书城科普读物探究式科普丛书-移动的战斗堡垒:坦克
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第5章 坦克的武器装备及弹药(2)

与焊接炮塔相比,铸造炮塔具有生产工艺简单、整体结构完整的优点。而焊接炮塔在采用复合装甲的情况下,防护能力比铸造炮塔要高。所以,目前在俄罗斯T系列的铸造炮塔和美、欧采用的焊接炮塔这两种主要炮塔结构外,还出现了一种铸造和焊接混合结构的炮塔,即炮塔基本结构采用铸造的形式(称为基体或基础装甲),充分发挥整体铸造结构的优势,同时在主迎弹面上采用焊接结构的复合装甲模块(这种复合装甲模块与M1上的固定面板和模块化夹层组成的结构不同,是把面、背板和复合夹层组合成整体的装甲模块组件)。复合装甲模块可以更换,便于采用新研制的复合装甲,使装甲防护能力得到不断的提高,也便于更换损坏的装甲模块,尽快修复战伤坦克。这样,就可以使铸造和焊接结构互相取长补短,形成整体上优于单纯的铸造或者焊接炮塔的新结构形式。

4.无限轨道——坦克的履带

我们知道,坦克擅长在战场上纵横驰骋,跋山涉水。无论是在平原、山地,还是在丘陵、沙漠,都有坦克的身影。那么,坦克是怎样踏坎坷如平地的呢?

这与坦克装备的履带是分不开的。然而,人们最初研制的坦克,是沿用了农用拖拉机的履带。1915年,英国研制的“小游民”坦克,沿用了美国“布劳克”拖拉机的履带。1916年,法国研制的“施纳德”和“圣沙蒙”坦克,沿用了美国“霍尔特”拖拉机的履带。履带与坦克至今已携手走过了近90个年头,今天的履带,无论其结构形式还是材料、加工等都在不断地丰富。目前,履带已经发展成为久经战争考验的“无限轨道”。

事实上,坦克的履带是由主动轮驱动,围绕着主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的柔性链环及带板和履带销等部分组合而成。各履带板由履带销连接起来,从而构成履带链环。履带板的两端有孔,与主动轮啮合,中部有诱导齿,用来规正履带,并防止坦克转向或侧倾行驶时脱落,在与地面接触的一面,有加强防滑筋(简称花纹),用以提高履带板的坚固性和履带的抓地力。

调整器,可以用来调整履带的松紧度。它由支架、曲臂、轴套、蜗轮、蜗杆、螺杆、摩擦片和衬套等几部分组成。履带的松紧程度,对坦克行驶和履带寿命有较大影响。履带过紧或过松都不好。它的松紧程度根据使用环境而异。如在坚硬路面上行驶,应将履带张得紧些;在沙漠地区行驶,则应将履带张得松些。此外,随着履带销和销耳孔磨损的增加,履带也会变松。为了保持履带的适当张紧度,需要用履带调整器来调节履带的松紧。这是借助履带调整器,改变诱导轮相对于主动轮的距离,来改变履带的张紧度。履带调整器,使诱导轮向后摆动到某一位置,诱导轮就远离主动轮,于是履带被张紧;履带调整器使诱导轮向前摆动到某一位置,履带就变得松些。

负重轮的作用是承受坦克的重量和规正履带。负重轮由轮毂、轮盘、绞带、滚珠轴承、轮轴盖、固定螺母、回绕挡油盖等几个部分组合而成。负重轮数量多,可使每个轮子所承担的重量小,对地面的压力分布均匀,有利于提高坦克的通行性能。

履带的工作原理是这样的:发动机的动力传到主动轮上,然后主动轮在动力的作用下就会按顺时针方向拨动履带,于是接地履带和地面之间生产了相互作用力。根据力的作用与反作用原理,履带沿水平方向给地面一个作用力,而地面给履带一个反作用力。这个反作用力使坦克运动,称为坦克的牵引力。

由此可见,坦克的运动受制于以下两个条件:一是动力条件,二是地面条件。

其中,动力条件,就是指发动机提供给坦克通过地面所必需的力量;没有这个力量,主动轮就转不动。地面条件,则是指主动轮传给履带的力,必须由地面提供一个反作用力(也就是使坦克运动的牵引力)才能实现。当牵引力和行驶阻力相等时,坦克就作等速运动;当牵引力大于行驶阻力时,坦克就加速行驶;当牵引力小于行驶阻力时,坦克则减速行驶。

