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发布时间:2020-06-08 09:08:17

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作者:冯文远

出版社:辽海出版社

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现代坦克科技知识(上)

现代坦克科技知识(上)试读:

前言

坦克是现代陆上作战的主要武器,具有“陆战之王”的美称,通常装有一门火炮和多门自动武器,有的带有穿甲弹,具有强大的直射火力、高度越野机动性和极强的装甲防护能力和突击能力,主要执行与对方坦克或其他装甲车辆作战,也可以压制、消灭反坦克武器、摧毁工事、歼灭敌方有生力量。

战车则是用于陆上战斗的车辆,与坦克配合并支持坦克作战,还执行作战指挥、后勤支援、物资运输等军事任务,具有广泛军事用途。战车与坦克一样同属于装甲车辆大家族,随着科学技术的发展,步兵战车的作战性能越来越先进。揭开

现代坦克

与战车的神秘面纱,让你感到极强的震撼性。

不论什么武器,都是用于攻击的工具,具有威慑和防御的作用,自古具有巨大的神秘性,是广大军事爱好者的最爱。特别是武器的科学技术十分具有超前性,往往引领着科学技术不断向前飞速发展。

因此,要普及广大读者的科学知识,首先应从武器科技知识着手,这不仅能够培养他们的最新科技知识和深入的军事爱好,还能够增强他们的国防观念与和平意识,能储备一大批具有较高科学文化素质的国防后备力量,因此具有非常重要的作用。

随着科学技术的飞速发展和大批高新技术用于军事领域,虽然在一定程度上看,传统的战争方式已经过时了,但是,人民战争的观念不能丢。在新的形势下,人民战争仍然具有存在的意义,如信息战、网络战等一些没有硝烟的战争,人民群众中的技术群体会大有作为的,可以充分发挥聪明才智并投入到维护国家安全的行列中来。

坦克与战车是基础的武器种类,我们学习坦克与战车的科学知识,就可以学得武器的有关基础知识。这样不仅可以增强我们的基础军事素质,也可以增强我们基本的军事科学知识。

军事科学是一门范围广博、内容丰富的综合性科学,它涉及自然科学、社会科学和技术科学等众多学科,而军事科学则围绕高科技战争进行,学习现代军事高技术知识,使我们能够了解现代科技前沿,了解武器发展的形势,开阔视野,增长知识,并培养我们的忧患意识与爱国意识,使我们不断学习科学文化知识,用以建设我们强大的国家,用以作为我们强大的精神力量。

为此,我们特地编写了这套“最具震撼性的装甲战车科技”丛书,包括《坦克基础科技知识》、《现代坦克科技知识》、《主战坦克科技知识》、《特种坦克科技知识》、《各国坦克科技知识》、《现代军车科技知识》、《步兵战车科技知识》、《扫雷战车科技知识》、《装甲车辆科技知识》、《特种车辆科技知识》共10册,每册全面介绍了相应坦克与战车种类的研制、发展、型号、性能、用途等情况,因此具有很强的系统性、知识性、科普性和前沿性,不仅是广大读者学习现代坦克与战车科学知识的最佳读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。现代坦克

