高,這也和高壓水槍類似---若水柱噴射的距離過遠,穿透能力就會迅速下降。

我們經常在敘利亞和烏克蘭戰場看到坦克和裝甲車全身都焊接上像「防盜窗」一樣的欄杆籠,其實這些「防盜窗」的作用,就是希望向本方坦克飛來的反坦克火箭彈和反坦克導彈提前碰撞欄杆,破壞敵方破甲彈的最佳爆炸距離,達到防止射流貫穿本方裝甲的效果,簡單卻非常有效,適合近距離城市戰。

空心裝葯破甲彈發明后,成為最廣泛的反坦克武器,從反坦克手雷、反坦克火箭筒,一直到今天先進的反坦克集束末敏彈和各類反坦克導彈,其戰鬥部基本都是空心裝葯破甲型。

二戰中已經出現碳化鎢彈芯的強力穿甲彈,用在坦克炮上反坦克。鎢合金穿甲彈內部並不裝炸藥,而僅僅靠高速動能和鎢金屬的高密度來穿透裝甲,命中后的效果不亞於爆炸。

此後又發明了高速脫殼尾翼穩定長桿穿甲彈,英文縮寫APFSDS。射出后,輕質彈托分裂脫離,長桿的彈芯像古代的箭一樣穿透目標,引發目標內部爆炸來擊毀坦克。長桿穿甲彈的彈芯,大多是碳化鎢棒,而美國人又搞出了貧鈾長桿穿甲彈,彈芯用鈾238製作。

貧鈾穿甲彈

二戰以後,坦克面對的反坦克彈藥,歸納為三種:

1、碎甲彈,最早其實就是爆炸榴彈。

2、空心裝葯破甲彈,HEAT。

3、高速長桿穿甲彈,APFSDS。

現代坦克的裝甲,就是要想方設法對付這三種彈藥:

第一種碎甲彈最好對付,碎甲彈的殺傷原理主要是用爆炸震波在坦克內面震出破片,來殺傷坦克成員。坦克工程師在坦克裝甲的裡面,加上一層輕金屬內襯就解決了這個問題,二代以後的坦克都具備這種內襯,因此碎甲彈也就沒有了發揮的市場,很快淘汰了。當代的坦克,只需要考慮如何對付破甲彈和穿甲彈,先進裝甲,就是要不斷的提高對這兩種彈藥的防護厚度。

第一代的坦克裝甲就是純粹的裝甲鋼。裝甲鋼是含有少量鎢、錳、鉻的合金鋼,比普通碳鋼強度更大,適合抗擊爆炸和貫穿。二戰期間中斷了向納粹德國出口稀有的鎢和錳,導致德國裝甲鋼和穿甲彈的品質同時下降,這是德國戰敗的重要因素之一。

20世紀七十年代以前,各主要軍事強國的第1、2代坦克的主裝甲標準配置,仍然是簡單的合金鋼,最多加一層輕金屬內襯。但從20世紀六十年代開始,反坦克導彈大行其道,尤其在歷次中東戰爭中大顯神威,反坦克導彈的聚能破甲彈頭加上精確的制導,打合金鋼裝甲的第一、二代坦克,像捅破窗戶紙一般輕鬆。

反坦克能力第一次遙遙領先坦克的裝甲性能,面對矛與盾的短暫失衡,各軍事強國下大力氣研發新式的裝甲,來對付越來越厲害的破甲彈和穿甲彈。

目前流行的三類裝甲為:複合裝甲、爆炸反應裝甲、貧鈾裝甲。

1、複合裝甲

西方第一種複合裝甲是英國的喬巴姆複合裝甲。現在世界各國幾乎都有自己的複合裝甲,具體成分都是高級國家機密。但各國複合裝甲都含特種陶瓷,這本身不是什麼機密。

面對蘇聯反坦克導彈在中東戰爭中的輝煌戰績,英國人認識到複合裝甲對坦克防護的重要性,在1974年由位於喬巴姆鎮的國防部車輛工程局研製出聞名世界的「喬巴姆」複合裝甲。而早在此前十年,蘇聯人就搞出了他們的複合裝甲,只是秘而不宣。