发动机不断地把动力传给主动轮,主动轮就不断地拨动履带卷绕运动。于是坦克在推进过程中,一方面,从诱导轮卷下去的履带被铺在地上,并压在前进滚动的负重轮下面;另一方面,则把最后一个负重轮滚过的履带,由主动轮卷上来。这样周而复始,坦克就为自己的前行铺设了轨道,而且是一条它跑到哪里就铺到哪里的“无限轨道”。坦克在前进或后退时,两条履带就不断地向前或朝后运动,就像坦克“自带的路”一样。在坦克行驶的轨道上,往往地形是崎岖不平的,会遇到陡坡、壕沟、垂壁、松软地等,而坦克就是凭着特殊的本领,走坎坷如履平地。

由于履带有较大的接地面积,有凹凸不平的花纹,因而履带与地面之间有良好的相互作用,不容易打滑。再加上坦克有较大的动力,坦克通常能爬上30度~32度的坡道。以色列“梅卡瓦”4主战坦克,可爬上35度的纵向坡道。

坦克的履带是个密闭的环,像个大轮子,车体有多长,轮子差不多就有多大。坦克的重心与前后最远的负重轮的接地点的水平距离就比较大,只要壕沟的宽度比这个距离小,坦克就可以跨过去。

当然,坦克的越壕能力也有一定的限度,当沟的宽度超过了最前和最后两个负重轮的水平距离的一半时,在车体重力作用下,坦克就会向沟里栽跟头。这样,履带铺过沟面,就像是给坦克搭了一座“桥”。

只要这座“桥”在两岸有稳定支撑,坦克就可安然通过壕沟。坦克通常能跨越2.7米~3.2米宽的壕沟。以色列“梅卡瓦”4主战坦克可以跨越3.55米宽的壕沟。

坦克履带推进装置有比较高的诱导轮,诱导轮中心距离地有一段距离,凡是高度不超过诱导轮中心距离地面这个尺寸的垂直崖壁,坦克都可以爬上去。当坦克头部压向垂壁时,诱导轮处的履带与垂壁便产生相互作用力。履带给垂壁一个向下的作用力,垂壁给履带一个向上的反作用力,这个反作用力就形成坦克的一个抬头力量,促使坦克向上爬越。在抬头力量作用下,坦克好像在履带铺出的升坡轨道上爬坡。坦克通常能克服0.7米~1.1米高的垂壁。

履带接地面积是很大的,这就降低了坦克的下陷量,而履带板上的特殊结构花纹,又使接地履带牢牢抓住地面,所以履带显着提高了坦克在松软地面上的通过性,不用担心像汽车一样被陷住轮胎。

第二节铁甲铮铮——坦克的装甲

坦克是个铁甲将军。随着科技和反坦克火力的增加,坦克的装甲也在不断的增强。从最初的几十毫米铁板,发展到现在相当于一千多毫米均质装甲的复合装甲,坦克的装甲走过了一条不寻常的发展历程。坦克的装甲,一般要占到坦克总重量的50%,甚至有些坦克要达到70%左右。

坦克的发展,经历了“轻型-重型-轻型”的阶段,坦克装甲的发展,成为坦克发展的重要部分。

1.不列颠“三明治”——乔巴姆装甲

1976年,英国宣布乔巴姆装甲研制成功,在当时轰动了世界。

那么,“乔巴姆”装甲为什么能引起这么大的轰动呢?这里需要提到着名的“甲弹之争”。

事情是这样的,自从1936年破甲弹问世以来,坦克装甲算是遇到了“克星”。一枚破甲弹对均质钢装甲的破甲能力,大约是它弹头直径的5~7倍。也就是说,一枚100毫米的破甲弹,可以穿透500毫米~700毫米厚的钢装甲;而一枚125毫米~130毫米口径的破甲弹或导弹,可穿透900毫米~1000毫米的钢装甲。如果坦克设计师把坦克四周的装甲都设计成一米厚,这坦克的战斗全重将达到150吨以上,坦克将成为真正的“铁乌龟”了,严重超出发动机的负荷,根本没法打仗。怎么办?