如果你们第一次见到坦克,它的模样,它的气势,一定会使你惊叹不已。

坦克有一个可以向四周旋转的炮塔,从炮塔里面伸出一根长长的炮管。炮塔上还架着指向蓝天的高射机枪。

不论是急速奔驰,还是原地不动地停着,它都能随时向不同的方向射击,其火力之强,威力之大,在地面武器中很难找到对手。

现在的坦克,钢壳更厚了。有些坦克炮塔前面的装甲厚达250毫米以上。

有些坦克还采用象夹心饼干似的多层复合装甲。这种装甲的里、外层是钢或其他金属,中间是陶瓷一类的非金属材料,使它抗穿透能力提高了好几倍。

此外,使坦克的身材变矮些,也是一种提高防护能力的有效办法。所以世界各国制造的坦克,个头一代比一代矮。现在世界上最矮的坦克是瑞典的S型坦克,身高只有1.9米。

在加强火力方面,现代坦克炮的口径越来越大,从85毫米到125毫米,有的甚至达到152毫米。这样,它的火力就越来越猛,威力也相应增大了。

这些大口径的坦克炮,能够发射各种高效能的穿甲弹和破甲弹,有的还能发射反坦克导弹,所以坦克炮是用来打敌方坦克最有效的武器之一。

随着科学技术的迅速发展,一些新型的坦克上都装备了现代化的人控系统,包括电子弹道计算机,激光测距机、红外夜视仪、自动装弹机等等。

能使坦克无论在云雾天或黑夜里,或行驶在陡坡沟壕中,都能很快地捕捉目标进行射击,在几秒至十几秒钟的时间内将目标摧毁。火力和准确性都大为提高。

现代坦克每小时能跑四五十公里,有时甚至达八九十公里。即使在土质松软的沙地上,它也能像走平地一样驰骋自如,每小时跑三四十公里。

现代坦克的机动灵活性好,还表现在加速性能方面。即它从静止起动到加速为32公里/小时,只需要六七秒钟,这是相当灵巧和快速的。

这样,当导弹或炮弹向它袭来时,它或是作蛇形运动,或是突然加速前进,从而使导弹或炮弹扑空,避免挨打。

当然,坦克自身也有弱点,其一是顶盖和车底的装甲薄,容易被击穿。

其二是坦克的内脏虚弱,这也是一个容易被击中的部位。坦克的肚里甲装了不少炮弹、燃料和其他易燃、易爆的物品,坦克的尾部还装有发动机。一旦中弹,就会引起燃烧和爆炸。

其三是铁脚板——履带比较脆弱。如果履带被炸断了,坦克就会瘫痪在地,寸步难行,干等着挨打。

坦克虽然有这些不足之处,但和它的特长比起来毕竟是次要的。

从坦克在现代地面战争中所取得的战绩和它发挥的突出作用来看,它无愧于“活动的钢铁碉堡”的称号。

现代坦克的三大指标

坦克的设计一直以来就是在找寻:体重(防护能力)、火力、机动性三大指标的平衡点。

德国的虎式、鼠式坦克都是过分强调体重(防护能力)、火力而牺牲机动性的坦克种类。坦克行驶速度慢、行驶距离短,无法满足装甲部队的长途快速奔袭、包抄的战术要求。更多的只能充当半固定式炮台使用。这是二战时期的所有重型坦克的通病,包括苏联的斯大林式坦克。

苏联的T34,是体重(防护能力)、火力、机动性三大指标的完美结合。豹式是受了它的启发,并借鉴了它的特点研发的,性能十分出众。

二战结束之后,各国纷纷放弃以往的重型坦克,转由中型坦克发展出本国的体重(防护能力)、火力、机动性三大指标均衡的主战坦克。

现代坦克的主要武器

坦克炮的构成与改进

坦克炮是现代坦克的主要武器。坦克主要在近距离作战,坦克炮在1500至2500米距离上的射效高,使用可靠,用来歼灭和压制敌人的坦克装甲车,消灭敌人的有生力量和摧毁敌人的火器与防御工事。

坦克炮是由小口径地面炮演变而来的。现代坦克炮是一种高初速长身管的加农炮。

它的主要诸元有口径、穿甲弹的初速、全装药杀伤爆破榴弹和减装药杀伤爆破榴弹的初速、破甲弹的初速、发射速度、高低射界、方向射界、炮弹重量和弹药基数等。

坦克炮一般是由炮身、炮闩、摇架、反后坐装置、高低机、方向机、发射装置、防危板和平衡机组成的。

炮身在火药气体的作用下,赋予弹丸初速和方向。炮口或靠近炮口部位,即加粗部分的抽气装置是坦克炮所特有的。

当弹丸飞离炮口时,膛内压力迅速下降,抽气装置利用火药气体本身的引射作用把自身原有的火药气体从喷嘴排出,使喷嘴后的膛内形成低压区,从而可将炮膛内残存的火药气体排到膛外,以免废气进入战斗室,影响乘员战斗力。

坦克炮的身管管壁受太阳辐射、雨淋、风吹会产生温度梯度,致使身管弯曲,弹着点偏移。根据试验,某坦克105毫米火炮受阳光暴晒、身管的上下温度差达3.6℃时,炮口偏移两密位。

为此,现代主战坦克炮一般都装有隔热套。有的隔热套是用两层玻璃纤维增强塑料,中间填以泡沫塑料制成的。

有的隔热套是用绝缘材料或导热金属铝制成的单层同心套,以身管和同心套间的空气作为隔热层。

也有的用金属与绝缘材料相间排列套在身管外面。其中,以后者为好。隔热套能使火炮发射时产生的热量在身管四周均匀分布,减少身管变形,从而提高火炮的命中率。

火炮身管借助螺纹联结器与炮尾相连,以便于拆卸。

炮闩用来闭锁炮膛、击发炮弹、抽出药筒,开闩和关闩可自动进行。摇架用其两个耳轴把火炮装在火炮支架上。

炮尾上装有由驻退机和复进机组成的反后坐装置,用以消耗火炮后坐动能,使后坐部分回到原位,

并在任何仰角上都能使火炮处于最前方位置,保证火炮正常工作。

发射装置用来使击发装置击发。防危板用于击发时保护乘员安全。位于火炮右侧的平衡机用来平衡火炮摇动部份的重量,使火炮操纵轻便,仰俯平衡。

坦克炮的威力

现代坦克炮的威力是很大的,它能远距离穿甲。前苏联T-72坦克125毫米火炮发射初速1650米/秒的长式动能弹时,在两公里距离上可击穿140毫米/60°的靶板,也就是穿透将近一尺厚的钢板。

前西德豹Ⅱ坦克120毫米火炮发射初速度为1650米秒的长杆式动能弹时,在2.2公里距离上可击穿厚度为350毫米的垂直装甲,即可击穿现今各种坦克。为什么坦克炮会有如此强大的威力呢?

