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陸戰之王的屏障,坦克裝甲發展史

網絡整理 2019-05-30 最新信息

盡管裝甲厚重,但在交戰中,坦克似乎永遠處于劣勢,尤其是當你費盡周折開出一輛更高級的載具、卻被各種手段吊打的時刻,你總會不由自主地懷疑坦克的價值。

這種懷疑之所以如此強烈,是因為我們從一開始相信:坦克理應碾壓一切。而且從歷史的角度看,它們在戰場上的最大意義,很大程度上就是為了克制"矛"的威脅:在18世紀后,隨著火器逐漸在戰場上普及,傳統意義上的防御手段——比如盾牌和鎧甲——已經完全失效,在沖鋒過程中,幾乎沒有絲毫防護的步兵只能硬著頭皮沖向槍林彈雨,期間,他們蒙受的傷亡也必然相當慘烈。

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坦克在一戰中的登場,很大程度上就是為了抵消"矛"長期以來的優勢

但第一次世界大戰期間,局面才出現了重大轉機。在蒙受了驚人的損失后,各國的技術人員也試圖尋找一條能克制對方火力的武器,而坦克就是其最終的產品:在1916年的索姆河戰役中,英軍率先將它們投入了戰場,并取得了良好的效果。在一戰結束前,這種武器大量走向前線,不僅幫助協約國贏得了戰爭,還徹底改變了地面戰爭的形態。

復合裝甲:神奇的"三明治"

在坦克的諸多特征中,最為醒目的莫過于厚重的裝甲,這也是它們在戰場上賴以生存的根本。在早期坦克上安裝的大部分是用鉚釘相互鏈接的高碳鋼板,但這種鋼板非常容易在中彈后發生碎裂,而連接鋼板的鉚釘也容易被沖擊力震脫,并成為導致乘員傷亡的另一大隱患。

正是因此,在第一次世界大戰結束后,各個國家便走上了改良坦克的防護水平之路。到二戰時期,已經有許多國家的坦克使用了鑄造或焊接的車體,同時,其裝甲的質量也較最初有了巨大的提升——比如,二戰中最著名的虎式坦克,其裝甲中就添加了鎳、鉻、錳、鉬等稀有金屬,它們極大提升了裝甲的韌性和強度——在同樣的厚度下,其提供的防御能力要比原始的高碳鋼高出至少30%。

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作為二戰中最著名的坦克之一,虎式坦克在二戰中期登場,車體正面裝甲達到了破天荒的100毫米,盡管如此,由于火炮技術的發展和反坦克火箭彈的問世,在戰爭末期,它的裝甲已經顯得相對薄弱

由于工程師們的不懈努力,在第二次世界大戰期間,坦克的防護水平已較過去有了突飛猛進的提升,但另一方面,當年其采用的最主要手段,依舊只是單純地增加裝甲的厚度而已。毫不奇怪,這種思路也存在很大的局限性,隨著裝甲變得越來越厚,坦克的重量也不斷上升。作為代價,坦克也變得更為笨重,其機動性也因此急劇惡化。不僅如此,在二戰后期,還出現了一種特殊設計的破甲彈(HEAT),這種炮彈的穿甲原理與傳統炮彈截然不同:正如下面這張gif展示的那樣,其在穿甲時依靠的不是彈頭本身,而是在接觸目標時產生的一股高速金屬射流,雖然其只會在裝甲表面留下一個很小的穿孔,但穿透力卻能達到250毫米以上,這已經超過了二戰中大部分坦克的防護水平。

面對這一死胡同,工程師們轉而在其它領域尋求突破。大約在冷戰初期,各國技術人員都不約而同地提出了一種新的設計方案,"復合裝甲"的概念也由此應運而生:具體來說,它是把一種或者幾種物理特性不同的材料,按照一定的比例層層疊加在一起。

這就產生了一個問題,為什么厚度相同,"復合裝甲"要比傳統裝甲的表現更好?事實上,這與一種特殊的物理效應有關——無論是哪種結構的炮彈,當攻擊復合裝甲時,其每穿透一層都要消耗掉一定的能量;另外,由于其每層的密度和化學性質不同,不論是普通穿甲彈的彈芯,還是破甲彈的高速金屬射流,都會在穿透之后改變方向,進而偏離預定的軌跡——換句話說,由于復合結構的存在,炮彈的穿甲軌跡從直線變成了折線,這導致其抗彈能力要比傳統裝甲高很多。正是因此,在冷戰中后期,復合裝甲成了各國坦克的首選之一。

