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尺有所短,寸有所长

发布时间:2021-07-04 01:08:56 浏览数:

zoޛ)j首思想上表现出了难以想象的保守和僵化,却在部件和系统技术开发上体现出了让人瞠目结舌的创新意识,而且这种创新意识甚至已经在技术前瞻性上超越了时代。那么这一论断的客观性究竟如何呢?德国坦克发展的这种“失衡性”是否影响到了冷战中的西德坦克技术走向?这显然是需要我们弄清楚的。

对于二战德国坦克技术的总体评价

德国坦克所采用的整体布局从战前装备的Ⅲ、Ⅳ型坦克直到战争末期的E系列坦克都没有大的变化。德国设计师在二战期间始终坚持传统的动力装置后置和传动装置前置的陈旧布局,将发动机和传动部分通过贯穿车体的传动轴连接的布置方式,确实能够较好地平衡坦克的重量,但是所带来的后果就是要增加坦克车体的高度和需要防护的面积。动力和传动系统整体后置,取消传动轴后可以使车体高度降低250~300毫米,降低车体高度所取得的收益可以在保证防护水平不变的情况下降低坦克重量,或者在保证坦克重量不变的情况下加强防护能力。苏联坦克采用的动力和传动系统整体后置的设计在大战前就已经应用,战后各国坦克广泛采用这种布置方式也证明了该设计的先进性,但德国却并没有在任何一种量产型号上应用这一设计。

不过,在这个总体设计保守的前提下却先后试验和应用了红外瞄准装置、火炮抽烟装置、电驱动和燃气轮机等先进技术,这些德国坦克设计师投入巨大力量所发展的先进技术对战争本身并没有价值,但是对于战后坦克技术的发展却起到了非常关键的作用。德国坦克技术在系统、部件性能和工艺上应该说已经达到了很高的标准,虽然在生产过程中受到材料缺乏等客观因素的影响,但是在观瞄、无线电、火炮、加工工艺和传动装置方面都为后来的坦克技术带来了很大的影响。

精良的制造工艺

尽管人们对于德国坦克的设计水平褒贬不一。比如,苏联的坦克专家们就一致认为,令盟军一度闻“虎”色变的PzKpfw Ⅵ重型坦克。是有史以来设计最为糟糕的坦克作品之一。在苏联坦克设计师看来,“虎”式坦克车体外廓尺寸比例非常不合理,因此,严重超重,战斗全重达到了56吨。拥有与“虎”式相似的防护力,而火炮威力更大的苏联IS-2重型坦克,比“虎”式坦克要轻10吨,而只比“黑豹”坦克重1.2吨。“虎”式坦克的车体太短,结果为总体布置带来种种问题和不便,使坦克存在许多先天性的缺陷。尽管“虎”式坦克的外廓尺寸很大,但它的车体长度却要比IS-2坦克短。我们知道,对于现代坦克来说,坦克长、宽、高对车重的影响比例为1:3:7,也就是说,车体高度增加10厘米与车体长度增加70厘米对车重的影响大致是一样的,而“虎”式坦克的设计师没有增加坦克的长度,反而将坦克设计得过高过宽,其结果是坦克严重超重。由于超重,为了降低坦克的单位压力,就必须有足够的履带宽度和着地长度,由于坦克车体短。履带着地长度也短,为了保证有足够的履带着地面积,不得不大幅度地增加履带的宽度,结果使“虎”式坦克在铁路运输时不得不更换或卸下坦克的履带,影响了共机动能力。然而,与争议颇大的整体设计相比。德国坦克在制造工艺上的精良却是举世公认的,这一点同样能够反应在“虎”式坦克的制造工艺上。

具体来说,“虎”式坦克近乎垂直的外观引起了空间稳定性及刚性的问题。为了解决这些问题,使用了最大尺寸的钢板。例如,腹部的钢板是从一片厚25毫米的均质钢材上切割下来的,约5米长,1.8米宽,为此德国装甲钢板的火焰切割技术不断改进。“虎”式坦克在制造工艺上的另一个特点,是对交错式焊接点的整合性也相当重视。这既是为了增强整体结构的稳定性,也是为了加强抗击力。对此,虽然英美工程师在对缴获坦克的研究报告中对附加金属的质量和工艺提出了异议,但坦克车体焊接的整体性还是受到了普遍好评。对电传动系统进行过有效尝试

