坦克技术简介

组成

坦克由坦克武器系统、坦克推进系统、坦克防护系统、坦克通信设备、坦克电气设备及其它特种设备和装置组成。

总体结构

现代坦克大多是传统车体与单个旋转塔的组合体。按主要部件的安装部位,通常划分为操纵、战斗、动力-传动和行动4个部分。

操纵部分(驾驶室)通常位于坦克前部,内有操纵机构、检测仪表、驾驶椅等;战斗部分(战斗室)位于坦克中部,一般包括炮塔、炮塔座圈及其下方的车内空间,内有坦克武器火控系统、通信设备、三防装置、灭火抑爆装置和乘员座椅,炮塔上装有高射机枪、抛射式烟幕装置等;动力传动部分(动力室)通常位于坦克后部,内有发动机及其辅助系统、传动装置及其控制机构、进排气百叶窗等;行动部分位于车体两侧翼板下方,有履带推进装置和悬挂装置等。

在总体布置上,大多数坦克是是驾驶室在前,战斗室居中,动力-传动室在车体后部且发动机纵置。有的坦克将发动机横置,有的坦克将动力-传动装置布置在车体前部。

坦克乘员多为4人,分别担负指挥、射击、装弹、驾驶等任务。有些坦克采用了坦克炮自动装弹机,这样就不需要装填手,通常为3名乘员。

武器系统

主武器多采用120毫米或125毫米口径的高压滑膛炮。炮弹基数一般为40~50发,主要弹种有尾翼稳定的长杆式脱壳穿甲弹和多用途弹。脱壳穿甲弹采用高密度的钨合金或贫铀合金弹芯,初速达1650~1800米/秒,在通常的射击距离内,可击穿500余毫米厚的均质钢装甲。多用途弹对钢质装甲的破甲深度可达600毫米左右,而且兼备杀伤爆破弹功能。各种炮弹多采用带钢底托的半可燃药筒。有的坦克炮有自动装弹机,有的坦克炮可发射反坦克导弹(也称炮射导弹)。

辅助武器多采用7.62毫米并列机枪、12.7毫米或7.62毫米高射机枪,有的装有榴弹发射器。

现代坦克普遍装备了以电子计算机为中心的火控系统,包括数字式火控计算机及各种传感器、炮长和车长瞄准镜、激光测距仪、微光夜视仪或热像仪、火炮双向稳定器和瞄准线稳定装置、车长和炮长控制装置等。火控计算机用微处理机作中心处理装置;测距仪多用掺钕钇铝石榴石或钕玻璃激光器、二氧化碳激光器;传感器可自动输入多种信息,供计算火炮瞄准角和方位提前角;炮长主瞄准镜多为可昼夜测距、瞄准的组合体装置,并配有瞄准线稳定装置,车长主瞄准镜一般为周视潜望式。

现代新型主战坦克,火炮俯仰范围-6°~+20°,火炮和炮塔为电液或全电式驱动,炮塔最大回转速度0.393~0.995弧度/秒,射击反应时间6~12秒,首发命中率65%~90%。

履带

履带履带用来缓解重型穿甲弹的破坏力,分散了穿甲弹的破坏力,而且可以自如行驶,但是如果履带脱落就难以安装.国外已研发了6轮无履带坦克。

推进系统

多采用废气涡轮增压、中冷、多种燃料发动机,有的采用了电子控制技术,M1和T-80坦克安装了燃气轮机。发动机功率多为883~1103千瓦,转速2300~2600转/分,单位体积功率达543~794千瓦/米,燃油消耗率231~271克/千瓦小时。

传动装置多采用电液操纵、静液转向的双功率流动液行星式,将动液变矩器、行星变速箱、静液或动静液转向机构、减速制动器等部件综合成一体,功率密度有的高达811千瓦/米。T-72、T-80坦克传动装置,采用了两个与侧传动器相组合的机械行星式变速箱。

坦克行动装置多采用带液压减震器的扭杆式悬挂装置,有托带轮的小直径负重轮式和销耳挂胶的橡胶金属履带式履带推进装置。90式和“挑战者”等坦克采用了液气式或液气-扭杆混合式悬挂装置。