坦克炮的口径大。由于坦克的装甲车体坚固,稳定性好,所以可装载大口径的火炮。在相同条件下,火炮的口径大,炮弹粗,药筒装的发射药多,初速大,因而威力就大,也就是说火力强。

那么,是不是口径越大越好呢?不是的。因为火炮口径太大,则在其它条件相同情况下,整个火炮、炮塔座圈、炮塔都要加大,因而会使坦克加宽加重,不便于机动和铁路运输。并且,大口径的炮弹很重很长,不容易实现自动装填,人工装弹又特别费劲,坦克运动中装弹几乎成为不可能,炮弹发射后空金属药筒不易处理,因而直接影响发射速度。此外,口径大往往会导致弹药基数的减少。所以,现代坦克炮的口径一般为85至125毫米。主战坦克的火炮口径为120至125毫米,已被认为达到了极限。

美国高机动、灵活性试验车上采用了75毫米的自动机关炮,这是减小口径的趋向。采用电渣精练钢、利用自紧工艺提高身管强度,以加大膛压。初速可达2000米/秒以上,口径可能减小,但穿甲效能不降低,射速可通过装填自动化提高。

另外,电磁炮在美国正处于实验室阶段,一旦可行,初速可提高到6000米/秒。

坦克炮的身管长。现代坦克炮的炮身长为一般口径的50倍以上。大于40倍口径的长身管火炮,叫加农炮。

长身管炮与短身管炮相比,射出的弹丸初速大,动能大,射角小,不超过45°,弹道低伸,即弹丸在空中飞行时的轨迹比较平直,便于直接瞄准,射击精度高,能远距离穿甲,适于平射打坦克装甲车等活动目标和突出地面的单个垂直目标。

滑膛炮的优势

火炮身管的内腔一般叫炮膛。身管内壁有膛线,或称来复线的火炮叫线膛炮;身管内壁没有膛线的火炮叫滑膛炮。现代主战坦克大多采用滑膛炮。

如前苏联T-72坦克、前西德豹Ⅱ坦克和美国后期的M-1坦克等。

大多采用滑膛炮的主要原因有四点:一是滑膛炮采用长径比较大的动能弹,因而穿甲能力强。

二是管壁较厚,且无膛线,不存在膛线烧蚀问题,膛内阻力小,使用寿命较长。特别是它的发射药装得多,膛内压力大,因而发射初速能大大超过1800米/秒,可以提高尾翼稳定脱壳穿甲弹的穿甲能力。滑膛炮发射破甲弹时,由于弹丸不靠膛线稳定,因而无离心力对聚能射流的有害影响,破甲能力可以提高。

三是炮弹无滑动弹带,减轻了弹重。

四是适于发射多种弹,如小型导弹、火箭增程弹等。但是滑膛炮只能发射尾翼稳定弹,而且射击距离远时,由于弹丸尾翼受外界因素的影响,射击精度较低。

坦克炮一般安装在可以旋转的炮塔内。炮塔的旋转是通过操纵台,或人手借助动力传动装置,或电动液压传动装置来实现的,可使坦克炮有360°的方向射界,即可进行圆周射击和迅速射击,因而火力机动性好。

坦克在原地、短时间和行进间,坦克炮都可以射击。坦克炮的威力与坦克的快速运动相结合,可使坦克具有“铁甲骑兵”之称。

现代坦克的火力技术

坦克的火力是指坦克全部武器的威力。这种威力表现为摧毁战场上各种目标的能力。由于坦克自诞生之日起,就主要用于陆上突击作战,因此,这在本质上就决定了坦克本身在具备良好的防护性及机动性外,必须具有强大的火力。在坦克发展的近百年历史中,虽然各个国家对其防护性与机动性哪一个更加突出各有取舍,但无一例外地都把坦克的火力摆在了首要的位置。

现代坦克的火力特点

在目标的性质上做到点面结合

点面结合,是指坦克在战场上需要满足打击具有多种目标的能力。其中的“点”是指对方的坦克、步兵战车及火力发射点等点状目标;“面”则指的是对方集群的步兵、炮兵阵地等面状目标。“空”主要是指坦克对低空飞机及直升机要具备一定的自卫能力。为解决这一需求:

首先,采取为坦克炮配备不同弹药来加以解决。一般来说,打击点状目标主要使用穿甲弹、破甲弹,打击面状目标主要使用榴弹,有的使用碎甲弹来兼用于对付点状及面状目标(如英军的“挑战者”坦克)。

其次,加装不同类型的火炮,如以色列军队的“梅卡瓦”系列坦克从“梅卡瓦2型”起,都加装一门60mm的迫击炮,以杀伤近处面状目标。

再次,现代坦克普遍安装一挺并列机枪,主要用于打击集群步兵等目标。四是在现代坦克上普遍安装一挺高射机枪,用以打击低空飞机和直升机,从而提高自卫能力。在使用的时机上做到昼夜结合

首先,随着夜视技术的快速发展及在军事领域中的广泛使用,各国军队越来越重视夜间作用能力,反映在坦克的研制上则体现在普遍安装红外、微光及热成像夜视器材。

尤其是热成像观瞄镜,不需要外来光源,仅靠探测物体发射的红外光来探测目标,不但不会暴露自己,而且还可保证在恶劣气象条件下和烟雾弥漫的环境中仍有良好的探测性能。使现代坦克不但能在夜间等复杂环境中快速地机动,而且更主要的是还可以较好地完成观察、瞄准和射击等战术动作,使其具备了全天候作战的能力。