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復合裝甲的防護效果

在相關領域,走在最前列的是蘇聯軍隊,在1960年代,他們推出了新一代主戰坦克T-64。同時,為了確立對西方坦克的絕對優勢,他們也在T-64上采用了大量先進技術,而復合裝甲無疑是其中最引人矚目的一個環節。

在T-64坦克的車體上,蘇聯設計師們為其安裝了多達6層的復合裝甲,其中最外層是鍛壓鋼板、而內側則依次是陶瓷材料,高硬度鍛壓鋼板、玻璃纖維,陶瓷材料和防中子材料層——越靠近內側,裝甲的材質就越堅硬。

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T-64坦克

而T-64的后繼者——T-72坦克上也采用了復合裝甲,其外層為80毫米厚的鋼質裝甲,中間是104毫米厚的玻璃纖維,內層為20毫米厚的鋼裝甲,這種設計比T-64的裝甲構造更簡單,成本也更低,也更適合大規模生產,但它卻在某種程度上影響了抗彈性能——不得不提的是,正是這一點,也將成為海灣戰爭期間,伊拉克軍隊T-72普遍表現不佳的一個重要原因。

與此同時,歐美國家也在進行類似的研究,但其推出成熟的產品要等到1970年代以后,其中最具代表性的是1976年英國開發出的"喬巴姆"型復合裝甲——它意味著,西方國家第一次擁有了能同蘇制復合裝甲相抗衡的產品,盡管在今天,"喬巴姆"裝甲的細節依舊沒有完全公開,不過,我們仍能從相關的報導中猜測出其結構。和蘇制復合裝甲不同的是,"喬巴姆"的裝甲分層更多、每一層鋼板都普遍偏薄,而在每層裝甲之間填充的,也并不是蘇聯人采用的玻璃纖維和陶瓷材料,而是一種類似聚氨酯的特殊塑料。按照工程師們的設計,在彈頭(或破甲彈的金屬射流)穿入"喬巴姆"裝甲之后,這種特殊材料會發生形變,導致彈頭或射流偏移,彈頭的能量也會在整個過程中被消耗殆盡。

盡管"喬巴姆"裝甲的出現扭轉了西方坦克在防護上的劣勢,但對后者來說,這遠不是最理想的解決方案,另外,按照當初的設計要求,"喬巴姆"裝甲的任務僅僅是幫助英國的"酋長"坦克抵擋反坦克火箭筒的襲擊而已,至于在面對蘇聯的115毫米坦克炮時,"喬巴姆"仍很難確保絕對意義上的安全。正是因此,在整個1970-1980年代,西方國家始終在尋找另一條的解決之道——而其最終的產品,也將在這場"矛與盾"的較量中,再次為坦克贏得15年的優勢。

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M1A2坦克安裝貧鈾裝甲的位置,一般是在炮塔正面、灰色部分的位置,但近些年來,也有其在炮塔側面加裝貧鈾裝甲板的說法

這種革命性的防護手段就是貧鈾裝甲,盡管它們的使用始終存在著巨大爭議——這主要是因為其中添加的鈾238,它也是生產核燃料之后剩下的一種副產品。一方面,鈾238的密度非常高,當含有該物質的合金被添加進裝甲層后,將給其硬度和韌性帶來驚人的提升。比如美軍著名的M1A2坦克,在安裝了貧鈾裝甲之后,其正面的防護能力已經突破了1000毫米均質裝甲的水平,對當時的大部分坦克炮彈和反坦克導彈都幾乎完全免疫。但另一方面,雖然這種材料大幅提升了坦克的防御性能,但作為一種帶有輻射性的材料,自從裝備部隊之日起,官兵們便擔心它會引發癌癥,另外,貧鈾裝甲的重量也非常驚人,這導致安裝它的坦克重量不斷上升,作為其中的代表,美制M1A2坦克的重量更是接近了70噸,這已經達到了公路和空中運輸能力的極限。

反應裝甲:以爆易爆

當1970-1980年代,西方國家在研究重點放在復合裝甲上時,蘇聯卻走上了一條與之截然不同的道路。今天,在大部分關于蘇制坦克的視頻中,我們都能看到其一種類似"豆腐塊"的披掛,而這種披掛就是著名的"反應裝甲"——它也是冷戰期間,蘇聯坦克賴以提高防護能力的重要途徑之一。

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加裝爆炸反應裝甲的T-72坦克,在游戲中,它們的防護效果與現實中幾乎一致

反應裝甲的核心實際是一小塊惰性炸藥,其針對的主要是破甲彈,在坦克被命中時,它們將通過其自身的爆炸,徹底抵消掉金屬射流的沖擊,但問題在于,由于炸藥本身就是一種極危險的材料,一旦相關環節存在問題,那么它們不僅無法起到防彈的作用,而且還會給坦克帶來危險。