坦克单位功率多为20千瓦/吨左右,最大速度55~72千米/时,越野速度30~55千米/时,最大行程300~650千米。

坦克通行能力:最大爬坡度约30°越壕宽2.7~3.15米,过垂直墙高0.9~1.2米,涉水深1~1.4米。多数坦克装有导航装置和随车携带有可拆卸的潜渡装置。

防护系统

车体和炮塔前部多采用金属与非金属复合装甲,车体两侧挂装屏蔽装甲,有的坦克在钢装甲表面挂装了反应装甲,有效地提高了抗弹能力,特别是防破甲弹穿透能力。坦克正面通常可防御垂直穿甲能力为500~600毫米的反坦克弹丸攻击。

为扑灭车内火灾和防止破甲弹穿透装甲后引起车内油气混合气爆炸,车内多装有自动灭火抑爆装置。为减轻核、化学、生物武器的杀伤破坏,车内安装有三防装置,有的在乘员室的装甲内表面附设有削减中子流贯穿的防护衬层。此外,还配有烟幕装置及其它伪装器材和光电对抗设备,并采取进一步降低车高,合理布置油料和弹药,设置隔舱等措施,使坦克的综合防护能力显著提高。

通信设备

一般装有一部短波或超短波调频电台和一套坦克车内通话器,车外有用于步坦联络的通话盒,指挥坦克通常装备两部电台。现代坦克电台多采用集成电路,带有保密机、抗干扰装置和微处理机控制器,最大通信距离可达25~35千米。

电气设备

电源采用低压直流供电体制,多装有一台功率为10~20千瓦的硅整流交流发电机和4~10块容量达300~600安培小时的蓄电池,T-72坦克采用了直流的起动-发电两用电机。坦克各控制系统引入了大量电气、电子部件,有的用电装置采用了自动程序控制,并开始形成一个信息传输、功率控制、数据处理和故障自检的多路传输的统一控制体系。

这些早期坦克,结构形式多样,有固定的顶置炮塔或侧置炮座,也有旋转式炮塔或无炮塔结构,装有37~75毫米口径的短身管、低初速火炮和数挺机枪,或仅装机枪。坦克转向,有的靠离合器和制动器系统,有的靠与两条履带分别联动的辅助变速箱或电动机,有的由两套发动机变速箱组分别驱动两条履带,靠变换两履带速比转向。坦克战斗全重7~28吨,单位功率2.6~4.8千瓦/吨,最大行程35~64千米,装甲厚度5~30毫米。

由于当时技术水平的限制和生产设备简陋,坦克性能较低,其火力主要用于歼灭有生力量,装甲只能防御枪弹和炮弹破片,没有无线电通信设备和光学观察瞄准仪器,行驶颠簸、速度缓慢,机械故障频繁,乘员工作条件恶劣。早期的坦克只能用于引导步兵完成战术突破,不能向纵深扩张战果。但坦克的问世,开始了陆军机械化的新时期,对军队作战行动产生了深远的影响。

发展

两次世界大战之间,是坦克战术与技术发展思想的探索和实验时期,各国研制装备了多种类型的坦克。轻型、超轻型坦克曾盛行一时,在结构上还出现了能用履带和车轮互换行驶的轮胎-履带式轻型坦克、水陆两用超轻型坦克和多炮塔的中型、重型坦克。这一时期的坦克主要有:英“马蒂尔达”步兵坦克和“十字军”巡洋坦克,法“雷诺”R-35轻型、“索玛”S-35中型坦克,苏Т-26轻型、Т-28中型坦克,德PzKpfwⅡ轻型、Ⅳ中型坦克等。

这些坦克与早期的坦克相比,战术技术性能有了明显提高。战斗全重9~28吨,单位功率5.1~13.2千瓦/吨,最大速度20~43千米/时,最大装甲厚度25~90毫米。火炮口径多为37~47毫米,炮弹初速610~850米/秒,发射穿甲弹能穿透40~50毫米厚的钢装甲;有的坦克为增强支援火力,安装了75或76毫米口径的短身管榴弹炮,直至发展将小口径加农炮、中口径榴弹炮和数挺机枪集于一车的多武器、多炮塔坦克;开始采用望远式和潜望式光学观察瞄准仪器、炮塔电力或液力驱动装置和坦克电台,出现了火炮高低向稳定器;推进系统多采用民用或航空用汽油机,固定轴式机械变速箱,转向离合器或简单差速器式转向机构和平衡式悬挂装置。反坦克炮出现后,一些国家为增强坦克的装甲防护,设计了倾斜布置的装甲,并按照各部位中弹的概率分配装甲厚度。

