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漫談坦克(三):坦克的防護力
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YST
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龍公主 馬賽博物館2025 歐遊之旅
kalor
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地球的兩極
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坦克的特性是不但能打人,也要能挨打。所以既要有無堅不摧矛,也要有能擋住任何矛的盾。防護力是坦克必須追求的,除了要防炮彈和反坦克飛彈,還要防核生化武器的攻擊。前者需要裝甲;後者需要過濾系統。

 

1. 裝甲(armor)

 

在所有的防護力中,最重要的就是裝甲(armor),這是坦克與自行火炮最大的不同。

 

坦克的裝甲有三種:均質裝甲、複合裝甲和反應裝甲。

 

甲. 均質裝甲

 

均質裝甲就是用單一材料所製成的裝甲,最常見的就是鋼,也有用鋁合金或其他合金的。70年代以前的坦克幾乎沒有例外都是用均質鋼做裝甲,因為最堅固、最容易製造、價格也相對便宜。

 

所以那個時代坦克防禦能力的大小自然就由均質鋼裝甲的厚度來決定。 

 

乙. 複合裝甲

 

隨著反坦克砲彈、導彈、火箭彈的威力不斷增加,坦克的裝甲就不斷加厚,但是這樣一來重量很快就上升到機動能力受到太大的制約,終於到了一個地步坦克的均質裝甲無法再增厚、也無法抵禦這些反坦克武器的攻擊。

 

於是人們想出用不同的材料做成好幾層裝甲,通常都選擇密度差異很大或化學性質差異很大的材料。這種多層不同材料做成的裝甲就叫做「複合裝甲」。

 

複合裝甲有什麼好處呢?

 

不論是動能彈還是化學能彈,當它攻擊複合裝甲的時候每穿透一層都要消耗掉一定的能量,更重要的是由於每一層的密度和化學性質非常不同不論是穿甲彈的彈芯還是化學能彈的超高速金屬射流都會改變方向,這個方向改變甚至會把穿甲彈的彈芯折斷。因此複合裝甲防禦穿透的功能比均質裝甲高很多,通常在兩倍以上。

 

複合裝甲很早就有人想到,不過是蘇聯最早把它運用在T-72坦克裝甲上。

 

複合裝甲所用的材料很多,有的是金屬,有的是非金屬。

最常用的複合材料是內外兩層用鋼中間是陶瓷。美國最不計成本,用不能核分裂的鈾238和鋼做成貧鈾裝甲用在M1A2上,這大概是全世界最堅硬的裝甲了。

 

大家都知道天然鈾礦的成分超過99%是不能核分裂的鈾238,真正有用可以核能發電也可以做原子彈的的鈾235不到1%。這分離出來以萬噸計的鈾238其實是個廢物。於是美國廢物利用,用它來做裝甲,也用它做「尾翼穩定脫殼穿甲彈」的彈芯。

鈾的硬度非常高,做彈芯特別適合,缺點是對環境造成污染。鈾的密度非常高,是鋼的兩倍,與鋼配合作成複合裝甲效果特別好,缺點是非常重,導致M1A2非常重,將近70噸。

 

除了上述的複合裝甲,還有其他的材料,包括一些非金屬材料。中國的複合裝甲就包括一種特殊高強度的非金屬纖維。由於每個國家研發出來的材料各不相同,複合裝甲的層數也不同,可以多到五、六層,效果自然各不一樣。所以複合裝甲的製造和性能都是機密。

 

另一方面,由於複合裝甲的性能和它的厚度沒有直接關係,所以當軍事專家談到複合裝甲的時候,它的性能都用相當於均質鋼多少毫米來表示,這樣對於不同的複合裝甲我們就有了可以比較的基礎。

 

 

丙. 反應裝甲

 

所謂反應裝甲就是在兩層鋼中間安裝惰性炸藥。惰性炸藥對小的衝擊,譬如子彈和小口徑砲彈,不會做出反應。但是遇到反裝甲武器的巨大衝擊就會爆炸,爆炸的衝擊波是向外的,這就抵消了反裝甲武器的衝擊力道。所以反應裝甲又稱「爆炸反應裝甲」(explosive reactive armor)。