事實上,早在第二次世界大戰結束后,蘇聯工程師們就曾發現過這一現象。在1960年代,他們更是制造出了最初的反應裝甲樣品,但實驗效果也極不理想。在測試中,這些反應裝甲可以被機槍子彈甚至是炮彈彈片引爆,進而引發連鎖爆炸,在遭遇失敗后,蘇聯人被迫將整個項目束之高閣。

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蘇制的RPG-7反坦克火箭,它和AK-47突擊步槍一道,充當了世界各地反政府武裝的象征

但與此同時,另一些國家卻沒有放棄對相關項目的嘗試,而走在最前列的是以色列人。在1960年-1970年代,以色列曾不止一次卷入了同周邊國家的戰爭中:在此期間,他們的坦克并遭遇了大量蘇制反坦克武器的威脅——其中既包括了無處不在的RPG,還有當時最先進的AT-3反坦克導彈。

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AT-3反坦克導彈,由于易于隱蔽,而且準確性高,它們給以色列坦克制造了不小的威脅

正是由于上述戰爭中的教訓,以色列軍隊極為注重提升坦克的防御力。在1960年代末,也就是蘇軍幾乎放棄反應裝甲的時候,他們卻給了相關項目極大的鼓勵和支持。1973年,以色列人的努力得到了回報,并開發出了一種名叫"Blaser"的反應式裝甲,這些裝甲可以加掛到任何一種裝甲車輛和主戰坦克之上,進而為其提供額外的生存保證。

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入侵黎巴嫩期間,披掛"Blaser"反應裝甲的以色列坦克

1982年,以色列發起了入侵黎巴嫩的行動,并在當地遭遇了一個老對手——巴勒斯坦民族解放組織,此前,該組織一直將黎巴嫩當成了自己的大本營,同時,他們還得到了敘利亞等國家的武器支援。按照估計,該組織一共裝備了至少300輛蘇制坦克和裝甲車,各個分隊也都配備了充足的反坦克武器。這些狂熱的戰士相信,利用黎巴嫩地區的環境,他們將有效瓦解以色列人在裝甲車輛上的優勢。

盡管如此,在戰斗爆發之初,巴解組織還是節節敗退,同時,他們還發現,其裝備的反坦克武器很難對以軍坦克造成實質性的損傷——因為他們的RPG似乎是被以軍坦克上的某種裝置提前引爆了。

這種裝置事實上就是反應裝甲。按照以色列方面的統計,在加裝反應裝甲之后,其坦克的正面已經足以抵御AT-3型反坦克導彈的攻擊,而側面也對RPG-7反坦克火箭彈幾乎完全免疫;由于它們的存在,在入侵黎巴嫩期間,有至少20%的以軍坦克得以在打擊之下生還——這實際也是挽救了上千名車組的生命。

毫不奇怪,來自黎巴嫩戰場的消息也引起了蘇聯方面的關注,他們設法委托敘利亞軍隊將一些繳獲的反應裝甲樣品送到了莫斯科——這時,蘇聯工程師們才如夢方醒。

僅用了一年時間,蘇軍便在以色列設計的基礎上,推出了自己的第一代反應裝甲"接觸-1",但另一方面,由于其假想敵是裝備精良的北約軍隊,他們也沒有忘記進行一些關鍵的改進,以最大限度地提升坦克的戰場生存能力。

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"接觸-1"裝甲,其中的空隙將會填充惰性炸藥

作為"接觸-1"的雛形,以色列反應裝甲的結構非常簡單,可以被形容為一塊中間夾著惰性炸藥的三明治。與之明顯不同的是,"接觸-1"的中間增加了兩塊厚度為15毫米的裝甲,分別被稱為拋板和背板。當反應裝甲中彈、惰性炸藥被引爆之后,在沖擊波的推動下,拋板會向外飛出,而背板則向相反的方向運動——它們會將破甲彈射流中最尖銳的部分切斷,從而進一步降低射流對主裝甲的穿透力。

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"接觸1"反應裝甲的剖面圖,其中中央傾斜的裝甲板就是拋板,而靠下方的則是背板

在"接觸-1"的問世之后,從1980年代至今,蘇聯/俄羅斯方面始終在進行著持之以恒的改進,并將其當成了提升坦克防護水平的重要手段,但另一方面,在1990年代的車臣戰爭中,反應裝甲也暴露出了巨大的問題,比如在爆炸時傷害到隨行的步兵。不僅如此,這種裝甲的另一個問題在于,它的成本過于高昂,而對于一輛坦克,只有在全副披掛的情況下,才能實現最理想的防御效果;另外,隨著戰斗進行,車上的反應裝甲可能會在顛簸中遺失,或者因為中彈而需要更換,這就產生了永無止盡的需求——對那些財政捉襟見肘的軍隊來說,它們更是成了吞噬經費的夢魘。