成熟

第二次世界大战期间,交战双方生产了约30万辆坦克和自行火炮。大战初期,法西斯德国首先集中使用大量坦克,实施闪击战。大战中、后期,在苏德战场上曾多次出现有数千辆坦克参加的大会战;在北非战场、诺曼底战役以及远东战役中,也有大量坦克参战。与坦克作战,已成为坦克的首要任务。

坦克与坦克、坦克与反坦克武器的激烈对抗,促进了中型、重型坦克技术的迅速发展,坦克的结构形式趋于成熟,火力、机动、防护三大性能全面提高。这一时期的坦克主要有:苏T-34中型(图4)、IS-2重型坦克,德PzKpfwⅤ“黑豹”式中型坦克、PzKpfwⅥ“虎”式重型坦克,美M4中型坦克,英 “邱吉尔”步兵坦克、“克伦威尔”巡洋坦克,日本97式中型坦克等。这些坦克普遍采用安装一门火炮的单个旋转炮塔。

中型、重型坦克的火炮口径分别为57~85和88~122毫米,炮弹初速781~935米/秒,主要弹种是尖头或钝头穿甲弹、榴弹,并出现了次口径穿甲弹和空心装药破甲弹,射距 500米的最大穿甲厚度约150毫米;装有与火炮并列的机枪,并多装有高射机枪和前机枪;普遍安装了昼用光学观察瞄准仪器和坦克电台、坦克车内通话器,有的坦克采用了火炮高低向稳定器;发动机多为257~515千瓦的汽油机,苏联采用了坦克专用高速柴油机;开始采用双功率流传动装置和扭杆式独立悬挂装置;为提高车体和炮塔的抗弹能力,改进了外形,增大了装甲倾角(装甲板与垂直面夹角),炮塔和车体分别采取装甲钢整体铸造和轧制装甲钢板焊接结构,车首上装甲厚度多为45~100毫米,有的达152毫米,炮塔的最厚部位达185毫米;车内有手提式灭火器,车外装有抛射式烟幕装置或烟幕筒。坦克战斗全重 27~55吨(德国后期的PzKpfwⅥ“虎”Ⅱ式重型坦克达69.4吨),单位功率6.4~15千瓦/吨,最大速度25~64千米/时,最大行程 100~300千米。

轻型坦克仅在战争的初期有所发展,主要作为应急装备和在特种战斗条件下使用。

战争后半期,苏、德双方都利用坦克底盘生产了大量的自行火炮(实质上是无旋转炮塔的坦克),与相同底盘的坦克比较,火炮威力大,外形低矮,结构较简单,适于大量生产,但因其方向射界小,火力机动受限制,仅用于伴随坦克作战,以火力支援坦克行动。在第二次世界大战中,坦克经受了各种复杂条件下的战斗考验,成为地面作战的主要突击兵器。

战后发展

战后至50年代,苏、美、英、法等国借鉴大战使用坦克的经验,设计制造了新一代坦克,主要有:苏Т-54中型、Т-55中型坦克、Т-10重型坦克和PT -76水陆坦克,美M48中型坦克、M103重型坦克和M41轻型坦克;英“百人队长”中型坦克和“征服者”重型坦克,法AMX-13轻型坦克等。

这一时期的中型和重型坦克,战斗全重36~65吨,火炮口径分别为90~105和120~122毫米,车首上装甲厚度76~127毫米,倾角55~60 度,铸造炮塔多呈半球形,前部装甲厚度110~200毫米,发动机功率382~596千瓦,单位功率为9~13千瓦/吨,最大速度34~50千米/时,最大行程100~500千米。有的坦克配备了旋转稳定式超速脱壳穿甲弹、破甲弹和碎甲弹,开始采用火炮双向稳定器、红外夜视仪、合像式或体视式光学测距仪、机械模拟式弹道计算机、三防装置、自动灭火装置和潜渡装置。