与传统的机械传动系统相比,电传动系统由于扭力输出均匀,可靠性相对较高,而这一点后来在“象”式重型坦克歼击车的实战检验中,得到了很好的验证;最重要的是,这套电传动装置具有连续自动变速和转向的功能,只有3个前进档和3个倒档,通过主控制柜上的“发电机控制开关”来完成,比起操纵一般的机械式变速箱要轻松得多,而且理论上可以实现无级变速和无级转向,所以操纵性相当好,特别适合重型和超重型装甲战斗车辆。

更何况,在采用电传动系统后,“发电机在前,发动机居中,电动机在后”的布置方案,也不必再像传统德式坦克那样,需要借助一根贯穿整个底盘的传动轴来传递动力。也正因为如此,痴迷于电传动系统的波尔舍博士,除了在“象”式重型坦克歼击车进行了相对成功的试验外,后继的VK7001超重型坦克计划和“鼠”式超重型坦克样车也都采用了电传动技术。可惜的是,过分完美的事情是不存在的,电传动装置的体积和重量较大,而且造价较高,并且要大量消耗当时德国稀缺的铜,再加上其电传动系统总效率约比同级别机械式变速箱低,所以缺点亦十分明显,战后再没有任何一种量产型装甲战斗车辆采用过电传动系统。不过,应该看到,随着技术进步,电传动系统的总效率不断提高,电传动装置仍是当今坦克和装甲战车的一个重要的发展方向,令人难以取舍,大量电传动试验车的存在就是一个最好的说明。

被过分精湛的担克炮所累

现在很多人都意识到,战争后期德国人对于坦克火力的要求陷入了过分的偏执。然而,对这种偏执究竟意味着什么却并不清楚。事实上,以德国人的技术水准,要提高坦克炮的性能,绝不会像苏联人那样一味加大口径,加大装药量。这一点在“黑豹”坦克的选型中我们看得非常清楚。然而,大口径高长径比火炮的制造成本、生产工时及资源消耗量,却又不是纳粹德国所能承担起的。高质量火炮背后的代价毕竟是高昂,以“虎王”坦克装备的88毫米Kwk43 L/70火炮为例,这种88毫米口径火炮是二战期间反装甲能力最强的坦克炮之一,在1500米的“标准安全距离”上,能够有效击穿148毫米厚的均质钢装甲板。但是它的制造成本实在太高了,单价达到2.2万帝国马克,需要用掉4.5吨的钢,49千克铬、30千克镍、8千克钼以及120千克的铜,在这里面除了钢铁之外,其他都是德国在战争期间最缺少的金属,而且还需要专门的深孔钻床才能够生产,因此88毫米Kwk43L/70是一种相当昂贵而且难以生产的武器,这直接决定了“虎王”坦克的产量只有可怜的400多辆。

独有的交错负重轮

两排或三排交错的负重轮设计,可谓二战中德国坦克的标志性特点之一。负重轮交错排列确有好处,比如在不增加车长的情况下增加负重轮的数量,从而降低坦克的地面压强,大幅提高坦克的推进效率和在松软地面上的通过能力。但是负重轮交错排列的缺点却远远超过了它的优点,除了重量太大以外,行走机构的过于复杂导致了负重轮之间的距离过小,因此很容易塞进泥沙碎石阻塞履带和驱动轮的运转从而影响到坦克的行驶,而且要拆除内侧橡皮外沿有所损坏的负重轮,就得一并卸下数个外侧负重轮,从而使对行动部分的维护工作苦不堪言。而且交错布局负重轮间的间隙还往往因下雪或泥土结冰而无法动弹,在东线这种情况往往是致命的,但这些还不是负重轮交错排列最大的问题,由于多排式设计限制了负重轮的厚度,导致负重轮的刚度严重不足,说简单一点就是“不禁打”,100毫米炮弹近爆就会造成德式交错负重轮坦克的负重轮变形,而T-34却不会遇到这类问题,因为T-34的负重轮采用的是单排式、大直径、双轮缘设计,不仅耐打而且即使被炸变形也不会产生太大的影响。