車臣戰爭期間,俄軍裝甲部隊就面臨過類似的問題,當時的俄羅斯整深陷經濟危機之中,幾乎沒有足夠的經費來保證所有的反應裝甲都能敷設周全。在很多情況下,他們的坦克只有車體和炮塔正面的反應裝甲是"貨真價實"的,至于其他區域則只有外殼,里面卻沒有任何惰性炸藥——此時它們能提供的,也最多只是一點心理上的安慰而已。

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車臣戰爭期間,兩輛俄軍的T-72坦克在荒野上行進,它們只有車體和炮塔正面敷設了反應裝甲

正是因此,如何降低反應裝甲的成本,始終是各國技術人員研究的重要課題,其中一個方向是降低其內部惰性炸藥填充量,按照俄國研究機構的說法,在采用新的設計之后,附加裝甲的成本能較過去降低至少50%,但即使如此,它們仍很難與另一種簡單的解決方案相提并論。

格柵裝甲:物美價廉的新選擇

這種方案就是所謂"格柵裝甲",在最近的一些局部戰爭,如敘利亞內戰中,它們有著相當高的出鏡率,至于其歷史可以上溯到第二次世界大戰期間。當時,為了賦予一線步兵對抗坦克的能力,美國、英國和德國都開發了單兵反坦克火箭,它們的穿甲原理和之前提到的"破甲彈"非常接近——在接觸到外層裝甲之后,彈頭內的裝藥會被引爆,在沖擊之下,內部的金屬層會化成一股超高速的金屬射流,并突破敵方坦克的外部防御。在冷戰期間,各國又在單兵反坦克火箭的基礎之上開發出了反坦克導彈,其彈頭采用的穿甲原理也基本與之相近。

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安裝了格柵裝甲的裝甲車

與傳統的反坦克手段——如反坦克炮和坦克炮相比,這些單兵反坦克武器的最大優點就是便攜和易上手——換言之,任何一個普通士兵只要經過簡單的訓練,就可以摧毀裝甲車輛。另外,它們的另一個巨大優勢還在于廉價——比如蘇制的RPG-7火箭發射器,其在黑市上的售價可能只有幾百美元,即使是相對精密的反坦克導彈,其成本也不及一輛主戰坦克的百分之一。

冷戰時期,由于軍事斗爭的需要,上述武器被美蘇雙方大量投向了熱點地區,它們的數量是如此驚人,以至于完全超出了正常的使用所需,不僅如此,在一些國家統治秩序全面崩潰后,它們更是開始了在世界范圍內大擴散,其中最具代表性的就是RPG-7火箭彈,在今天的中東地區,它們在反政府武裝手中幾乎是人手一支。

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隨著冷戰進行,RPG作為大國博弈的籌碼流向了世界各地,圖中展示的,就是非洲某國內戰期間,使用RPG的地方武裝士兵

而這一切,也反過來給各個國家帶來了麻煩。在冷戰結束后,雖然各國爆發大規模坦克戰的可能性已經微乎其微,但另一方面,不少國家都卷入了同反政府武裝的沖突里面。期間,給他們帶來最大威脅的,并不是武裝到牙齒的主戰坦克,而是武裝分子手中的RPG和反坦克導彈。

雖然在正面交鋒中,武裝分子完全無法與裝甲部隊抗衡,但利用城市和山區的地形,他們仍然給后者帶來了巨大麻煩。在這種情況下,各國都在尋找一種防御RPG和反坦克導彈的方法。它們必須足夠可靠,并且可以安裝在所有的裝甲車輛之上——在這種情況下,格柵裝甲的意義就凸顯了出來。

格柵裝甲的歷史幾乎與反坦克火箭一樣悠久,都可以追溯到第二次世界大戰時期,在面臨反坦克火箭的威脅時,各個國家也開始尋找最有效的應對手段。在此期間,工程師們發現,由于其穿甲主要依靠的是金屬射流,因此,如果能在火箭彈接觸裝甲之前將其引爆,那么,其帶來的危險也將大幅降低。另外,在同鋼條碰撞后,火箭彈和反坦克導彈的彈頭還會出現碎裂或變形——這就為坦克提供了另一重安全保證。

