99坦克装甲材料不佳 靠设计弥补与M1A2差距

原标题:99坦克装甲材料不佳,靠设计弥补与M1A2差距

1.现代坦克复合装甲以陶瓷为核心,M1家族三代陶瓷装甲技术全部具备

在中国兵工学会2014年出版的《装甲防护材料技术》中,我国的装甲科研工作者在陶瓷装甲一章里,明确指出英国的挑战者和美国的M1系列是世界上防护性能最好的坦克。这其中非常关键的原因,在于这两种坦克的装甲陶瓷材料十分优异。

99坦克装甲材料不佳 靠设计弥补与M1A2差距

图:美国M1A2坦克

和传统的装甲钢相比,陶瓷材料具备硬度高、强度高(尤其是在高温下)、密度低的特点,因此能在更轻的重量下提供更高的防护能力。这种以陶瓷为核心材料的现代复合装甲技术最早由英国在70年代实用化,至今发展了三代,而美国的M1系列坦克上正好全部使用过这三代技术。

第一代复合装甲以三氧化二铝为陶瓷材料。刚玉宝石的主要成分就是它(红宝石、蓝宝石都是刚玉宝石);很多手表、手机在宣传时,喜欢说自己用的是蓝宝石表面材质,其实就是人造的透明刚玉。三氧化二铝的“装甲宝石”材料,硬度是装甲钢的三倍以上,而重量不到一半。

99坦克装甲材料不佳 靠设计弥补与M1A2差距

图:各种形状的氧化铝陶瓷装甲块

英国最早开发的乔巴姆复合装甲中,核心的陶瓷部分就是三氧化二铝材料;随着英国向美国转让装甲技术,第一代乔巴姆装甲也成为了M1坦克的标配。由于它的制造工艺相对简单稳定,容易稳定批产,价格也比较好接受;我国目前的陶瓷装甲应用研究,都是围绕三氧化二铝而展开。

第二代陶瓷装甲的性能更高,有两个主要的发展方向:碳化硅与硼化钛,前者重量最轻,后者抗弹性能最好;但它们在制造上都异常困难,烧结温度高,制造方法非常复杂,工艺非常难以稳定,而且成本高昂。美国在花了很大力气研究以后,成功的获得了高韧性的硼化钛陶瓷装甲技术,并应用在了M1A1坦克上。我国对于硼化钛陶瓷装甲的研究,目前仅能在实验室范围内进行。

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图:硼化钛板

第三代陶瓷装甲技术的突破不在陶瓷材料本身上,而在于美国利用贫铀合金进一步大幅强化了陶瓷材料的性能发挥。M1A2坦克就采用了贫铀装甲,这项技术的保密程度极高,完全由美国独自掌握,我国至今不清楚其具体的设计原理。

不过材料并不决定一切,坦克的生存能力取决于很多方面的因素;只要设计足够科学合理,材料上的不足,很大程度上是可以依靠后发优势,在总体设计和新技术运用上弥补回来的。在我国科研人员的不懈努力下,99A坦克成功的做到了这一点。

2.M1系列坦克的设计优化程度并不高

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图:挑战者II坦克的人员分工示意。这类没有自动供弹机的坦克,需要四个人才能玩转:驾驶员(Dirver)坐在底盘里开坦克,其余三个人都坐在或者站在炮塔的吊篮里,跟随炮塔转动。其中炮手(Gunner)负责火炮和并列机枪的瞄准射击,装填手(Loader)负责从弹仓和炮弹架里抽出炮弹并装填打空的火炮;而车长(Commander)则观察战场,和上级、同僚联系,指挥坦克作战。

无论是美国M1系列坦克,还是英国的挑战者系列坦克,它们实际上都还存在很大的重量优化空间。这两种坦克都特别重,关键的原因在于它们没有自动装弹机,只能采用三人制的炮塔,于是炮塔的体积一下子就大了。由于坦克极其强调炮塔的正面防护,随着炮塔的高度和宽度加大,前主装甲的重量也随之飙升。

这使M1、挑战者不得不把炮塔后舱设计的特别大,以平衡整个炮塔的重心,维持在座圈中央范围内。弹药隔舱设计,实际上是必须采用大后舱设计的结果,本身并不带来多大的生存能力优势。实际上M1和挑战者的炮塔侧后方的装甲,厚度都很薄——不然整车的重量就会高到车辆动力系统和路面都无法承受的地步了。

99坦克装甲材料不佳 靠设计弥补与M1A2差距

图:M1系列坦克的炮塔被吊起,吊篮部分清晰可见。如果炮塔的重心不平衡在圆形座圈的中央范围内的话,在转动炮塔时就会遭遇到很多问题。

从总体优化的角度看,坦克采用自动装弹机设计取消装填手,采用两人制炮塔缩减尺寸,减小中弹概率,省下的重量拿来增强防护要划算的多。这种思路实际上并不只是苏联坦克的专利,法国的勒克莱尔坦克也是典型例子。

不过自动装弹机本身是一套非常复杂的机电设备,研制成本很高,而且可靠性上要做好很难。因此也不能说M1和挑战者系列当初的选择就完全是错的,只是他们在设计取舍上更偏重于成本、进度等方面的控制。

3.99A坦克通过优化设计和新技术运用,弥补了材料缺陷

国内在开发99和99A坦克时,通过装弹机等设计,着重控制了整体的尺寸,减小中弹面积和概率的同时,能够把重量更高效的用在增加装甲的防护能力上;借以弥补动力系统和装甲材料上,与美国、英国的基础水平差距。

同时从另一方面看,世界上本来也没有打不穿的坦克。面对穿甲时具备自锐效应、穿甲杆长达到900多毫米、2000米距离上能穿透800毫米以上均质钢装甲板的新型贫铀穿甲弹;真要完全靠主装甲硬抗,坦克的重量会增大到完全无法接受的地步。

99坦克装甲材料不佳 靠设计弥补与M1A2差距

图:99A坦克依靠控制主装甲面积,并安装过顶的大斜面重型爆炸反应装甲提供额外的附加防护,相比M1A2至少为炮塔减轻了5吨以上重量,总体设计效率提升非常明显

实际上现代坦克装甲的发展速度,已经开始越来越跟不上反坦克武器的发展速度。因此新一代的坦克都非常注重通过信息化系统,与周边作战单位高度协同化,并采用各种干扰、压制、主动防护措施来提高生存能力。

比如99A坦克炮塔上最大的凸起设备,就是一套针对敌方目标的观察瞄准设备而开发的激光干扰压制设备。它通过跟踪目标运动,而精确的将激光光斑照射到目标观瞄仪器上,能够有效的扰乱、致炫、致盲对方人员,破坏对方武器装备的光电系统器件。

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