喬巴姆複合裝甲

科學家們在上世紀60-70年代的研究過程中發現,氧化物陶瓷具有高硬度和耐磨性,高壓縮強度和高應力時的優良彈道性能,認識到陶瓷和金屬的防彈機理有很大不同,金屬是由於塑性變形而吸收射入彈丸的動能,而陶瓷是由其破裂而吸收射入彈丸的動能。

真實的喬巴姆裝甲的結構應該是:高硬度合金鋼板+膨脹反應層+片狀氧化鋁陶瓷層+膨脹陶瓷層+高硬度合金鋼背板+含鋁金屬內襯,並呈較大傾斜角度放置,其中縫隙由特種橡膠類耐火緩衝材料填充。

在試驗中,這種新型裝甲取得了良好的效果,當射流穿過外層合金鋼板后侵入複合層時,裝甲在特種橡膠材料的緩衝下向內凹陷,同時帶動侵入通道周圍的複合層分離出大量裂片對射流實施強烈的切割或毀傷動作,而經過膨脹反應層損毀的已經分散的射流再接觸由陶瓷構成的第三層複合層時,氧化鋁陶瓷構成的第三層裝甲夾層進一步消耗射流的能量,從而最終阻斷射流的衝擊,以達到良好的防護效果。

在同等重量條件下,複合裝甲對破甲彈的抗彈能力較均質鋼裝甲提高2~3倍,但對動能彈尚不到2倍。早期安裝喬巴姆裝甲的「酋長」坦克對破甲彈的防護能力從原來的300多毫米提升到了550毫米以上,對穿甲彈的防禦能力則提升到了450毫米左右。

而在後期生產的「挑戰者I」型坦克上的喬巴姆裝甲則進行了改進,進一步增強了防護能力。參加海灣戰爭的「挑戰者I」正面防護能力已經增加到了能夠抵禦750mm破甲彈的能力。

在第一次海灣戰爭中,曾經有兩輛挑戰者1坦克被伊拉克陸軍裝備的第一代米蘭反坦克導彈命中正面主裝甲,但均未被擊穿。米蘭早期型號的戰鬥部破甲威力是700MM。由此可見,喬巴姆裝甲對破甲彈的防護效果還是非常不錯的。

而在抵禦尾翼穩定脫殼穿甲彈方面,喬巴姆裝甲也還算說得過去,儘管沒有對付破甲彈那麼理想。夾層中大量布置的陶瓷片對彈芯進行「硬碰硬」的碰撞對其減速和鈍化,從而對彈芯造成毀傷。

蘇聯的T—72坦克車體首上裝甲也是複合裝甲,是一種緻密陣列型複合裝甲,其外層是厚裝甲,夾層為玻璃鋼,內層是薄裝甲,最裡面有一層襯層,各層之間緊密排列,沒有間隔。

T—72坦克

美國的M1A1坦克,法、德裝備的第三代主戰坦克也都採用了複合裝甲。這些西方複合裝甲屬間隔陣列複合裝甲,夾層和前後鋼板之間有間隔。

如M1A1坦克車體前裝甲和炮塔都是複合裝甲,外層是薄裝甲,夾層為尼龍、陶瓷、鈦合金混合層,內層是厚裝甲。前蘇聯的複合裝甲與西方正相反,主裝甲在外,內層是薄裝甲,兩者各有千秋。

M1A1坦克

各國的複合裝甲所採用的材料都是高度保密的,目的是防止敵對國找出對付的辦法。

2、爆炸反應裝甲

爆炸反應裝甲是俄國最早應用,其結構一般是在兩層鋼板之間填充特種爆炸反應層,一旦遇到破甲彈的金屬射流,其裝甲塊體立即整片的向外爆炸,用自身爆炸來「吹除」和「驅散」來襲彈藥的射流,等於用「爆炸來懟爆炸」。

這種爆炸反應模塊,對聚能破甲彈有一定的防禦作用,但對長桿穿甲彈的防禦效果有限。例如在南蘇丹衝突中,掛有爆炸反應模塊的T-72改進型坦克,仍然被出口的T85坦克的穿甲彈貫穿前車體,引起殉爆,T72被炸飛了炮塔。

爆炸反應裝甲,一般掛載在俄國系列的坦克上,自用和出口坦克也有掛載,而美國和歐洲坦克目前很少掛載爆炸反應裝甲。

3、貧鈾裝甲

美國從1983年開始研究貧鈾裝甲,到1988年6月正式裝車。任何用作裝甲的材料必須既能抗「貫穿」,又能抗「破片」。一般地說,材料硬度決定了抗貫穿能力,韌度決定了抗破片的能力。