相比之下,采用交错负重轮结构的德国坦克就不一样了,只要有一个负重轮被炸坏,其在稳定性、机动性以及越野能力上的优势就会统统不复存在。如果炸得再狠一点,负重轮甚至还会被卡住,到那时候就只能像活靶子一样被摆住战场上动弹不得。所以无论是在东线还是在西线,往往在受到小口径迫击炮轰击的时候没见到T-34或是M4驾驶员有多紧张,反而是更重、也更结实的“黑豹”或是“虎”式,像只苍蝇似的到处乱窜,生怕被伤到了轮子。而“黑豹”或是“虎”式的负重轮一旦被迫击炮炸坏,维修起来既费工又费时,要进行火线抢修基本上是不可能的事情。所以,“黑豹”或是“虎”式的作战出勤率偏低除了与它的发动机有关之外,负重轮也是其中一个主要原因。总之,德国在战争期间新开发的多种新型坦克普遍采用交错排列的负重轮,这种行动装置布置形式在结构上极其复杂又难以制造和维护,德国设计师采用交错排列的负重轮看起来只是为了满足越野性能和行驶平稳的要求,并没有真正考虑到这种行动装置的生产条件和在战场上所需要面对的实际情况。也正因为如此,在战后才没有一个国家愿意再采用这种并列双扭杆的交错负重轮设计,一律都改用了单扭杆单负重轮设计并一直延用至今。

坦克用燃气轮机令人赞叹,却依然是镜花水月

在第二次吐界大战中,由Jumo004B轴流式喷气发动机发展而来的一系列燃气轮机,曾被作为德国新一代坦克动力系统的一个选择加以认真考虑过。与汽油机或柴油机相比,燃气轮机体积小功率大,启动速度快,燃料适应性好,而且传动机构大为简化,可靠性高。

在预定用于德国下一代坦克的3种燃气轮机中,既便是功率最低的GT101也达到了3650马力,尽管冷却系统要消耗掉其中的2600马力,但能够传输给传动系统的1150马力仍然是个相当可观的数字,这不但意味着40吨级的“黑豹”至少能够获得23马力/吨的单位功率,既便是70吨级的“虎王”单位功率也能达到可观的15.3马力/吨,再加上GT101重量还不到迈巴赫发动机的一半,这使其装车的前景更有吸引力。不过,对覆没前的纳粹德国而言,将GT101这类燃气轮机用于坦克真是的一剂解毒的良方?答案是:未必。事实上,既便抛开纯技术因素,要将之用于量产型坦克的实用化也存在两个难以克服的关键性因素。其一,GT101燃气轮机的平均耗油量几乎是HL234的两倍,这无论是从当时德国燃料的供应情况,还是从战术角度而言,都是不可接受的,其二,主要负责生产Jumo 004B的“波西米亚和摩拉维亚摄政国”阿维亚飞机制造公司,其产能甚至不能满足Me 262的生产需求,再要供应足够的GT101用于坦克生产根本是不可能的妄想。

更何况,GT101是基于Jumo004B衍生而来,而Jumo 004B实际上是Jumo 004A的简化版,每10个飞行小时就需要大修一次,全寿命周期也只有25个飞行小时,本身就不具备太高的使用价值。这就是说,既便将GT101投入量产,其质量也很难得到保证……

抢先发展了坦克用夜视观瞄技术

德国在军用夜视观瞄技术的研发历程可以一直追溯到战前纳粹刚刚掌权前后。1936年,德国陆军兵器局第8处正式要求德国通用电气公司研制采用主动红外技术的夜视仪器,并计划将之用于包括潜艇、飞机、坦克甚至步枪在内的一切战斗平台。不过,尽管这种努力早在战前便已经开始了,但仍有几项关键技术迟迟无法突破,以至于整个项目进展缓慢。随着1940年硫化铅和几种红外透射材料的相继研制成功,主动红外夜视仪的主要技术瓶颈问题基本得到了解决。