 

如果你看到坦克的正前面和炮塔四周有排列非常整齊的小方塊裝甲,那就是裏面裝了惰性炸藥的反應裝甲,見下圖。

 

 

圖15:中國的96式改主戰坦克,正式代號 ZTZ-96G。

 

這應該是一輛剛出廠全新的 ZTZ-96G,正用火車運往分配的部隊。坦克的正前面和炮塔四周的反應裝甲清晰可見。96G是96式的改型,它們外型最大的差別就是96G的砲塔採用了楔形模塊反應裝甲與德國的豹2A6相似。96G的正面防護能力相當於700毫米均質鋼板,與美國的M1A2相等。

 

反應裝甲的好處是模塊化,可以加裝,也可以取下來,視戰場威脅的程度而定。

 

反應裝甲是有缺點的,最明顯的缺點就是當它爆炸的時候有可能會傷到隨行的步兵。

 

和複合裝甲的情形一樣,由於反應裝甲的性能和它的厚度沒有直接關係,所以當軍事專家談到複合裝甲的時候,它的性能都用相當於均質鋼多少毫米來表示。

 

2. 一個簡易、有效又有趣的裝甲

 

在上一篇文章「漫談坦克(二):坦克的火力」我們談了很多反裝甲砲彈的種類和工作原理,其中化學能彈特別引起軍事家的興趣。

 

想想看,動能彈是靠彈芯的高速度用蠻力穿過裝甲,要得到這麼高的速度(動能)必須用高膛壓的大炮才能辦到,談何容易,對游擊隊而言根本不可能。

 

化學能彈正好相反,它不需要高速度,只要能打到裝甲就行,這就容易多了。化學能彈是靠特殊錐形裝藥把彈頭化成一股超高速的金屬射流,這個速度高達音速的25倍,大約每秒八千公尺。注意這時候彈頭的金屬已經化成液體,就像水一樣。這股超高速的金屬射流具有很強的腐蝕能力(也就是切割能力)可以穿透彈頭口徑七倍的均質裝甲,非常厲害。

 

化學能彈最適合裝在肩扛式火箭彈上,任何單兵扛一個火箭彈躲在暗處就可以對任何裝甲車輛構成威脅。火箭彈的英文原意是火箭助推手榴彈(Rocket Propelled Grenade,簡稱RPG) ,上一篇說過是非常有效的破甲武器。

 

火箭彈最重要的長處就是小、輕、又便宜,非常的便宜,便宜到已經泛濫了全世界,第三世界的游擊隊幾乎人手一枚。

 

 

圖16:北韓的火箭彈(RPG)部隊正步通過閱兵台。

 

美國在伊拉克的駐軍就被這種無處不在的火箭彈搞怕了,幾乎到了草木皆兵的地步。大家要知道不是每個裝甲車輛都裝有昂貴的複合裝甲,大部分的裝甲車輛都是均質裝甲,這種裝甲車一發火箭彈就報銷了。於是有聰明的老美發明了一個簡易、非常有效又有趣的裝甲,由於它長得像鳥籠,被大家戲稱為“鳥籠裝甲”,見下圖:

 

 

圖17:美軍裝甲車的在伊拉克發明的“鳥籠裝甲”

 

讀者一定會問:這個可笑的“鳥籠裝甲”真能防禦火箭彈嗎?

答案是:是的,100%有效。

 

化學能彈的關鍵是在錐形裝藥裏面的炸藥爆炸的時機(timing),它必須發生在距離裝甲一定的距離,一個非常精準的預設距離,這個距離是由彈頭引信的觸針來決定。“鳥籠”的作用就是提早觸發火箭彈的爆炸。

 

火箭彈的動能很小,不可能從鳥籠中間穿過而撞擊到目標裝甲。

如果火箭彈的引信觸針撞擊到“鳥籠”而爆炸,這個“鳥籠”距離裝甲有二十公分的距離,錐形的金屬射流空飛了二十公分已經不成形了,無法對目標裝甲進行切割。

如果火箭彈的引信觸針沒有撞到“鳥籠”,那麼火箭彈就不會爆炸,更不可能造成傷害。

 

看到沒有?沒有什麼便宜是可以白佔的。火箭彈用取巧的方式來破甲,別人就可以用同樣取巧的方式來騙火箭彈。呵呵呵!