貧鈾是鈾礦提煉出U235后剩下的副產品,主要成分是U238. 以前一般都當核廢料處理。後來被美國用來製造炮彈和裝甲。貧鈾比重非常大,硬度高,所以既是製造長桿穿甲彈的好材料,也是製作坦克裝甲的好材料。

貧鈾合金材料經過特殊熱處理后,其強度極限高達150公斤/毫米,比優質合金鋼還高50%,加工成如普通鋼絲那樣的貧鈾絲,接著編成貧鈾絲毯,然後用金屬打包。這種貧鈾複合裝甲採用網狀結構,網狀骨架採用貧鈾合金,網格間加入防止貧鈾合金氧化的材料,這樣既減輕了坦克重量,又取得了更好的匹配性能。外側加入蜂窩狀結構的吸能材料,吸收穿甲彈的動能,以降低對裝甲的損害。

安裝了貧鈾裝甲的 M1A1H A,其裝甲防護力提升到老式 M1的兩倍。抗尾翼穩定脫殼穿甲彈的能力相當於600 毫米厚均質鋼裝甲。貧鈾雖然放射性不高,但還是有一定危害,所以目前大規模裝備貧鈾裝甲和炮彈的國家只有美國,美國沒有極其豐富的天然金屬鎢資源,大量用貧鈾代替鎢生產穿甲彈和坦克裝甲,實則是害人害己。

以上三種當代流行的裝甲都經過了實戰檢驗,除俄式爆炸反應裝甲效果存疑外,喬巴姆和貧鈾裝甲的防彈效果似乎都不錯。

英國人的喬巴姆和美國人的貧鈾裝甲技術,相互保密也相互借鑒,兩者各有優勢:

第一代喬巴姆就是單純的陶瓷層結構,對付空心破甲彈HEAT高速噴流效能極佳,但是對付長桿穿甲彈APFSDS等動能彈就差了點,尤其是陶瓷結構接受一次打擊後會粉碎,遭受連續打擊時持久力堪憂。而高硬度的貧鈾裝甲對抗動能穿甲彈的能力更強,但重量往往超標。

挑戰者2

第二代喬巴姆就是在陶瓷結構中加入一層貧鈾,防護性能又提高了一倍。M-1A2與挑戰者2都用上了這種裝甲。估計對破甲彈的防護厚度相當於900毫米,對穿甲彈的防護厚度相當於850毫米。

老美的M1A1坦克,沙烏地和伊拉克也大量裝備,在葉門和敘利亞被打的橫屍戰場,但是這兩家都是猴版,都沒有裝備最先進的貧鈾複合裝甲,因此並不能作為我們觀察美國主戰坦克最新防護能力的參考,而美國部署在韓國的M-1A2卻是防護最強的新版本,必須高度重視。

M-1A2

爆炸反應裝甲和複合裝甲技術流行后,也及時開展自主研發,到上世紀80年代中期已取得了突破性進展,此後生產的三代國產坦克大量裝備複合裝甲,國產複合裝甲的超高強度陶瓷由山東淄博特種陶瓷研究所研發,性能世界領先。

截止目前,最先進的99A2坦克,裝甲是複合裝甲和爆炸反應裝甲結合的掛載模式,炮塔正面可觀察主裝甲厚度,應該在800毫米以上。側面也應該在300毫米左右,對破甲彈和穿甲彈都應該有1000毫米左右的正面防護指標,可以達到甚至超越美帝最先進的M-1A2SEP的防禦標準。

99A2坦克

中美英等國,還在競相研發「電力裝甲」,一旦成功,將是革命性的突破。放眼世界,中美英三國,應該排名裝甲實力的前三強。而俄法德日,只能歸類於第二集團。

俄國以T72為代表的坦克的薄弱裝甲,在歷次戰爭中總是當靶子,直到最近在敘利亞,裝備了新式裝甲的T90硬扛反坦克導彈,顯示出防護性能有所增強,掙回了一些面子。

T90

而一向紙面數據「世界第一」的豹式坦克,在敘利亞卻狼狽異常,被輕易戳穿了「不壞金身」,這也與德國在坦克裝甲防護方面多年不思進取,只會用空心鋼板糊弄人的作風有關。

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