1944年6月6日,盟军在法国海岸登陆后,在西线面对盟军巨大的空中优势时,德军遭到了惨重打击。出于安全原因,所有的部队运动都只能在夜间无灯光条件下进行,这样的话,红外夜视设备就成为了前线急需的东西,被列入最优先补给和订购的物资,同时也为“夜战坦克”的诞生提供了可能。1944年初,应德国陆军兵器局第8处负责人加尔特纳博士的要求,开始为装甲战斗车辆研制专用的夜视观瞄设备。仅仅经过2周的时间,便拿出了一套被称为“食雀鹰”——FG1250型的红外夜视装备。1944年3月,通过为部分法林博斯特装甲兵训练学校的“黑豹”A/D型加装“食雀鹰”系统,德国第一支具备夜战能力的装甲部队出现了,这批“黑豹”坦克属于国防军第24装甲团第1营第3连,但直到1944年11月25日前都还在第116装甲师战斗序列中。

然而。试验场的实测表明,“食雀鹰”红外夜视系统的30厘米直径红外探照灯的实际有效作用距离要远低于额定的600米指标,某些资料甚至称它仅仅能够有效辨识200米内的目标,这一数值要远低于KwK42 75毫米/L70坦克炮的直射距离,不免浪费了这门远程射击精度高、火力猛的主炮。不过,德国人很快就想出了一个聪明的办法对此加以弥补,由于FG1250红外夜视仪适用范围很广,可以比较容易地安装在任何型号的装甲车辆上,因此法林博斯特装甲兵训练学校提出要发展一种安装在Sd.Kfz.251半履带车上的改进型FG 1250红外夜视系统,这套系统与原型的最大差异在于用一具60厘米直径的红外探照灯替代了原有的30厘米型号,这使其有效作用距离有望超过700米。按照设想,“夜战豹”将在这种SdKfz.251/20半履带式装甲车的伴随下协同作战,5辆“夜战豹”坦克将得到1辆SdKfz.251/20的支援,由于SdKfz.251/20装备的FGl250将安装60厘米红外探照灯,其有效距离要远高于“夜战豹”上红外线夜视仪的有效作用距离。因此,SdKfz.251/20一旦锁定目标,将立即通过Fu-5电台与“夜战豹”取得联系,由其负责攻击。同时,夜间“豹”式的主炮会使用无闪光弹药以降低被敌人发现的概率。

不过,“食雀鹰”红外夜视系统的最大缺点并不在于有效识别距离,而在于只有车长一个人能操作红外探照灯,并独享唯一的一个图像接收装置,结果车长在承担自己职责之外还必须为驾驶员和炮手提供指引,在战场上这可不是一件轻松的事。车长除了要为炮长指示目标外,还要用红外夜视设备指挥驾驶员,因为后者在夜间几乎什么也见不到,而且这种驾驶方式需要非常良好的长时间培训,但在大战末期,这点只能是纸上谈兵。此外,FGl250可靠性差,机械故障频发,尤其是阴极放射管过于娇嫩,在野战条件下保养困难重重,这些问题也不容忽视。由于“食雀鹰”红外夜视系统存在诸多难以克服的缺点,法林博斯特装甲兵训练学校认为其实战价值有限,特别是作为发挥战斗力的关键,需要为驾驶员与炮长分别配备自己的独立夜视观瞄系统,所以现有的“食雀鹰”一定要在进一步改进后才能配发部队。于是在1944年7月出现了被官方称为“猫头鹰”的一种制式化装甲战斗车辆用红外夜视系统。虽然也包括30厘米红外探照灯和变相器(图像转换器),不过不同的是它拥有3组,除了同“食雀鹰”那样设置一组提供给车长用外,还在驾驶舱舱盖和火炮防盾上各安装了一组分别供驾驶员和炮长使用。

经典的MB837与MB870坦克柴油机

在冷战的大背景下,联邦德国于20世纪50年代末全面恢复了其坦克工业,并在动力和火力系统上仍然独领风骚,走在西方乃至全世界的前列。就坦克动力系统而言,德国在冷战期间的代表作无疑是MB837与MB870系列坦克柴油机。