其次,通过先进的火控系统,现代坦克不但可以在静止或短停的情况下进行准确的射击,还可以在快速运动中准确地向静止和运动的目标射击,使其真正成为了一种攻防兼备的陆战武器。在打击的效果上做到远快准狠结合“远”,是指现代坦克的打击范围较以往有很大的提高。其最直接的参数是坦克炮的直射距离(即指最大弹道高度等于目标高度时的射程),目前的三代坦克的这一距离已普遍从二战时的不足1000米增加到2000米以上,其有效射程基本也已达到了3000米以上。“快”,是指现代坦克乘员完成一个射击循环(包括观察、搜索、测距、瞄准、装弹、射击等)所需要的时间越来越短。这意味着在战场上有更多的机会先敌开火,并以更快的射速最大限度地发挥每一辆坦克的战斗效能。所有这些,一方面得益于现代坦克先进的观瞄装置,另一方面也得益于火控系统和自动装弹机的发展。坦克从二战后发展到目前,其射击反应时间已经从15秒/发提高到4~7秒/发。“准”,是指现代坦克射击的精确度较以往有了很大的提高。从二十世纪七十年代起,随着电子技术的发展,使得独立稳定车长/炮长瞄准镜成为现实,出现了指挥仪式火控系统。这种火控系统采用了激光测距仪、数字式火控计算机、火炮双向稳定器、多种弹道修整传感器以及昼/夜瞄准装置,大大提高了坦克射击的命中率。“狠”,是指现代坦克弹药的杀伤威力大,效能高。坦克火炮的威力是通过与装甲防护之间的斗争而相互促进、共同发展的。坦克的杀伤威力主要是以其穿甲厚度来衡量的,而这一威力的来源最主要取决于两个方面:

首先,火炮的口径。二战前,坦克火炮的口径基本上都小于60毫米,二战中,坦克火炮一直升到了90毫米,经过战后的不断发展,现代的第三代坦克的火炮标准口径一个是以美、德、法、英、日等国家为代表的120毫米,另一个是以俄罗斯、中国等国家为代表的125毫米。火炮口径的增大,直接增加了炮弹的初速和炮口的能量。如第三代坦克炮弹的初速达到了1500~1800米/秒,而炮口的能量可达9~11兆焦尔。

其次,弹药的改进。目前坦克炮发射的破甲弹,其破甲厚度达到800mm左右。作为坦克主要弹种的穿甲弹通过不断改进穿甲弹芯的材料和不断提高穿甲弹芯的长径比(从最初的12:1到20:1甚至30:1),其穿甲威力也达到了在2000米以上的距离可穿透200~600毫米均质钢装甲。

坦克炮选用

坦克炮是现代坦克火力的象征,具有初速大、弹道低伸、结构紧凑、后坐距离短、操作简便、命中率高等优点,主要用来歼灭和压制2500米距离内敌人的坦克、步战车等装甲车辆,消灭敌人的有生力量和摧毁敌人的火器与防御工事等。坦克炮根据身管内壁有无膛线(又称来复线)来划分,可分为线膛炮和滑膛炮两种。滑膛炮

坦克炮身管内壁没有膛线的火炮叫滑膛炮。现代第三代主战坦克大多采用滑膛炮,如:苏联T-72坦克、T-80、T-90,德国的“豹2”系列坦克和美国的M1A1、M1A2坦克、法国的“勒克莱尔”坦克、日本的90式坦克等。

与线膛炮相比滑膛炮具有以下优点:一是可广泛使用长径比大的尾翼稳定脱壳穿甲弹,由于其膛内阻力小,因此可获得较高的初速,进而提高穿甲能力。在使用破甲弹射击时,由于弹丸不靠膛线稳定,因此消除了离心力对聚能射流的有害影响,破甲能力也可以相应地提高。二是由于滑膛炮内无膛线,加工工艺相对简单,并且在射击时不存在膛线烧蚀问题,其使用寿命较长,经济性也较好。三是滑膛炮弹无滑动弹带,减轻了弹重。四是适于炮射导弹、火箭增程弹等多种弹药。

但是,滑膛炮也存在着其自身难以克服的不足,主要是它只能发射尾翼稳定弹药,由于这种弹药靠尾翼稳定弹道,受外界因素的影响较大,因此在射击距离较远时,其精度较低。线膛炮

坦克炮身管内壁有膛线(或称来复线)的炮叫线膛炮。第一代及第二代主战坦克基本上都是选用的线膛炮,但在第三代坦克中,选用线膛炮的坦克较少,主要是英国“挑战者”系列坦克、印度“阿琼”坦克等。线膛炮虽然存在寿命短、初速相对低等不足,但它却更加适合使用多用途的碎甲弹。当然,线膛炮也可发射穿甲弹及破甲弹,只不过其弹药本身需要具有滑动弹带而已。

