问题

战后第一二代坦克防护力靠什么超越二战坦克?

回答
战后第一、二代坦克之所以能在防护力上甩开二战坦克几条街,绝不是某个单一技术上的突破,而是一系列相互关联、螺旋式上升的进步共同作用的结果。你可以把这想象成一场军备竞赛,对方发明了更强的炮弹,我们就要想办法让车体更结实,然后对方又升级炮弹,我们又得跟上。

1. 材料的飞跃:不仅仅是“厚”那么简单

首先,最直观的提升是坦克装甲材料本身。二战时期,坦克的装甲主要是由轧制均质钢(Rolled Homogeneous Armour,简称RHA)构成。这种钢材虽然简单有效,但其防护性能是有限的,而且越加越厚会严重影响坦克的机动性。

战后,冶金技术有了长足的进步,出现了以下几种关键材料和技术:

铸造钢(Cast Steel)的优化: 虽然铸造钢在二战也有应用,但战后通过改进合金成分和热处理工艺,使得铸造钢的强度和均质性得到了很大提升,尤其是在炮塔等复杂形状的部件上,铸造工艺更能实现一体化成型,减少了装甲接缝的弱点。例如,一些早期的战后坦克使用了更高强度的铸造炮塔。
高强度钢(High Tensile Steel): 随着冶金技术的进步,出现了屈服强度和抗拉强度都更高的特种钢材。这些钢材能够在相同厚度下提供更高的防护,或者在相同防护等级下使用更薄的装甲,从而减轻车体重量,提高机动性。
复合装甲(Composite Armour)的萌芽与发展: 这是战后坦克防护力革命性的开端。复合装甲不再是单一的金属板,而是将不同材料层叠起来,利用不同材料的物理特性来对抗弹药的穿透。

早期复合装甲(或称倾斜装甲与加厚装甲的结合): 在复合装甲真正大规模应用之前,一些坦克设计师已经意识到简单地增加装甲厚度效果有限。他们开始更巧妙地运用装甲的布局和角度,例如增加倾斜角度,让穿甲弹以更大的斜角命中,增加其穿透路径的长度和能量损失(所谓“跳弹”效应)。
真正的复合装甲(分层结构): 到了20世纪50年代末和60年代,真正意义上的复合装甲开始出现。最典型的例子是“基洛夫装甲”(Chobham Armour),虽然名字是后来才有的,但其早期概念已经出现。这种装甲通常由一层坚硬的金属(如高强度钢)、一层非金属材料(如陶瓷、聚氨酯、甚至是塑料)和另一层坚硬的金属构成。当弹头穿透第一层金属时,高速的动能会与中间的非金属材料发生剧烈互动。陶瓷材料具有极高的硬度,可以崩碎穿甲弹的弹头;而聚氨酯等材料则能吸收一部分冲击能量,并使弹体变形,降低其穿透力。这种组合拳的效果远比同等重量的均质钢要好得多。

2. 弹药技术的“逼迫”与防护的“反击”

战后,反坦克弹药技术也经历了巨大的发展,这反过来又“逼迫”着坦克设计者必须提升防护。

尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)的出现: 二战时期,锥膛炮弹(APCBC)和高爆穿甲弹(HEAT)是主流。战后,弹道性能更好、飞行更稳定的尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)开始成为主战坦克的标配弹种。APFSDS弹头本身由高强度、高密度的合金制成(如钨合金、贫铀合金),没有炸药,依靠巨大的动能穿透装甲。这种弹药的穿透力远超二战弹药,迫使坦克必须采用更先进的装甲技术来对抗。
破甲弹(HEAT)的进一步发展: 虽然APFSDS在后期占据主导,但战后的HEAT弹药也进一步发展,尤其是其聚能装药的效率更高,虽然主要威胁在于对付装甲车辆,但其冲击力也需要考虑。
复仇神炮弹(HESH)的改良: 虽然HESH(高爆塑性装药)主要依靠爆炸冲击波在装甲背面产生碎裂来杀伤内部乘员和设备,但其威力在战后也有所提升,尤其是在对付早期倾斜装甲时,其“爆破”作用比单纯的穿透更具威胁。

面对这些更强大的弹药,坦克的防护也必须升级:

装甲布局的优化: 设计师们不再是简单地将装甲均匀地“加厚”。他们会根据威胁方向和弹药类型,优化装甲的分布。例如,正面是遭受攻击的主要方向,所以正面装甲会做得最厚、最复杂;而侧面和顶部则相对较薄,但也会有相应的防护,例如增加裙板来对抗从侧面攻击的HEAT弹。
反一切的思路: 复合装甲的出现,正是为了应对APFSDS和HEAT弹药的不同攻击方式。陶瓷层对抗动能弹的硬度,金属层提供支撑和惯性,非金属材料吸收能量。

3. 主动防护系统(APS)的预警:概念的萌芽

虽然真正意义上的主动防护系统(用导弹或榴弹拦截来袭弹药)在第三代坦克上才开始大规模应用,但第一、二代坦克的设计者们已经开始思考如何“主动”地提升防护能力,这体现在:

烟幕弹发射器(Smoke Grenade Launchers): 这是最原始的主动防护手段之一。在受到攻击时,发射烟雾弹可以在坦克周围形成烟幕,遮蔽视线,使敌方攻击失效或延迟。这种技术在二战后期就已经开始使用,但在战后得到了更广泛的安装和普及。
“硬杀伤”与“软杀伤”的早期探索: 虽然没有直接的传感器和拦截器,但一些设计理念已经开始考虑“如何让敌人的攻击失效”。例如,通过设计某些结构,尝试让来袭的ATGM(反坦克导弹)“失去制导”,这可以算是一种非常早期的“软杀伤”思路。

