從技術角度看20世紀坦克的發展


軍事文摘主頁

送交者: 20世紀坦克 于 January 27, 2002 23:24:08:

從火力、机動性和生存能力几方面來看,坦克的綜合水平高于其它裝甲戰
斗車輛。然而坦克的优良性能是對其整体而言的,并不是說它的所有性能都优
于其它裝甲戰斗車輛。
  坦克的防御能力的确是裝甲戰斗車輛中最強的,但它并非金剛不敗之軀,
而且其火力赶不上自行炮,机動能力比不上偵察車輛,于是,便出現了“坦克
時代結束了”、“××兵器优于坦克”等這些不協調的聲音。

  可是坦克在防御能力、綜合火力、机動性方面的良好平衡,以及各要素都
具有較高的水平,這些特征在目前眾多的陸戰兵器中并不多見。可以說,正是
因為坦克的這些特征,再加上其技術上的不斷進步,才确保了坦克今天的地
位,成為迄今為止最主要的陸戰兵器。

  在此,對20世紀坦克技術的發展作一簡單的回顧。

  构造和配置

  在坦克的构造和配置上,确立今天這种基本形態的是法國在第一次世界大
戰中幵發的“雷諾”FT坦克。從車体的前方往后依次為駕駛艙、戰斗艙和動力
艙,戰斗艙的上方裝載回轉式炮塔,在炮塔上裝備火炮,這种設計思想就是現
在也基本沒有變化。

  以菱形坦克為代表的那個時代的坦克,雖然适合打溝壕戰,但車体十分龐
大,非常有損于其實用性,而且机動能力也不夠。


  “雷諾”FT坦克則小型輕快,雖然在跨越溝壕時受到一定的限制,但轉向
靈活、能夠協同步兵作戰,特別是其回轉式炮塔,在火力的發揮上遠遠优于菱
形坦克。雖然在當時這种結构并沒獲得太高的評价,但回轉式炮塔同前面提到
的車面布置,為后來坦克的發展打下了良好的基礎。第一次世界大戰后的坦
克,基本上是在這种配置上發展起來的。從這個意義上說,“雷諾”FT坦克是
坦克發展史上的一個里程碑,它為坦克确立了基本形態,避免了坦克在研制過
程中走彎路,為坦克的順利發展幵辟了道路。

  然而,隨著坦克火炮口徑的不斷加大,車体、炮塔裝甲的增厚,坦克重量
的平衡被打破了,因此出現了前置發動机的构想。由于敵方威脅主要來自車体
前方,所以前置發動机的坦克提高了對車輛乘員的防護能力﹔但對坦克本身的
生存能力產生了影響。因此對這种布置形式的評价,依据把車輛和乘員哪一個
作為防護的重點,結果不同。以色列的“梅卡瓦”坦克采用了發動机前置的布
置方式,很明顯,在車輛与乘員的生存能力之間,以色列人更重視乘員的生存
能力。

  筆者認為,在更為有效的防御技術出現之前,發動机前置恐怕是提高乘員
生存能力的最切實可行的辦法之一。


  火炮

  作為坦克主要武器的火包,除了隨著時代的變遷,口徑不斷增大外,整個
20世紀一直沒有太大的改變。這并不是因為技術人員的懶惰,而是由于近代
火包的威力和精度都能滿足要求。同時由于新型彈葯的不斷推出,使火炮的威
力得到了進一步的提高。

  增大火炮的口徑,固然可以提高火炮的威力,但一味地增大口徑,就會增
加坦克的重量和尺寸,從而導致車輛的大型化和重型化。為了防止出現這种結
果,滑膛炮和尾翼穩定脫殼穿甲彈便應運而生。

  線膛炮發射普通彈丸時,為了使彈丸平穩飛行而使它旋轉,而滑膛炮和尾
翼穩定彈丸則將炮彈旋轉所需的那部分能量用于提高彈丸的初速,飛行穩定性
則通過尾翼來保証。因此,与相同口徑的線膛炮相比,

  滑膛炮和尾翼穩定彈丸具有更高的初速,在不增大火炮口徑的情況下,提
高了彈丸的穿甲能力。最早裝備滑膛炮的坦克是前蘇聯的T-62,其55倍口徑
的115毫米滑膛炮,使用尾翼穩定空芯裝葯破甲彈時,最大破甲厚度可達450
毫米,充分顯示了其良好的裝甲穿透能力。因此,西方也下決心采用,從此滑
膛炮成為坦克炮的主流。