坦克炮弹的配备

现代主战坦克主要配备有穿甲弹、破甲弹、碎甲弹和榴弹等弹药,不同的弹药适用于攻击不同的目标。穿甲弹

穿甲弹又称动能弹,主要用于攻击对方的装甲目标,其穿甲效能主要取决于弹丸本身的质量、硬度、密度和速度。其弹芯材料从最初的高碳钢合金发展到钨合金乃至贫铀合金,其初速由最初的仅800多米/秒到提高目前的超过1800米/秒,其穿甲厚度由最初的几十毫米发展到目前的200~600毫米,已成为被世界公认为对付

复合装甲

的最有效的炮弹。破甲弹

破甲弹是利用“聚能效应”原理制成的弹药,主要由弹体、空心装药、金属药形罩和起爆装置组成,大多采用电发引信。

破甲弹的优点:一是其破甲威力与弹丸的速度及飞行的距离无关;二是在遇到具有很大倾斜角的装甲时也能有效地破甲。

其缺点:一是穿透装甲的孔径较小,对坦克的毁伤不如穿甲弹厉害;二是对复合装甲、反作用装甲、屏蔽装甲等特殊装甲,其威力将会受到较大影响。因此,在现代坦克炮的弹药中,破甲弹的配备率已经下降,如T-72坦克弹药基数为39发,但只配备5发破甲弹。碎甲弹

碎甲弹是在20世纪60年代初期由英国研制成功的一种反坦克弹种。其结构特征为:较薄的弹体内包裹着较多的塑性炸药,短延期引信位于弹体的尾部,只能用线膛炮发射。

碎甲弹的优点:一是其构造简单,造价低廉,爆炸威力大,一般可对1.3~1.5倍口径的均质装甲起到良好的破碎作用;二是碎甲效能与弹速及弹着角关系不大,甚至当装甲倾角较大时,更有利于塑性炸药的堆积;三是碎甲弹装药量较多,爆破威力较大,可以替代榴弹以对付各种工事和集群人员,因此,配备碎甲弹的坦克一般不用再配备榴弹。

碎甲弹的缺点:一是对付屏蔽装甲、复合装甲的能力有限;二是碎甲弹的直射距离较其它弹种近,通常为800米左右。榴弹

榴弹是利用弹丸爆炸后产生的碎片和冲击波来进行毁伤目标的弹种。坦克上通常装备的是杀伤爆破榴弹。它既有爆破作用,又有杀伤作用,用来摧毁野战阵地工事、杀伤敌方兵员和对付簿装甲目标。由于坦克滑膛炮不能发射靠旋转稳定的榴弹,所以配用长体式尾翼稳定破甲、杀伤两用弹。炮射导弹

所谓炮射导弹,就是在弹头装有末端制导系统,用普通火炮发射后,能自动捕获目标并准确命中目标的一种炮弹。它常被人们称为长“眼睛”的炮弹。

坦克上配备炮射导弹的思路主要是想在现有坦克火炮的基础上增加坦克火力的射程,但目前缺乏实战中使用的实例。美国曾在70年代装备过配用“橡树棍”反坦克导弹的M60A2主战坦克和M551轻型坦克。法国也曾研制过炮射导弹。但是,后来都放弃了这一做法。

前苏联60年代开始研制炮射导弹,迄今有AT-8、AT-10和AT-11三种坦克炮射导弹装备部队,是唯一大量使用炮射导弹的国家。另外,以色列在“梅卡瓦4型”坦克上也配备了LAHAT激光制导炮射导弹,用于打击3000米外的装甲目标。

现代坦克的火控系统

坦克的火控系统是指安装在坦克内,能迅速地完成观察、搜索、瞄准、跟踪、测距、计算射击诸元、解算弹道修正量以及赋予坦克武器射向并完成射击等功能的一套装置。

早在第二次世界大战末期,国外坦克的火控系统一般只配备一具与火炮相连的光学瞄准镜和一个用来高速转动火炮射向的炮塔电动机。

战后,坦克的火控系统也随着科学技术的不断进步而不断发展,自20世纪70年代以后,各国坦克的火控系统基本上可以分为两大类:一类是为改装当时装备的老式坦克而设计的,而另一类则是为新式坦克而设计的。前者基本上是本着经济性、兼用性和简易性原则而进行的,而后者,则主要以其先进性为主。总体而言,现代坦克的火控系统主要分为扰动式、非扰动式、指挥仪式及大闭环控制式四种。扰动式火控系统

在坦克使用扰动式火控系统时,炮手每完成一次射击动作,要先对目标进行两次瞄准,第一次瞄准是为了完成测距及装定表尺,再次瞄准则可赋予火炮最终的射向。由于通常称瞄准标记由“偏移”到“重新瞄准”的过程为“扰动”,因此,这种火控系统被称为扰动式火控系统。非扰动式火控系统

这种火控系统工作时,在赋予火炮正确的方向的同时,瞄准镜的传动装置会控制瞄准镜中的瞄准标记自动朝相反方向以相同速度移动同样的角度,所以瞄准线与目标之间相对运动等于零,从而使瞄准标记始终对准目标。这种瞄准控制方式炮手看不出扰动的过程,因此被称为非扰动式火控系统。指挥仪式火控系统

