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從技術角度看20世紀坦克的發展
送交者: suk 2002年01月19日23:55:09 於 [軍事天地] 發送悄悄話

從火力、機動性和生存能力幾方面來看,坦克的綜合水平高於其它裝甲戰
斗車輛。然而坦克的優良性能是對其整體而言的,並不是說它的所有性能都優
於其它裝甲戰鬥車輛。
  坦克的防禦能力的確是裝甲戰鬥車輛中最強的,但它並非金剛不敗之軀,
而且其火力趕不上自行炮,機動能力比不上偵察車輛,於是,便出現了“坦克
時代結束了”、“××兵器優於坦克”等這些不協調的聲音。

  可是坦克在防禦能力、綜合火力、機動性方面的良好平衡,以及各要素都
具有較高的水平,這些特徵在目前眾多的陸戰兵器中並不多見。可以說,正是
因為坦克的這些特徵,再加上其技術上的不斷進步,才確保了坦克今天的地
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。

  構造和配置

  在坦克的構造和配置上,確立今天這種基本形態的是法國在第一次世界大
戰中開發的“雷諾”FT坦克。從車體的前方往後依次為駕駛艙、戰鬥艙和動力
艙,戰鬥艙的上方裝載迴轉式炮塔,在炮塔上裝備火炮,這種設計思想就是現
在也基本沒有變化。

  以菱形坦克為代表的那個時代的坦克,雖然適合打溝壕戰,但車體十分龐
大,非常有損於其實用性,而且機動能力也不夠。


  “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,特別是其迴轉式炮塔,在火力的發揮上遠遠優於菱
形坦克。雖然在當時這種結構並沒獲得太高的評價,但迴轉式炮塔同前面提到
的車面布置,為後來坦克的發展打下了良好的基礎。第一次世界大戰後的坦
克,基本上是在這種配置上發展起來的。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,它為坦克確立了基本形態,避免了坦克在研製過
程中走彎路,為坦克的順利發展開闢了道路。

  然而,隨着坦克火炮口徑的不斷加大,車體、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機的構想。由於敵方威脅主要來自車體
前方,所以前置發動機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。因此對這種布置形式的評價,依據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”坦克採用了發動機前置的布
置方式,很明顯,在車輛與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,在更為有效的防禦技術出現之前,發動機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,除了隨着時代的變遷,口徑不斷增大外,整個
20世紀一直沒有太大的改變。這並不是因為技術人員的懶惰,而是由於近代
火包的威力和精度都能滿足要求。同時由於新型彈藥的不斷推出,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。為了防止出現這種結
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於提高彈丸的初速,飛行穩定性
則通過尾翼來保證。因此,與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藥破甲彈時,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,西方也下決心採用,從此滑
膛炮成為坦克炮的主流。

  最早採用彈炮(導彈與炮彈)兩用火炮做主要武器的坦克是60年代後期
問世的美國M60A2坦克,但由於存在發射後的制導、操作困難、攜彈量不足
等問題,僅少量裝備。

  但最近,為了提高火炮遠距離射擊的命中精度,俄羅斯T-80U(M)等
坦克採用了能用主炮發射的炮射導彈,使坦克能彈炮並用。這樣,炮彈的不足
得到了彌補,但發射後的制導、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)瞄準和發射的系統,用以縮
短射擊反應時間,提高首發命中率。按瞄準控制方式分類,現代坦克火控系統
可分為擾動式、非擾動式和指揮儀式3類。火控系統從問世到現在,大體上可
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只配有簡單的光學瞄準
鏡。這種光學瞄準鏡用視距法測距,即如果目標的高度或寬度已知,那麼就可
通過它在瞄準鏡視場中所占的分劃數估算出或直接讀出目標的距離。這種火控
系統在900米內,原地對固定目標的首發命中率為50%。

  由於用視距法測距,當距離超過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準鏡的基礎上增配了體視式或
合像式測距機和以凸輪等為函數部件的機械式彈道計算機,性能比第一代有了
明顯提高,在1300米距離內射擊標準目標的首發命中率為50%。

  最早裝備體視式測距機的坦克是德國的“美洲豹”F型坦克,但該坦克沒
有投產。體視式測距機的實際應用是在美國的M47坦克上,該坦克原打算用於
朝鮮戰場,但到M47坦克出廠時,朝鮮戰爭已告結束。此後,西方各國開發的
主戰坦克也相繼採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準鏡、光學測距機和機
電模擬式彈道計算機組成,並開始配用了一些彈道修正傳感器。這種火控系統
在1400米的距離內原地對固定目標的首發命中率為50%。美國在M60A1坦克
上率先使用了這種火控系統。

