解析:长谈苏联的钢铁洪流是如何让世界恐慌

冷战时期苏联的装甲洪流让西方国家感到恐惧,苏联坦过,当然克独特的布局,尤其是60年代开始复合装甲的出现更是令这种恐惧上升到了极致。本文就来说说苏联坦克装甲的发展历程,本文由外文资料收集整理而成,受本人水平和所用资料的限制,可能存在错误,欢迎指正。

首先1966年后苏联/俄罗斯/乌克兰坦克发展线图镇楼。

冷战后的坦克装甲的发展有一个特点,就是越来越强调坦克正面装甲的防护性能,首先介绍的是车体前部装甲,按照防护类型可以分为首上迎弹和首下迎弹,首上防弹就是利用大倾角的首上装甲作为主迎弹面,特点是在确保防护水平的前提下可以有效减轻重量,防护面积大,代价是减小车内空间,以苏系坦克为代表。首下迎弹就是利用大倾角的首下装甲作为主迎弹面,特点是正面防护面积大,车内空间利用率高,有利于布置更多油料弹药和提高人员舒适度,缺点是装甲倾角很难做大,同等防护水平需要更重的装甲,不利于减重,以美系M1坦克为代表。豹2坦克比较独特,结合了两者,提高防护水平的同时,带来的副作用是重量的提升。至于挑战者,就是个逗逼。

从T-64开始,苏联坦克车体装甲一直使用68°法线角的首上装甲布局。有人肯定要问首下装甲又薄倾角又差,抗弹性能如何保证,由于首下装甲面积较小且位置较低,中弹概率低,为减轻重量,平衡其他性能,故首下装甲确实较弱,这也是游戏《坦克世界》中大家喜欢打裤裆的由来。

苏系坦克首上装甲发展线图,竖着看,第一列是T-64,第二列是T-80,第三列是T-72/90,第四列是T-62,第五列是T-55,图例解释:粉色(聚氨酯)、蓝色(陶瓷)、咖啡色(炸药)、灰色(钢装甲)、黑色(附加钢装甲)、橙色(酚醛玻璃纤维)、白色(空气)、红棕色(橡胶)、绿色(防辐射衬层)。

苏系坦克首上装甲总的发展思路是:钢酚醛玻璃纤维/陶瓷复合装甲→间隔装甲→ERA橡胶复合间隔装甲。

T-64系列坦克首上装甲结构图,装甲法向厚度称之为物理厚度,水平截面的厚度称之为水平等效厚度,下文中将简写为LOS,早期T-64首上装甲为80/105/20mm(钢/酚醛玻璃纤维/钢),LOS为547mm,后期T-64B首上装甲为100/105/20mm,LOS为600mm。1982年苏联惊讶的发现以色列的M111尾翼稳定脱壳穿甲弹可以击穿T-72的首上装甲,于是1983年紧急执行了ОКР “Отражаемость”(反射率)升级项目,除T-72A首上加焊了16mm的钢板外,T-64A、T-64B首上都加焊了30mm附加钢板,LOS增加至627mm、680mm。T-64BV改变了首上装甲布局,5片夹心式,60/35/29/35/30mm,LOS降至504mm,但别忘了装甲外部还有ERA(Explosive Reactive Armor 爆炸反应装甲)。

值得一提的是T-64时代苏联就已经实现自动化生产,T-64生产线大量自动化设备,比如首上装甲由机械臂自动安装到位,可以清晰的看出80/105/20的结构。

T-80与T-64A首上装甲一样,从T-80B开始换用了新的装甲布局,60/50/50/45mm,减少装甲面板厚度的同时增加了装甲背板的厚度,LOS为547mm。T-80B也在“反射率”项目中被升级,首上加焊了30mm附加钢板,LOS升至627mm。T-80BV首上装甲改为5片夹心,50/35/50/35/50mm,LOS为587mm,其外还有ERA,值得注意的是右T-80B升级来的T-80BV首上仍然是老装甲加装ERA。T-80U早期首上装甲同T-80BV(不含ERA)。