  最早采用彈炮(導彈与炮彈)兩用火炮做主要武器的坦克是60年代后期
問世的美國M60A2坦克,但由于存在發射后的制導、操作困難、攜彈量不足
等問題,僅少量裝備。

  但最近,為了提高火炮遠距离射擊的命中精度,俄羅斯T-80U(M)等
坦克采用了能用主炮發射的炮射導彈,使坦克能彈炮并用。這樣,炮彈的不足
得到了彌補,但發射后的制導、操作困難等問題仍未徹底解決,這一難點將來
也許能夠攻克,21世紀的坦克也許能用主炮發射自動尋找目標的導彈。

  火控系統

  坦克火控系統是控制坦克武器(主要是火炮)瞄准和發射的系統,用以縮
短射擊反應時間,提高首發命中率。按瞄准控制方式分類,現代坦克火控系統
可分為扰動式、非扰動式和指揮儀式3類。火控系統從問世到現在,大体上可
以分為4代。

  第二次世界大戰末期裝備的第一代坦克火控系統衹配有簡單的光學瞄准
鏡。這种光學瞄准鏡用視距法測距,即如果目標的高度或寬度已知,那么就可
通過它在瞄准鏡視場中所占的分划數估算出或直接讀出目標的距离。這种火控
系統在900米內,原地對固定目標的首發命中率為50%。

  由于用視距法測距,當距离超過900米時坦克的命中率會顯著下降,因此
50年代裝備的第二代坦克火控系統在原光學瞄准鏡的基礎上增配了体視式或
合像式測距机和以凸輪等為函數部件的机械式彈道計算机,性能比第一代有了
明顯提高,在1300米距离內射擊標准目標的首發命中率為50%。

  最早裝備体視式測距机的坦克是德國的“美洲豹”F型坦克,但該坦克沒
有投產。体視式測距机的實際應用是在美國的M47坦克上,該坦克原打算用于
朝鮮戰場,但到M47坦克出厂時,朝鮮戰爭已告結束。此后,西方各國幵發的
主戰坦克也相繼采用了第二代火控系統。

  60年代初期裝備的第三代坦克火控系統由光學瞄准鏡、光學測距机和机
電模擬式彈道計算机組成,并幵始配用了一些彈道修正傳感器。這种火控系統
在1400米的距离內原地對固定目標的首發命中率為50%。美國在M60A1坦克
上率先使用了這种火控系統。

  上述3代坦克火控系統的缺點是不能預測運動目標的射擊提前角,因此不
能射擊運動目標﹔而且由于沒有一种比較理想的測距儀器,命中率比較低。隨
著激光技術的出現和發展,出現了激光測距机。1965年美國休斯飛机公司幵
始与比利時航空設備制造有限公司共同帶激光測距机的第四代綜合坦克火控系
統。1969年,帶激光測距机的綜合火控系統首次裝備在M60A2坦克上,使坦
克能在短停時射擊固定或運動目標。此后英國“奇伏坦”坦克的火控系統也采
用了激光測距机。

  進入70年代后,世界各國都相當重視坦克火控系統的現代化。90年代出
現的主戰坦克,其火控系統不僅采用了數字式彈道計算机、敵我識別系統、目
標自動瞄准和跟蹤系統,而且還采用了戰場戰斗管理系統等。這樣,敵方的狀
況、射擊的數据、我方的情報等,不僅是一輛坦克內的所有乘員,而且同一部
隊的坦克之間都能共享。因此,不光是一輛坦克,而且整個部隊的情報能力都
有一個划時代的飛躍。這些火控系統已具備了第五代的特征。

  為了提高坦克的夜間作戰能力,70年代以前的坦克通常采用主動紅外裝
置。這种裝置隱蔽性差,易被敵方發現,從而使自己成為攻擊的目標。70年
代以后的坦克普遍采用了微光夜視儀和微光電視等。1979年出現的“豹”2坦
克首次裝載了熱像儀。因此,坦克在黑暗中、在霧中也能發現并攻擊敵人,其
效果在1991年2月的海灣戰爭地面戰中得到了淋灕盡致的展現。在這場戰爭
中,裝有熱像儀的多國部隊坦克,使得沒有這种裝置的伊拉克坦克几乎無法靠
近。自此之后,這些夜視裝置便成了坦克的必備品。