轻型坦克重14~23.5吨,乘员3~4人,火炮口径为75或76毫米,炮塔装甲最大厚度20~40毫米,发动机功率176~368千瓦,单位功率12.6~16千瓦/吨,最大速度44~65千米/时,最大行程260~350千米。 PT-76坦克在水上使用喷水式推进装置,最大航行速度为10.2千米/时。AMX-13坦克采用了结构新颖的“摇摆式”炮塔,首次安装了坦克炮自动装弹机,炮塔上加装有反坦克导弹发射架,可发射4枚反坦克导弹。

现代坦克

60年代出现的一批战斗坦克,火力和综合防护能力达到或超过以往重型坦克的水平,同时克服了重型坦克机动性能差的弱点,从而停止了传统意义的重型坦克的发展,形成一种具有现代特征的战斗坦克,即主战坦克。主要有:美M60A1、苏T-62、英“酋长”、法AMX-30、联邦德国“豹”Ⅰ、瑞典Strv103B(简称“S”)坦克等。这些主战坦克,战斗全重36~54吨,火炮口径105~120毫米,发动机功率427~610千瓦,单位功率 9~15.4千瓦/吨,最大速度48~65千米/时,最大行程300~600千米。主要技术特征是:普遍采用了脱壳穿甲弹、空心装药破甲弹和碎甲弹,火炮双向稳定器、光学测距仪、红外夜视夜瞄仪器,大功率柴油机或多种燃料发动机、双功率流传动装置、扭杆式独立悬挂装置,三防装置和潜渡装置;降低了车高,改善了防弹外形;有的安装了激光测距仪和机电模拟式弹道计算机。T-62坦克开始采用滑膛炮,发射尾翼稳定炮弹;“酋长”坦克为了控制车高,驾驶员呈半仰卧状态操纵车辆;“S”坦克去掉了传统的旋转炮塔,火炮与车体刚性固定,并采用自动装弹机和自动抛壳机,以及柴油机与燃气轮机组合的动力装置和可以调节车高、车姿的液气式悬挂装置。

各国发展的主战坦克,都优先增强火力,但在处理机动和防护性能的关系上,反映了设计思想的差异。如法AMX-30坦克偏重于提高机动性能;英“酋长”坦克偏重于提高防护性能;而苏、美等国的坦克,则同时相应提高机动和防护性能。

这一时期新出现的轻型坦克主要是美M551式,装有口径为152毫米的短身管两用炮,可发射普通炮弹和“橡树棍”反坦克导弹,采用铝合金装甲车体,战斗全重16吨,能空投、空运和利用折叠式围帐浮渡。

现状

70年代以来,现代光学、电子计算机、自动控制、新材料、新工艺等方面的技术成就,日益广泛地应用于坦克的设计和制造,使坦克的总体性能有了显著提高,更加适应现代战争要求。主要的新型主战坦克有:苏T-72、T-80、德国“豹”Ⅱ、美M1A2,英“挑战者”2型,法AMX“勒克莱尔”,日本74式、90式和以色列“梅卡瓦”3型、韩国88式、巴西“奥索里奥”、意大利“公羊”、印度“阿琼”。这些坦克仍优先增强火力,同时较均衡地提高机动和防护性能。

70年代以来的主战坦克,其火力性能、机动性能、防护性能虽有显著提高,但重量和车宽已接近铁路运输和桥梁承载的允许极限,且受地形条件限制大,使之对工程、技术、后勤保障的依赖性增大。由于新部件日益增多,坦克的结构日趋复杂,成本和保障费用也大幅度提高。为了更好地发挥坦克的战斗效能,降低成本,在研制中越来越重视采用系统工程方法进行设计,努力控制坦克重量,并提高整车的可靠性、有效性、维修性和耐久性。第二次世界大战后的一些局部战争大量使用坦克的战例和许多国家的军事演习表明,坦克在现代高技术战争中仍将发挥重要作用。

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