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1945年的柏林戰役期間,在車體上安裝簡易格柵裝甲以抵御德軍反坦克火箭的T-34坦克

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格柵裝甲被RPG擊中時的慢鏡頭,在被提前引爆后,彈頭產生的射流、對裝甲的沖擊力會大幅下降,從而有效保護了坦克

雖然在二戰期間,美國、德國和蘇聯等都進行了大量的試驗,但在戰后,這一簡單實用的發明還是無人問津,這主要是因為,在二戰結束后,坦克的假想敵主要是敵方的坦克,而在抵抗炮彈上,格柵裝甲的作用又——直到1980年代的黎巴嫩戰爭之后,各個國家才再次認識到了格柵裝甲的價值,而今天的一系列地區戰爭,則讓它們的意義得到了充分的證明。

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格柵裝甲的另一種重要作用,就是破壞RPG的彈體本身,使其無法正常引爆,這里展示的,就是一枚在擊中格柵裝甲后、頭部被切碎的RPG

當然,單純依靠格柵裝甲本身,并不能令坦克得到真正周全的防護,按照估算,普通的格柵裝甲只能抵擋住50-60%的RPG,作為其最新的改進版——用高強度織物編織而成的網狀附加裝甲,也只能將攔截的成功率提升到大約70%的水平。不必說,它顯然無法讓士兵們感到真正的安全。

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用高強度織物制造的附加裝甲,是格柵裝甲最新的一種衍生形式,它可以略微提高抗擊RPG的成功率

在這種情況下,各國軍隊采取了另一種簡單有效的做法,這就在格柵裝甲和車體之間的空間內填充各種雜物——它們可能是一些多余的輜重,也可以是沙袋或者混凝土塊。它們的厚度能達到50厘米左右,在面對RPG時,它們能能起到非常良好的保護作用。按照估計,50厘米厚的沙袋或者14厘米厚的混凝土塊,它們在抵御RPG金屬射流時的效果能與120毫米的均值裝甲相同——考慮到大部分坦克的側面裝甲都在300毫米以內,因此,這種防御實際是充當了一種重要的補充措施——畢竟,在戰場上,任何一毫米額外的防護,都可能幫助坦克乘員死里逃生。

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敘利亞內戰中,安裝了附加裝甲的T-72坦克,在炮塔和附加裝甲的空隙中,乘員還會填充一些沙袋和石塊,以增加額外的防御力

成功or失敗?

在最近的一些局部戰爭中,坦克的價值再一次遭到了質疑,比如在敘利亞內戰中,政府軍一方已經損失了數以千計的裝甲車輛,但在各個前線卻進展甚微,在伊拉克,美國生產的M1也留下了為數眾多的被毀記錄,尤其在面對反坦克導彈時,這些鋼鐵巨獸的弱點似乎更是暴露無遺,他們根本無法發現伏擊者的位置,只能在戰場上束手待斃。另外,考慮到它們的對手只是裝備低劣的極端分子,這一點就更具有諷刺意味。

固然,在過去50年中,坦克的裝甲防護技術已經有了長足的進步,在一些特定的情況下,其防護能力已經能與1000毫米以上的均質裝甲相當,但另一方面,由于特定的戰場環境使然,其遭遇攻擊的主要部分已經不僅僅是前裝甲——在城市和山區,它們遭遇的威脅來自各個方面,在這種情況下,即使坦克能把所有部位的防護能力增強到和前裝甲相同的水平,但其自身也會變得異常笨重,進而失去任何部署上的價值。而另一方面,反坦克彈藥的成本普遍比較低廉,而相較之下,在過去30年多年中,坦克的造價卻是一路飆升,其中最昂貴的已經逼近了上億美元——換句話說,在這場矛與盾的較量中,雙方的優勢和劣勢已經一目了然。

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雖然在這場"矛與盾"的較量中,坦克無疑已經處于下風,但它們目前依舊不會退出歷史舞臺

既然如此,這是否意味著,坦克將很快退出戰爭舞臺呢?情況似乎不可一概而論,至少在目前,爆發大規模陸戰的可能性正在降低,這也意味著,在對相關武器的升級換代上,各國軍隊的需求并不迫切。進一步說,在短期內,各國實際并不急于研究下一代的坦克,至于已經服役的坦克也將在不斷接受改進的的同時,在軍隊中繼續服役下去;另外,在目前,也暫時沒有能取代坦克的新式裝備,至少在面對復雜的環境時,作為軍隊中防護和火力水平最高的武器,它們仍然要承擔起沖鋒陷陣的任務。

本文作者:軍事那點兒事(今日頭條)

原文鏈接:http://www.toutiao.com/a6696385190966592003/

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