MB837系列是德国在二次世界大战后发展的第一代装甲车辆系列发动机。全系列包括V型6缸、Ⅴ型8缸、Ⅴ型10缸和V型12缸4种:基型发动机。以后由于缸径从165毫米增加到170毫米,并采用不同的转速和增压方式共发展了10多种机型,功率范围为290~1103千瓦。这些发动机已在约15个国家的20多种装甲车辆上应用,数量已超过14000台。尽管在某些方面没有达到设计要求,但依然满足了时代条件下的应用,且系列内各发动机之间的通用零部件达85%以上,成为20世纪50~70年代初世界上最为先进的发动机。至于BM870系列坦克柴油机,则是在MB837系列基础上联邦德国发展出的第二代坦克柴油机。20世纪60年代初:戴姆勒-奔驰公司设想完成一个单缸排量为3.3IL、单缸功率为110.3千瓦(150马力)的MB870系列发动机,功率覆盖面为662~1324千瓦(900~1800马力)。系列包括的发动机有MB873ka(12缸)、MB872Ka(10缸)、MB871Ka(8缸)和MB870Ka(6缸)等机型,首先设计的是作为主战坦克动力的MB873Ka-500发动机。

1963年,美国和德国准备合作研制主战坦克MBT-70。协议确定美国泰莱达因-大陆汽车公司和德国戴姆勒一奔驰公司分别研制候选发动机。戴姆勒一奔驰公司研制的MB873Ka-500发动机在缸径、缸心距、气缸排列等方面,基本上保持了上一代MB837系列发动机的总体布置特征。在V型夹角内,装有喷油泵、进气管、气门传动机构。发动机左侧装有水泵、起动电机、机油滤清器和机油散热器,右侧装有发电机、机油泵。通过总体布置使每一部件合理安置,保持发动机外形呈紧凑的矩形。整个动力装置总成在野战条件下更换所需时间仅15分钟。该发动机于1967年通过北约400小时耐久试验,当选为MBT-70坦克动力。但至1970年,因终止了MBT-70坦克的合作研制协议,两国分道扬镳,各自发展自己的主战坦克及坦克发动机。自1966年开始,MB873Ka-500发动机在试验台上进行了各种类型试验和一系列如倾斜运转试验、高温过热试验、低温起动试验等鉴定试验。还进行了多次装车试验,如在恶劣气候条件下的公路和越野行驶试验、耐尘土、耐热、耐寒试验、1000千米越野行驶试验,车辆连续行驶里程达165 000千米。该机还装在“豹”2AV坦克上与分别装有AGT-1500燃气轮和AVCR-1360-2柴油机的XM1坦克进行耐久性对比试验。德国政府批准联邦国防军从1979~1986年间采购1 800辆“豹”2坦克,MB873Ka-501发动机于1979年列入制式动力。发动机单价为171 000马克,占“豹”2坦克价格的20%左右。尽管60年代中期设想的MB870系列发动机至今付诸实现的只有MB873Ka-500、MB873Ka-501和MB871Ka-501,而且功率指标也未达到每缸110.3千瓦(150马力)的要求,但需要指出的是,MTU公司曾研制了MB873Ka-502发动机,功率达1324千瓦(1800马力),而且已达到生产水平,如果进行横向对比,这足以对MB870系列坦克柴油机的技术水准进行一个基本判断了。

一统天下的RH120

随着“豹”2坦克在整个欧洲范围内的大扩散,到了1990年代初RH120几近一统江湖,成为了继L7之后北约或者说整个西方世界除英、法之外的标准坦克炮(意大利尽管没有加入“豹”2俱乐部,但其“公羊”C1主战坦克在血统上仍然有着浓厚的“豹”2印鉴,实际上算是意大利山寨的“豹”2——作为这种说法的一个标志,其安装的44倍径120毫米滑膛炮虽然热护套、抽烟装置与RH120稍有区别,但主要技术却还是来源于RH120)。当然,L7105毫米线膛炮的装车量是创记录的19200门(含M60坦克的M68及M1坦克的M68E1),如果只凭上述3300余辆“豹”2(既便算上意大利人的“公羊”C1,也不过4000出头),两个数字差得也未免远了些,但如果将美利坚那个庞大的“艾布拉姆斯”家族统计在内,事情也许就不一样了。