T-80U首上装甲经过了多次更改,首先是增加了空气间隙,布局调整为51/35/31/20(空气)/35/50mm,ERA改为嵌入式,外表还有25mm装甲钢,LOS为854mm(含ERA),后期的T-80U将此前一直使用的酚醛玻璃纤维夹层改为陶瓷夹层,装甲面板厚度增加4mm,空气间隙减少15mm,LOS为824mm(含ERA),略有减小。

早期的T-72与T-64A首上装甲相同,80/105/20mm,LOS为547mm,T-72A调整了装甲面板和装甲背板的厚度,改为60/105/50,LOS为573mm,物理厚度比T-64A多了10mm,这也是“反射率”项目中T-64A、T-64B、T-80、T-80B首上都加焊了30mm附加钢板,唯独T-72A首上只加焊了16mm的钢板,加焊钢板后的T-72A首上装甲LOS为616mm。

后期的T-72A采用全新设计的间隙式首上装甲,60mm装甲面板与50mm装甲背板之间有三个15mm厚的装甲隔板,还有四个15mm的空气间隙,LOS为574mm。由T-72A升级的T-72AV首上装甲与T-72A相同,表面加装ERA。T-72B首上装甲改为8/60/10/10/10/10/10/20/10/20/10/50mm,共五个10mm空气间隔,LOS为608mm(不含ERA)。T-72BA和T-90采用了全新的装甲,25/37/50/5/3/19/3/5/60/10/60mm,非常复杂,两个5mm的橡胶层,一个10mm的防辐射衬层,19mm的空气间隙,嵌入式ERA,LOS高达739mm(含ERA)。

说了那么多首上装甲,让我们来看看战争中因为殉爆漏出的首上装甲,看装甲识型号。乌克兰顿巴斯地区的坦克残骸,猜猜是什么坦克?

这个又是什么坦克?

还有这个?

再来说说苏系坦克的炮塔,从T-64开始,苏系坦克都采用外形低矮的偏心圆形炮塔,外形低矮是为了降低被命中的概率,但是更有意思的是炮塔装甲的分布,下图为偏心圆形炮塔装甲分布图,之后长达三十年的时间里,苏联/俄罗斯一直使用这样的炮塔布局。

这样的炮塔展现了苏联设计师的两个重要思路,一个是可以有效隐藏炮塔两侧靠后处薄弱的装甲,设计师将两侧靠后的装甲向中心收拢,这样炮塔在水平面-30°至+30°的迎弹面均为正面主装甲,装甲薄弱的地方被有效的隐藏了起来,另外一个优点是在水平面-30°至+30°的迎弹面装甲厚度均匀,以减少弱点。下图为T-80和豹-2的正面-35°至+35°的迎弹面示意图。

T-64之前苏系坦克普遍使用半球形铸造炮塔,图为T-62炮塔装甲物理厚度分布图,不难看出炮塔前部极限厚度也仅为235mm。为了在增强炮塔防御能力的同时尽量控制住重量的上升,从T-64开始基本所有的苏系坦克炮塔都采用复合装甲,炮塔前部装甲内有空腔用于安装低密度复合材料,苏系坦克炮塔装甲的发展,主要是空腔内填入的复合材料的发展。

苏系炮塔最具代表性的复合材料发展历程,T-64B使用陶瓷球阵列充填材料,T-72B使用多层铝板与橡胶交叠而成的间隙夹层材料,T-80U使用带孔的“蜂窝”装甲板,T-90使用类似T-72B的间隙夹层材料,外加轧制装甲钢焊接炮塔。

70年代初,T-64B炮塔使用了陶瓷球装甲,图为陶瓷球装甲炮塔示意图,陶瓷球直径约70mm,陶瓷球之间充填玻璃纤维增强树脂,陶瓷球在炮塔中排成两层,通过两次铸造,第一次铸造预制成模块,第二次在炮塔铸造时将模块嵌铸在炮塔内。