4. 机动性与防护的平衡:权衡出最优解

前面提到,单纯增加装甲厚度会严重影响机动性。战后坦克设计的核心挑战之一,就是如何在防护力、火力、机动性这三要素之间找到最佳的平衡点。

发动机技术的进步: 战后坦克配备了更强大、更可靠的柴油发动机,比二战时期普遍使用的汽油发动机更省油、扭矩更大,为更重的车体提供了更强的动力。这使得在增加装甲的同时,仍能保持可接受的机动性。
传动与悬挂系统的升级: 新型的液力变矩器、更先进的自动变速箱以及扭力杆悬挂系统等,都显著提高了坦克的操控性和越野能力,能够更好地承受更重车身的负荷。

总结一下,战后第一、二代坦克防护力超越二战坦克的根本原因,在于:

材料科学的革命性突破: 从单一的轧制均质钢,进化到优化的铸造钢、高强度钢,再到划时代的复合装甲(金属陶瓷/聚合物金属分层结构),从根本上提升了单位重量的防护效能。
对弹药威胁的更深刻理解与应对: APFSDS等新型弹药的出现,迫使设计师们不再局限于“以厚度对抗厚度”,而是采用复合材料、巧妙布局来“化解”弹药的动能和能量。
设计理念的进步: 更加注重整体防护(正面、侧面、顶部),以及在防护、火力、机动性之间寻找更优的平衡点。
辅助技术的进步: 强化了烟幕等原始的“主动”防护手段,为后来的主动防护系统打下基础。

可以说,战后第一、二代坦克防护力的飞跃,是一个多学科、多技术融合的必然结果,是围绕着如何有效对抗日益强大的反坦克武器,而展开的一场持续的技术革新。

网友意见

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说一点:引擎变速器的进步。使得横置引擎成为可能,有效的降低了坦克长度,节省出来的车体,悬挂,路轮,还有履带重量,都可以用来堆正面防御。

以苏联为例,从T-34,KV开始到斯大林系列,包括当时的虎式坦克,谢尔曼,都是后中纵置引擎,苏联的坦克是后轮驱动。特点是布局相对简单宽敞,有如今天的保时捷Boxster 986,987,718,引擎汽缸重置,后面挂着变速箱,变速箱用传动轴连到差速器连到驱动轮。长度较大。

而T44以后引擎技术进步,缸体长度缩短,使得引擎横置,变速箱和引擎肩并肩安装,拿车类比则是NSX,MR2,莲花类似,也和很多前驱车类似。该布局的优点是充分利用空间,在同样引擎时能有效减小车长度。省下的路轮,履带,车体结构,装甲可以用来在正面堆厚度。


此外,这种布局还有一个额外的好处。因为动力总成纵向长度缩短,配平也容易,因此炮塔后不再需要如T-34,KV,斯大林那样前置来平衡,炮塔可以往后一些,更加靠近重心,这样同等马力下,机动起来也更加灵活。若希望车机动性保持不变,则可以用较小的马力引擎节省重量。当然由于横置的缘故,左右不对称,对机动性会略有影响,所以仔细观察就会发现,T-55的炮塔不是严格轴对称的。


此外在内部结构上,T-54/55也是尽可能的设计紧凑。如前装甲下面的邮箱弹架,就比T34零散在战斗室和地板上放弹药来的紧凑。总之,如果按照二战技术,搭载T-55级别的火炮的战车,大小就算不是虎式,也起码和IS-3是一个档次的,事实上,T54仅仅有T34的尺寸,并且做到了二战重型坦克正面防御,是很出色的设计。

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都知道加厚装甲好过裸奔,但是不论造价,单论性能而言,单纯加厚装甲要付出悬挂寿命、传动可靠性、故障牵引、野战维修难度的代价。

都知道行星轮好过固定轴,液力好过行星轮,但制造成本、车辆战场寿命、维修等现实战争压力使得你不能简单的“加钱上液力!”、“省钱上固定轴!”。

都是固定轴,是1:4:8的传动比好,还是1:3:9的传动比好?前八后四造起来简单,前十后五造起来麻烦,但是前十后五的手感要好一些。

都是扭杆,每根杆子分配多少的预扭力?第一根第二根和最后一根扭杆要不要加强一下?加强的话加强到多少?是仍然用同样的其他零件只加强扭杆还是这三组扭杆的配套件要单独设计?这个指标到底怎么选择?还有就是要不要单独再加一套缓冲器?还是所有负重轮组都要缓冲器?


先进设计方法(包括各种优化理论,什么旋转球面优化,什么拓扑优化,什么正交优化)、需求-妥协体系(军方:我他妈到底要什么样的坦克?如果达不到的话我捏着鼻子把哪个指标阉割掉还是把设计师阉了还是把配套主机厂的厂长阉了?)、基于大量使用坦克的实际经验(对于坦克极限续航、战损就便修复、后勤维修投放能力、坦克进攻/防守时的三大指标应用等等),以及基于战争时期批量生产的生产管理经验(怎么根据自家优势安排研发管理规避劣势)。


综合成了更有效率,更少陆军军械局的坦克装甲车辆设计规程体系。(或者你叫他设计经验、老坦克兵的战场经验、老将军的战场总结之类的)

使得更有效率的在防护火力机动三大指标的均衡取舍上更快速、有效的接近设计指标——从而更有效率的安排利用装甲的吨位。

这些,在战前甚至没有多少纸面机会去实践。

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