1977年,德美两国在签定的正式文件中确认,德美两国的下一代主战坦克至少要在火炮上实现通用,而此时确定的XMl方案也的确是按照能装备120毫米以上级别火炮的余度设计的。不过1981年2月,美国陆军正式开始采购的7058辆M1装备的却仍然是英制L7A3105毫米线膛炮的美国许可证版本改型——M68E1(与M60坦克的M68基型炮有所不同。M68E1由于改进了摇架结构,并将摇架重量减到115千克,从而减少了在炮塔内所占有的空间)。反后坐装置也加以改进,带有液压驻退机和同心式复进机。其液压压力由原14.7MPa减至12.25MPa。该炮装有可测量炮管弯曲的炮口校正系统)。而在当时广泛装备120毫米或125毫米炮的同级主战坦克鲜明对比下(包括北约阵营中的“挑战者”1,“豹”2以及华约阵营中的T-64、T-72,T-80),美国陆军的这些M1未免成为了大车装小炮的笑柄。这种尴尬的局面直到1984年8月28日才告结束——这一天,装有进口德制RHl20 120毫米滑膛炮的M1A1正式定型,此后又经过历时半年的谈判,美德双方就美方引进RH120的全套技术资料在国内按许可证进行生产的问题最终达成了协议。

1985年2月,RH120的美国版本XM256 120毫米滑膛坦克炮设计定型(但在生产工艺上与RHl20有很大不同),装M68E1 105毫米线膛炮的基本型M1在生产了2 374辆后于当月停产,而量产型M1A1的生产线则于同年8月启动,并从1986年9月开始以每月70辆的速度下线装备部队,至1993年产量达5415辆。此后1993年美军又以M1A1为基础,推出了火控电子系统增强版的M1A2及M1A2SEP,但除了少量全新的试生产型车辆外,大部分M1A2/M1A2SEP是由M1A1乃至更早的M1改装而来,这使库存中装备M68 105毫米线膛炮的M1系列坦克数量骤减,装M256 120毫米滑膛炮的M1A1/A2数量占据了压倒性优势……

复合装甲技术不尽如人意

尽管打造了一个威名显赫的“坦克帝国”,但这样一个“坦克帝国”在技术上却并非没有短板,先进的复合装甲技术便是如此。德国虽然在二战后期进行过以二氧化硅做夹层的复合装甲的研究,然而在冷战中,由于对装甲防护的投入并没有得到足够的重视,德国坦克的复合装甲技术长期处于二流的地位。比如在早期的“豹”2A1上,正面主装甲只是包裹在外层均质钢装甲内的,由多层硬度在250BHN-600BHN的高硬度钢板组成的夹层,这些不同硬度的钢板按照一定规律排列,期间的缝隙使用耐火橡胶填充,构成混合型间隙装甲结构。按照国内某些科研机构分析的结果,“豹”2的主装甲夹层是由250BHN、430BHN和5 15BHN这三种高硬度钢板叠加组成的,同时从“豹”2A2开始又在钢板间隙中添加了聚乙烯,并添加锂和硼,以增强对核辐射的防护能力。虽然“豹”2采用的这种高硬度钢板的焊接极为困难,通常使用高压轧制工艺制成很薄的小块状,然后将不同硬度的钢板层叠,再用螺栓固定在主装甲中钢制的骨架上。可惜的是,这种自以为是的所谓多层硬度间隔装甲,在以3832为代表的苏联125毫米尾翼稳定脱壳穿甲弹的威胁下却不堪一击。20世纪90年代初的—次测试中,使用3BM32的T-72B型坦克分别在在1000、1500、2000米距离上对早期型“豹”2实车进行了实弹射击测试。实验结果表明,在1500米以内发射的15枚炮弹全部正面贯穿了用于实验的“豹”2A3坦克的主装甲,用德国人自己的话说“就像打奶油一样”,这件事对德国人震撼非常大,最终只得通过从英国采购出口版“乔巴姆”装甲技术的方法,对“豹”2后续型号的装甲进行升级。

结语

虽然由于种种复杂的原因,从二战到冷战,德国坦克在设计上始终没有建立起“正确”的理论模型,这使“坦克帝国”在某种程度上成为了一个畸形的帝国。然而,令人感慨的是,在部件、子系统和制造工艺上的异常先进性,却又使这个“坦克帝国”的结构性缺陷被掩盖了起来,结果在不同的视角下。人们对这个“坦克帝国”往往会做出大相径庭的评价……

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