类似的陶瓷球复合装甲至今仍然活跃在防弹材料中,图为陶瓷球轻型防弹板,可以抵御14.5mm高射机枪的射击。

14.5x114mm高射机枪弹对陶瓷球防弹板进行实弹测试。

从后效背板来看,所有射击均未击穿,也侧面证明了陶瓷球防弹板防弹性能还是很不错的,而且装甲质量密度低。

T-64BV炮塔LOS分布图。

T-64BV炮塔,由于陶瓷球是嵌铸在炮塔内,炮塔外表是光滑的,没有任何焊接的痕迹。

70年代末期,T-80B和T-72A使用了石英砂充填物,主要出于两方面考虑,一是研究表明石英砂复合装甲抗弹性能与陶瓷球装甲相比差距不大,且发展前景较好,二是石英砂不需要像陶瓷球那么强调阵列位置,制造工艺简单,仅需要在炮塔铸造时嵌铸在炮塔内即可,节约时间和成本。

T-80B炮塔,炮塔是一次性铸造成型的,从顶部看不到空腔顶板焊缝(炮塔顶盖是单独铸件并焊接的)。

T-72A炮塔也是同样的情况,一次铸造成型的炮塔。

T-80BV也是一样。

一次铸造成型的炮塔并不一定就是复合装甲,T-72及出口型T-72M就是不折不扣的铁疙瘩。

80年代出现的T-72B,采用了全新的间隙装甲,这种装甲由21/6/3mm(钢-橡胶-铝)夹板间隔22mm空气组成,与火炮轴线成54°-55°的角度。这种装甲在西方国家被称为NERA(Non-Energetic Reactive Armour),字面翻译是非含能反应装甲,国内一般称之为响应装甲,或者间隙复合装甲。

NERA其工作原理是当射流击穿面板的瞬间, 面板产生一定幅度的弯曲变形,这一动作通过橡胶板传递到内侧铝合金薄片,并推动薄片产生移动。由于膨胀层与射流来袭方向并不垂直,因此铝片有切割射流的趋势。不过在设计T-72B 炮塔装甲时, 军方要求该装甲不但可抵御射流,而且能切割穿杆。因此夹板设计的厚了一些、 空气间隙紧了一些。防穿跟防破这两个难题难以两全,T-72B 坦克炮塔对破甲弹的防护能力并不理想。

T-72B单侧间隙装甲模块,各夹板间焊接有支撑板。在每个空腔中,一组20个30mm的夹板,每个夹板之间焊接3个薄金属板,为相邻夹板提供 22mm空隙。两个空腔都有一个45mm的装甲板,位于装甲模块和腔体的内壁之间。两个腔体的NERA总重量 781公斤。

T-72B不再使用以前的一次性嵌铸,而是在炮塔铸造时为NERA预留了位置。

待NERA装入后加装顶板焊接密封,可以清楚的看到T-72B炮塔顶部空腔顶板的焊缝。

在NERA同时期应用的还有蜂窝装甲,T-80U使用的蜂窝装甲,使用带预制孔的铸造钢板,正面深孔,背面浅孔,孔内填充聚氨酯,一共两层,孔深略有区别,另夹两层高屈服力装甲钢背板,空隙由聚氨酯填实厚,炮塔空腔顶部加焊顶板。使用蜂窝装甲代替玻璃纤维可以将装甲尺寸减小15%,质量减小30%。与均质钢相比,可以在保持相似的尺寸的同时将重量降低至60%。

T-80U炮塔,顶部有空腔顶板焊接痕迹。

蜂窝装甲的目前仍在乌克兰T-84 Oplot-M坦克炮塔上使用,这是其为数不多的实物照片。

90年代的T-90A改用焊接炮塔,其炮塔前部仍有巨大的空腔用于安装NERA。

T-90A炮塔各部位LOS数值。

1995 年,俄罗斯陆军对现役最好的T-80U 与 T-90 主战坦克进行了一系列的抗打击试验。测试表明在没有ERA的情况下,T-90的NERA抗弹性能更优秀。

有很多人问如何检验坦克被击中时乘员是否能存活,除了后效靶板测试方法外,最真实的就是活体测试,只不过使用的是兔子车长、兔子炮长和兔子驾驶员。

以色列人于80年代初率先使用ERA后,苏联人于83年推出了Kontakt-1(接触-1)ERA,外层是3mm的钢板,中间安放了两个4C20反应块,单个厚度为15mm,结构为夹钝性炸药的薄钢板(抛板+背板),ERA整体尺寸为250X138X103mm,钝性炸药量约为350克。