指挥仪式火控系统又称为稳像式火控系统,它的出现是坦克火控系统的重要发展。与前两者相比,其主要优点是炮手在坦克行进间通过瞄准镜观察战场时,他所看见的目标和背景几乎是静止的,同时,炮手在射击时也只需要进行一次瞄准。因此,它基本解决了坦克在行进间的射击问题,进而大大提高了坦克的火力反应时间和射击精度。大闭环控制火控系统

大闭环控制火控系统的先进之处在于它是一种能对射击效果实施自动校正的系统。它可以在前一发弹未命中的情况下进行实时测量,并把偏差的距离和角度自动传输给火控计算机进行后一发弹的修正量计算并重新赋予火炮射向,从而大大提高了坦克的第二次射击的命中率,这在用于对运动目标射击时,效果尤为明显。

现代坦克的隐身能力

如今,对付坦克的方法越来越多。因此,专家们除了加强坦克本身的防御外,还从“隐形”入手,使其战场生存能力得到提高。

首先,改进坦克的结构布局和大量使用复合材料,使雷达“测不到”。雷达探测目标主要是通过目标反射具有相关特征的雷达波实现的。科学家们在设计新型坦克时,尽可能使其布局合理,减少雷达波的有效反射面积,如美国的M1A2坦克和我国的99式坦克等,就是通过采用扁平低矮的车身来减少正面被探测的有效面积。另外,科学家们设想在坦克表面涂覆隐形涂料,可以有效减少雷达反射面积。

其次,降低坦克红外辐射,使热成像仪“探不到”。现代坦克的发动机功率达一千多千瓦,运转时所散发的热量,和一个火炉差不多。另外,坦克射击时炮管散热、履带行走时摩擦发热等都使坦克与周围环境产生较大的“温度差”,从而被热成像仪探测到。因此,科学家们采取使用隔热发动机,在燃油中加入添加剂,改进冷却系统和通风系统等方法,来减少坦克与周围环境的温差。如美国在研的“未来作战系统”,就计划综合采用以上措施。

第三,给坦克涂敷迷彩或挂伪装网,使微光夜视仪及其他光学器材“找不到”。微光夜视仪及其他光学器材搜寻目标主要是根据坦克与周围环境的色觉差别进行的,差别越小,越难发现。试验表明,坦克采用三色或四色迷彩后,用微光夜视仪及其他光学器材探测到的概率由75%下降到33%。如在科索沃战争中,南联盟人民军利用涂料、染料和其他材料改变坦克和背景的颜色图案,成功地保存了坦克装甲车辆。对此,北约的高级将领也不得不叹息“为摧毁隐藏在山林中的一辆坦克,至少需要出动6架飞机,而且还不一定成功”。

第四,降低坦克噪音,使声波传感器“听不到”。坦克噪声主要来源于发动机、悬挂系统和履带,易被声波传感器探测到。因此,专家们通过设计先进的发动机以及采用先进工艺生产以降低坦克本身产生的噪音。如美国的F-117A战机,由于采用了全新设计的F-404发动机,据说在跑道距离其上百米处,它所发出的声音不高于蜜蜂所发出的嗡嗡声。

第五,施放新型烟幕,实现多种条件下的综合“隐形”。施放烟幕是传统隐蔽坦克的一种行之有效的做法,现代条件下仍然适用,只是此烟幕非彼烟幕,技术上更先进。例如,美国已研制成功反红外遮蔽烟幕火箭,这种火箭经过发射到约120米的高空后发生爆炸,产生长300米高120米的红外烟墙,这种烟墙可有效遮蔽地面目标的可见光、雷达波和红外辐射。

现代坦克的防护手段

在现代战争中,单凭均质钢装防护已经不足以保持坦克的作战能力。为提高坦克的生命力,一方面是加强坦克的抗弹能力,即改善坦克的直接防护能力;另一方面是尽可能使坦克避免敌方炮火的攻击,即加强坦克的间接防护能力。

在直接防护方面,包括改善

钢装甲

的材质,采用复杂装甲;为对付破甲弹,采用屏蔽装甲;为防二次效应,将弹药、油料实行隔仓布置,并设自动灭火和防爆装置;为对付核武器、生动武器和化学武器袭击,坦克上几乎都装了三防系统等等。

在间接防护方面,包括降低车高,改善车形,利用遮障和烟幕进行隐蔽和伪装,构筑工事实行掩蔽,针对反坦克导弹的弱点进行规避运动,实施诸兵种协同作战,实行有效的扫雷和防雷,以及在坦克上安装主动防护装置等。钢装甲均质装甲的种类和材质

坦克车体和炮塔的钢装甲常用均质装甲。均质装甲是指钢的化学成份、金相组织和机械性能等在装甲截面上基本一致的装甲。

均质装甲按硬度不同,分为高硬度装甲、中硬度装甲和低硬度装甲。硬度是表征钢抵抗硬的物体压入表面的能力的。所以,硬度在很大程度上决定着装甲的抗弹九穿透能力。高硬度装甲主要用于抗枪弹的薄装甲;中、低硬度装甲主要用于抗炮弹的中、厚装甲。