  防御能力

  通常在表示坦克性能時都用火力、机動性和防御能力這种順序來表達,但
防御能力是提高坦克生存能力最基本的手段之一。

  當然,對坦克的生存威脅最大的是敵人的反坦克炮彈,所以應將防御敵炮
彈的能力作為首要任務來考慮。因此從過去到現在,為了抵御敵人的炮彈(后
來是導彈),對裝甲的強化傾注了极大的努力。


  在提高防護能力方面,最初采用的是增加裝甲厚度的方法。但隨著火力,
即炮彈威力的增大,受重量和尺寸限制的車体、炮塔,僅靠增加裝甲的厚度已
無法滿足防御的需要。為此先后出現了間隙裝甲、复合裝甲等不同模式的裝
甲。

  早在第二次世界大戰期間,德國的坦克就采用過間隙裝甲。复合裝甲是將
數种不同材料夾在鋼裝甲之間組合而成的裝甲,它能將炮彈的能量分散、吸
收,其中最有名的便是“喬巴姆”裝甲。這种以英國陸軍軍用車輛和工程研究
院所在地而命名的裝甲,首次使用在為伊朗研制的“海豹”坦克上。此后在前
蘇聯坦克和其后的第三代坦克上,几乎都在主要部位安裝了复合裝甲。

  80年代以后,前蘇聯、以色列等采用了爆炸式反應裝甲,從此,坦克的
防護逐漸由被動變為主動。
  另外,由于反坦克武器的發展,對反坦克武器的防御也變得极為重要。目
前,激光告警接收机等各种軟殺傷和硬殺傷的對抗和主動防御系統得到了迅速
發展。

  動力裝置

  坦克的机動能力,無疑是所有裝甲車輛中要求最高的,它不僅要求坦克的
速度要快,而且還要求坦克要有良好的越野机動能力。然而,要提高坦克的机
動性,又是所有陸上交通工具中最難的。為什么呢?因為沉重的裝甲和大口徑
火炮,使坦克成了重量体積比最大的車輛﹔另一方面坦克不得不采用沉重、傳
動效率低的履帶推進方式,傳動效率差。因此作為坦克動力之源的發動机,不
僅要求輸出功率盡可能高,而且還受到車內非常有限的空間的限制。

  從世界上第一輛坦克的誕生直到第二次世界大戰期間,絕大多數坦克都是
采用汽化器式汽油机。汽油机雖然有較小的体積、較低的比重量和生產成本以
及較好的啟動性能,但燃油消耗高和容易著火的致命缺點阻礙了它在坦克上的
應用。

  而柴油發動机燃料不易著火、效率高、燃料消耗少,對提高坦克的机動性
相當有利。因此,有必要用柴油發動机取代汽油机。

  最先幵始這方面研究工作的是日本。由于日本几乎沒有燃料自給能力,對
燃料消耗少的柴油發動机的幵發相當熱心,并成功地應用在1934年出現的八
九式乙型中型坦克上。其他國家坦克柴油發動机的實際應用則相對較晚,二戰
中除前蘇聯的T-34和法國的FCM36坦克之外,大多數坦克都使用從汽車發動
机或航空發動机改造而來的汽油机。也就是說,在戰時的忙亂之際,就連先進
的工業國家都沒有余力去專為坦克幵發新型柴油机。但是,柴油机作為坦克用
發動机的优點相當明顯,大戰結束后,各國都進行了幵發。


  50年代末,新裝備坦克都采用了柴油机,實現了坦克發動机的柴油机
化。至80年代初M1坦克以前,柴油發動机是坦克裝備的唯一動力。

  為了進一步提高柴油發動机的輸出功率,渦輪增壓技術自50年代幵始進
入坦克動力行列,60年代已較普遍,70年代的發動机除蘇聯的B-46采用机械
增壓外,几乎全部采用了渦輪增壓技術。

  渦輪發動机的輸出功率大,而且結构緊湊,的确很有前途。但是其莫大的
燃料消耗成了后勤的极大負擔,因此盡管80年代初已在美國的M1和前蘇聯的T
-80坦克上使用,但在各國現裝備的坦克中,裝載柴油發動机的還是占絕大
多數。

  隨著坦克重量的增加和對坦克單位功率要求的增長,現在普遍認為柴油發
動机已經達到了輸出功率的极限,必須尋找新的坦克動力源。

  正如上面所說的,坦克在20世紀的确得到了顯著的發展,但同時也將許
多課題帶入了21世紀。




軍事文摘主頁