坦克设计师们只好加强重点部位的装甲厚,牺牲次要部位的装甲保护。“装甲落后于弹药”,成为20世纪70年代以前装甲弹药之争的主旋律。

然而,“乔巴姆”装甲的发明,却打破了这一现状。据英国军方人士称,“乔巴姆”装甲对付破甲弹的能力,是原来轧制均质钢装甲的3倍。也就是说,破甲深度只有原来的1/3。

装上“乔巴姆”装甲的主战坦克,破甲弹已经很难击穿它。这也是近年来坦克的主流弹种变为尾翼稳定脱壳穿甲弹的道理。

那么,“乔巴姆”装甲为什么有那么大的本事呢?原来,“乔巴姆”装甲是一种有多层结构的复合装甲,外层和内层是又硬又韧的优质合金钢装甲;中间一层是厚厚的、块状陶瓷装甲,起主要的防弹作用。然而,它的各层装甲到底有多厚,各层装甲的成分如何,装甲结构和加工工艺上有些什么诀窍……对此,英国军方近30年来一直守口如瓶,成为“机密中的机密”。人们对“乔巴姆”装甲的了解,还仅限于20多年前的苏联一本军事杂志上刊登的“乔巴姆”装甲示意图。

我们先从复合装甲的抗弹原理谈起。我们给出了一加一再加一大于三的不等式,意思是说,一层钢装甲加上一层陶瓷装甲再加上一层钢装甲的抗弹能力,远远大于三层等重量钢装甲的抗弹能力。

复合装甲的奥秘,既在于陶瓷装甲特殊的抗弹性,也在于陶瓷装甲和钢装甲的巧妙组合。复合装甲的高抗弹性,有两方面的原因。

一方面,用作装甲夹层的陶瓷材料,如氧化铝、氧化锆等,不仅硬度高、耐高温、抗热冲击性好,更重要的是它在高温冲击下的强度(科学上叫雨果纽强度)要比钢铁高出十多倍,可以有效抵御破甲弹金属射流的冲击。另一方面,陶瓷材料易于产生裂纹,但裂纹的传播速度只有每秒几百米,远远低于破甲弹金属射流每秒7000米以上的极高速度,裂纹的产生不会影响其强度。相反,由于内外两层钢板的约束,以及中间黏结剂的固化作用,使冲击形成的陶瓷粉末没有“逃出的通道”,和金属射流“对着干”,起到抵消金属射流的作用。

两方面综合作用的结果,使陶瓷材料成为对付破甲弹和导弹的高手。

不难看出,陶瓷装甲只有在钢装甲的“夹持”下,才能发挥作用。复合装甲的巧妙组合,使这种“钢铁三明治”成为对付破甲弹的高手。

不过,复合装甲对付动能弹也就是穿甲弹的能力则不尽理想,这一点也成为贫铀装甲产生的契机。

2.火爆脾气——反应式装甲

反应式装甲同样是大名鼎鼎,借助炸药爆炸的反冲力来抵御炮弹。现在投入使用的,主要是在坦克正常的护甲外再附加一层爆炸式的装甲。在1982年爆发的黎巴黎战争中,以色列军队将爆炸块装甲披挂在“梅卡瓦”主战坦克的车体上和炮塔周围,获得了出人意料的作战效果。在这次战争中,以色列的坦克由于有爆炸块装甲的保护,被对方击毁的坦克仅数十辆;而叙利亚和巴勒斯坦解放组织被击毁的坦克共达五百多辆,其中还有被看作“一代天骄”的俄罗斯制造的T-72坦克十多辆。此后,美国﹑英国﹑俄罗斯、法国等许多国家,都先后在自己的坦克上装置了这种爆炸装甲。

事实上,爆炸块装甲就是用薄钢板制成的普遍扁平盒子,里面装有炸药。在盒子的四角或两端钻有螺孔,以便将它固定在坦克上。

由于盒子里装的是钝感炸药,一般碰撞不易引起爆炸,甚至普通的机枪子弹或炮弹破片击中它也不会爆炸。但是,当它遇到破甲弹和反坦克导弹就会引起爆炸,将破甲弹或导弹战斗部产生的金属射流冲散搅乱,使其不能正常发挥作用,从而保护了坦克装甲不被击穿。