均质装甲按其生产方法,可分为轧制装甲和铸造装甲。轧制装甲由于在轧制时,破坏了金属的一次晶粒和枝晶,得到具有高韧性的纤维结构,同时也减少了内部疏松,使金属的密度平均提高10~12%,从而提高了钢的机械强度,所以坦克车体多是用轧制装甲板焊接而成的。

铸造装甲是由装甲铸钢冶炼后直接浇注而成的,因而容易使不同部位获得合理的壁厚和理想的倾角。但是,由于铸造组织不够密实,如有柱状晶、偏析、缩孔、气孔等疵病,所以铸造装甲的性能一般略低于轧制装甲。因此,有些坦克(如M-1坦克)的炮塔,采用了轧制钢板的焊接结构,而有些坦克的炮塔、防盾、炮框等,则是铸钢件。

各国钢装甲的钢种不尽相同,这主要受本国矿产资源的限制。一般地说,厚装甲钢种有铬—镍—钼系列和铬—钼系列;薄装甲钢种有铬—猛—钼系列等。

为了提高装甲钢的性能,或者节约镍、铬等贵重与稀缺金属,可在钢中添加诸如硼、钛、钡、氮、铌、钴、稀土元素等微量合金元素。如前苏联T-62坦克的装甲钢中加入了稀土元素等微量合金元素,增加了锰含量,因而性能比T-55坦克装甲钢的有所提高。有些国家不惜付出高的代价,研制了屈服强度为126~148公斤/毫米的镍—铬—钼—钴系高合金装甲钢。

钢装甲既作为坦克的结构材料,又作为坦克的防护材料。它应具有足够的强度和刚性,以承受各种负荷,也应具有高的抗弹性能。

抗弹性能一般是指在一定射击参数下,装甲能抵御弹丸冲击而不破坏的能力。它包括顽强性(或可修复性)和寿命两方面。顽强性是指装甲受各种弹丸冲击后,装甲的破坏程度和可修复程度。装甲上弹坑周围的金属损伤越小,装甲的可修复性就越高。

当然,这对于保证坦克重返前线是十分有益的。寿命是指装甲经受多次打击而不破坏的能力。钢装甲的低温性能实质上是评定装甲钢强度和韧性的综合指标,对装甲防护能力具有十分重要的意义。

根据不同的用途,对钢装甲的硬度、强度、韧性和塑性的要求也不同。装甲的高硬度能使弹丸变形、破碎或反跳,减弱弹丸的穿甲能力。装甲的韧性特别是低温韧性,可使装甲在遭受大动能弹丸冲击时,不碎、不裂和不崩落。钢装甲的抗弹形式

反坦克武器配用的弹种主要是穿甲弹、破甲弹和碎甲弹。

长杆式穿甲弹是一种比较新颖的弹种。它靠尾翼稳定的钢(或其他高密度合金)制杆状弹体来穿甲。

穿甲过程:弹丸撞击装甲后,局部形成高压力区,弹体在穿甲过程中不断破碎,并使装甲表面成坑。破碎的弹体碎块反挤在弹体周围,将装甲孔挤大。随着侵彻(即弹丸进入靶内而未完全穿透靶的过程)的深入,在装甲背面形成鼓包,装甲抗力减小,约至装甲厚度的一半时,穿孔出现拐弯现象。此时如果弹丸的动能已经耗尽,那么穿甲即告结束;如果弹丸尚有一定动能,那么鼓包继续增大,装甲抗力越来越小,直至出现冲塞。穿透后,大量的弹丸残体、碎块和装甲碎片飞入坦克内部,起杀伤破坏作用。

实心装药破甲弹是利用锥形装药的聚能效应,使炸药前部的金属罩形成高温高压的金属射流来破坏装甲的。

破甲过程:破甲弹碰击装甲后起爆,在强大的爆轰压力作用下金属药形罩沿法线方向产生高速塑性流动,并在装药轴线处汇合,一部分形成射流,另一部分形成杵体,并以不同速度向前运动。射流头部碰到装甲时,以很高的压力(可达几百万个大气压)和温度,使装甲呈准液体状态。

装甲在高压、高速和高温作用下被破坏,并与射流一起向四周飞溅,逐渐被侵彻。随着侵彻的进行,射流的速度和冲击波的强度都不断减小,破孔的直径也减小,最后形成漏斗状的破孔。剩余的金属射流穿过破孔和装甲碎片一起对车内造成杀伤破坏作用。