Kontakt-1在安装时有方向性,原理是当射流穿透外壳和抛板后,引爆位于钢板中间的钝性炸药,在炸药爆炸波的推动下,利用爆炸抛出的金属板侧向作用空心装药射流和尾翼稳定脱壳穿甲弹从而实现对射流产生极大地扰动和干扰,急剧降低射流对装甲的侵彻力。

Kontakt-1一般安装于首上装甲,炮塔前半部及顶部,裙板两侧,根据车型安装方式略有不同。下图为T-64BV首上安装图,一排可以安装13块,首上装甲安装不规则的4排,中部和两侧的安装方式不一样,首下装甲安装一排,ERA与主装甲之间均需要预留空气间隙。

T-80BV首上ERA安装图,仍然是4排,每排最多安装13块,值得注意的是有2块是反向安装的,并且首下取消了ERA,改用一块挡板。裙板上的ERA由安装架固定,仅横向安装一条,ERA与主装甲之间均需要预留空气间隙。

炮塔的ERA安装方式,由于ERA需要一定的法线角,所以炮塔前部的ERA呈V字型安装,其他部位ERA安装方式与首上相同。值得一体的是T-64BV、T-72AV、T-80BV炮塔都采用了这样的安装方式,除了T-72BV。

T-72BV的炮塔前部的Kontakt-1没有采用V字型安装,主要原因是由于著名的“超级多莉帕顿”炮塔太大了,再安装V字型Kontakt-1会造成使用上的不便。

从T-80U开始,使用了全新的Kontakt-5 ERA,Kontakt-5最大的特点是针对 APFSDS 进行了优化设计,加大了单个ERA的尺寸,可以有效对抗尾翼稳定脱壳穿甲弹,同时壳体钢板增厚至15mm,很难被串联HEAT第一级战斗部引爆,可以有效对抗串联HEAT。炮塔前部仍然是V字型安装。继T-80U之后,T-90和T-72B3也采用了Kontakt-5。

Kontakt-5使用了新型4C23反应块,相对于Kontakt-1的4C20反应块,尺寸和装药量都得到了提升。

Kontakt-5炮塔前部V字型结构与安装方式。

Kontakt-5在首上采用嵌入式安装,反应块安装至预制位置后,表面覆盖25mm厚钢板。

T-80UD首上Kontakt-5安装图。

T-90S首上Kontakt-5安装图。

T-90首上Kontakt-5安装从底部的安装孔装入,双层布置,首上有六个工艺孔,方便安装。

裙板上也采用嵌入式安装,反应块安装至预制位置后,表面覆盖15mm厚钢板。但只有车体前半部的裙板安装ERA。

由于装甲工程是一个复杂的系统工程,至于其抗穿数据到底如何,由于没有权威资料,不敢妄加评论,本文仅从结构和原理上为大家讲解。

最后来介绍下坦克的价格,价格均为1999财年,单位是卢布,价格具有可对比性, 当年美元兑卢布汇率约为25。

T-64B ( 6 075 000 p)

T-64BV (6 250 000 p )

T-72A (5 400 000 p)

T-72B (5 780 000 p)

Т-80BV (7 720 000 p)

T-80U (9 020 000 p)

T-62M (1 740 000 p)

T-62A (1 750 000 p)

T-55M (1 690 000 p)

T-55AM (1 740 000 p)

T-55 (1 340 000 p)

T-54B (892 000 p)

BMP-3 (7 100 000 p)

BMP-2 (1 905 000 p)

BMP-1 (1 280 000 p)

BTR-80 ( 980 000 p)

感谢阅读。

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