  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;而且由於沒有一種比較理想的測距儀器,命中率比較低。隨
着激光技術的出現和發展,出現了激光測距機。1965年美國休斯飛機公司開
始與比利時航空設備製造有限公司共同帶激光測距機的第四代綜合坦克火控系
統。1969年,帶激光測距機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。此後英國“奇伏坦”坦克的火控系統也采
用了激光測距機。

  進入70年代後,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,其火控系統不僅採用了數字式彈道計算機、敵我識別系統、目
標自動瞄準和跟蹤系統,而且還採用了戰場戰鬥管理系統等。這樣,敵方的狀
況、射擊的數據、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
有一個劃時代的飛躍。這些火控系統已具備了第五代的特徵。

  為了提高坦克的夜間作戰能力,70年代以前的坦克通常採用主動紅外裝
置。這種裝置隱蔽性差,易被敵方發現,從而使自己成為攻擊的目標。70年
代以後的坦克普遍採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、在霧中也能發現並攻擊敵人,其
效果在1991年2月的海灣戰爭地面戰中得到了淋漓盡致的展現。在這場戰爭
中,裝有熱像儀的多國部隊坦克,使得沒有這種裝置的伊拉克坦克幾乎無法靠
近。自此之後,這些夜視裝置便成了坦克的必備品。

  防禦能力

  通常在表示坦克性能時都用火力、機動性和防禦能力這種順序來表達,但
防禦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,所以應將防禦敵炮
彈的能力作為首要任務來考慮。因此從過去到現在,為了抵禦敵人的炮彈(後
來是導彈),對裝甲的強化傾注了極大的努力。


  在提高防護能力方面,最初採用的是增加裝甲厚度的方法。但隨着火力,
即炮彈威力的增大,受重量和尺寸限制的車體、炮塔,僅靠增加裝甲的厚度已
無法滿足防禦的需要。為此先後出現了間隙裝甲、複合裝甲等不同模式的裝
甲。

  早在第二次世界大戰期間,德國的坦克就採用過間隙裝甲。複合裝甲是將
數種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。這種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製的“海豹”坦克上。此後在前
蘇聯坦克和其後的第三代坦克上,幾乎都在主要部位安裝了複合裝甲。

  80年代以後,前蘇聯、以色列等採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,由於反坦克武器的發展,對反坦克武器的防禦也變得極為重要。目
前,激光告警接收機等各種軟殺傷和硬殺傷的對抗和主動防禦系統得到了迅速
發展。

  動力裝置

  坦克的機動能力,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機動能力。然而,要提高坦克的機
動性,又是所有陸上交通工具中最難的。為什麼呢?因為沉重的裝甲和大口徑
火炮,使坦克成了重量體積比最大的車輛;另一方面坦克不得不採用沉重、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機,不
僅要求輸出功率儘可能高,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
採用汽化器式汽油機。汽油機雖然有較小的體積、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着火的致命缺點阻礙了它在坦克上的
應用。

  而柴油發動機燃料不易着火、效率高、燃料消耗少,對提高坦克的機動性
相當有利。因此,有必要用柴油發動機取代汽油機。

  最先開始這方面研究工作的是日本。由於日本幾乎沒有燃料自給能力,對
燃料消耗少的柴油發動機的開發相當熱心,並成功地應用在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機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
機或航空發動機改造而來的汽油機。也就是說,在戰時的忙亂之際,就連先進
的工業國家都沒有餘力去專為坦克開發新型柴油機。但是,柴油機作為坦克用
發動機的優點相當明顯,大戰結束後,各國都進行了開發。


  50年代末,新裝備坦克都採用了柴油機,實現了坦克發動機的柴油機
化。至80年代初M1坦克以前,柴油發動機是坦克裝備的唯一動力。

  為了進一步提高柴油發動機的輸出功率,渦輪增壓技術自50年代開始進
入坦克動力行列,60年代已較普遍,70年代的發動機除蘇聯的B-46採用機械
增壓外,幾乎全部採用了渦輪增壓技術。

  渦輪發動機的輸出功率大,而且結構緊湊,的確很有前途。但是其莫大的
燃料消耗成了後勤的極大負擔,因此儘管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,裝載柴油發動機的還是占絕大
多數。

  隨着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
動機已經達到了輸出功率的極限,必須尋找新的坦克動力源。

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



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