碎甲弹是用炸药起爆后产生的强大冲击波的形式作用于装甲,在装甲内部产生应力波使背面崩落碎片,这些具有相当动能的碎片对车内乘员和设备起杀伤破坏作用。

碎甲过程:当弹头命中装甲时,弹壳头部变形或破碎,弹体内的塑性炸药就像泥巴一样堆附在装甲上。同时,弹底引信起爆炸药,产生冲击波。冲击波通过装甲并引起一种压力波,致使装甲金属变形。冲击波碰到装甲背面反射回来,并在装甲内引起一种扩张波。当压力波与扩张波迭加时,产生一种拉伸应力,因而使装甲背面裂出碟形碎片并飞离。如果压力波足够大,还可以在装甲的新断裂面上继续崩落碎片。钢装甲的抗弹形式主要是对上述三类弹种破坏作用的抵御形式。其抵御的有效程度就是抗弹性能。复合装甲

复合装甲在坦克上的应用。目前坦克的均质装甲厚度,一般不超过250毫米。但是,弹头直径为100毫米的空心装药反坦克导弹,可穿透厚达550毫米的钢装甲。如果为了提高坦克的防护性再加厚装甲,势必增加坦克的重量,影响坦克的机动性。而且,均质装甲厚度的增加,并不能使其抗穿甲弹,特别是抗核辐射的能力成比例地增加。

例如,20毫米的装甲板,能使透入车内的γ射线减弱30%,但是再每加厚20毫米,透射量只能平均减少20%、8%、7%……因此,人们为了加强对坦克的防护,研制了夹层和多层复合装甲。

现在坦克的正面防护用装甲已趋向装甲结构。复合的厚板用作坦克车体,薄板用作屏蔽和护板。坦克上采用的金属与非金属复合装甲,主要有下述两种:

一种是金属与非金属的夹层结构。其外层和里层都是用普通的钢装甲,外层厚为80毫米,里层厚为20毫米;中间层是由玻璃钢(或陶瓷、或金属陶瓷、或碳纤维)制成的,厚为104毫米。

另一种是钢、陶瓷、铝的夹层结构。铝合金作为陶瓷的支撑和粘结材料,铝背后是可变厚度的陶瓷,即力学性能较好、价格比较便宜,适于大量生产的氧化铝,用螺栓固定在背板即钢装甲上。用在坦克正面防护的垂直厚度在200毫米以上。英国的“乔巴姆”装甲类似于这种结构。

上述两种复合装甲的抗弹性能,都比均质装甲的高得多。例如,后一种用于正面防护的复合装甲的抗破甲弹水平,相当500毫米左右的均质装甲。

瑞典IKV-91轻坦克的侧面是用双层中空装甲,即所谓“间隙装甲”。在豹1A1坦克的铸造炮塔体的周围间隔一定距离,加挂了附有橡胶衬里的屏蔽装甲。

屏蔽可使破甲弹提前引爆,间隙可使射流拉长并分散,因而使侵彻力降低。在豹Ⅱ坦克的炮塔上,采用了夹层装甲,即在两层薄装甲间填充聚乙烯,并添加锂和硼,从而使坦克的防护,特别是防破甲弹和原子辐射的能力大大加强。在“伊朗狮”坦克、T-72坦克和M-1坦克的车体侧面都装了裙板。T-72坦克的裙板每块都装有弹簧装置,可向外张开,与车体成65°角,形如鱼鳃。

裙板有由单块高度钢板组成的,也有夹心的,即两层高硬度钢板间夹一层碳纤维或类似的材料,用来对付破甲弹,保护履带上支段和托带轮。有的坦克内壁还覆盖一层约为20~30毫米厚的渗铅泡沫塑料,用来阻止电磁脉冲和中子辐射。

复合装甲的抗弹性能。并不是任何一种多层装甲结构,都比相同面密度的均质钢装甲具有更好的防护效果。金属和非金属复合装甲的抗弹性取决于材质的选择、装甲结构的配置和利用大倾角,而且这三者是密切相关的。

材料是根据穿、破甲弹对靶板侵彻的机理和材料在动态下的性能来选择的,同时要顾及装甲重量、厚度和使用的重复性。面板宜用中硬度且具有良好径向延伸率的钢:中间夹层利用陶瓷和玻璃钢材料,以充分发挥其动态下的性能,满足弹性—塑性排列形式:背板应有一定韧性和适当的强度或是采用双硬度金属复合装甲(表面为高强度)。

装甲结构的配置,应采用薄面板一厚背板结构。这样,面板和非金属夹层可将杆式弹入射能量消耗或分散,使弹丸破坏和耗损,弹丸到达背板时,继续保持大角度运行,杆长细比下降,速度降低,侵彻转变为类似普通穿甲弹对厚板的低速侵彻。

对于破甲弹来说,由于通过面板开坑能量消耗,陶瓷破坏高速端射流质点,玻璃钢干扰后续射流的运行,当破甲射流抵达背板时已经大大耗损,冲击压力大为减小,从而可使背板强度效应得以充分发挥。

因此,复合装甲能抗多种弹,甚至能抗大口径的反坦克导弹。一般金属与非金属装甲比均质装甲抗弹性能高1~2倍,特别是它具有均质装甲所没有防破甲弹和碎甲弹的良好作用。例如:用氧化铝、铝合金、高强度钢制成的复合装甲抗100毫米空心装药的能力,是同重量均质钢装甲的3倍,从而可以减轻坦克的重量,提高坦克的机动性。

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