 

3. 核生化的防禦

 

核生化就是核子(Nuclear)、生物(Biological)和化學(Chemical)武器,老中叫“核生化”,老美叫“NBC”。

 

面對坦克群的進攻,敵人防禦的方法有可能是使用核生化武器,尤其是戰術性核子武器。現在先進的坦克都有防禦核生化的裝備,效果如何就不知道了。

 

防核是指防核輻射,也包括防中子彈;

防生是指防生物戰,就是防細菌和病毒;

防化就是防化學戰,主要是防毒氣。

這就是老中說的“三防”。

 

“三防”裝置由放射線警報器、毒劑警報器、控制機、關閉機、密閉裝置、濾毒和通風裝置等組成。坦克一旦遭遇核生化的攻擊警報就會響起,同時控制機就會關閉車輛的窗和孔,通風和濾毒裝置開始工作,過濾裝置輸送潔淨的空氣供車內人員呼吸。

 

最先進的三防裝置都採用超壓式,所謂超壓就是超出大氣壓。也就是說超壓式坦克艙內的氣壓比大氣壓力稍為高一點,這樣就可以保証坦克外的有害空氣不會進入坦克艙內。

 

 

這種超壓設計在現代化的高樓裏被普遍採用,通常是用在樓梯間。這是因為在火災中死亡的人多半是被煙熏死的,不是被燒死的,因此現代化的大樓在樓梯間平時就採用超壓輸送空氣的方式,這對保護大樓住民與訪客的生命非常有效。一遇到火警,大樓裏的人就立刻走樓梯逃出大樓,由於樓梯間的空氣是超壓的,所以煙不會進入樓梯間,只要樓不垮就可以成功逃命。

 

比較落後的三防裝置採用個別式,也就是個別防護。當坦克的警報響起的時候,車內人員各自穿上防護衣和戴上防毒面具。這種個別式的三防裝置有兩個重大缺點,一是穿戴防護衣和防毒面具會使作戰效率大為降低,二是坦克艙會遭到污染。

 

超壓式的三防裝置不需要個人防護裝置,可以有效地繼續執行戰鬥任務。

 

坦克的三防裝置最早出現在50年代末期,60年代被大多數主戰坦克採用。

70年代以後研製的主戰坦克都有三防裝置而且多半是超壓式。

 

“三防”的話題超出YST的知識,所以只能說到此。歡迎讀者補充。

 

 

(未完待續)

 

漫談坦克(四):坦克的機動、通訊、維護與升級

 


清晨獨自慢跑的 YST

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也談裝甲
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Hu145694
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YST
ThanksYST(台灣省)
riquelme

市長對於裝甲說法大致說得通,可惜不少細微處不夠正確,首先談但原始裝甲部份,沒錯,戰車防禦力是以均質裝甲厚度做為標準,但是更正確的說法是碾軋鋼板,但因為不能造成各種形狀,所以基本上是用在戰車車體,至於砲塔則是用鑄鋼製造,原因是鑄鋼可以靈活鑄造成各種形狀,美國從M4到M60戰車,前蘇聯的T34到T80戰車的砲塔一律都是鑄鋼製造,彈是同樣厚度之下,他的防禦力比起碾軋鋼板降低百分之五。

       至於複合裝甲部份,說他的防禦力跟厚度無關是外行的說法,複合裝甲通常都作得很厚,原因是它的體積很大,而且不能做成複雜型狀,所以使用複合裝甲的戰車不論是車體與砲塔外型都是方方正正的,這是它的缺點,當然成本也非常高。計算複合裝甲的防禦效果不是用碾軋鋼板厚度來計算,而是重量來計算,而且根據不同彈種,數據是不一樣的,最早公開(不是出現)的複合裝甲是英國的查布罕裝甲,期初期型號對於成型錐裝藥彈頭的防禦力是同等重量得均質裝甲的二點八倍,而美國最新的衰變鈾複合裝甲則提高到五倍,所以目前M1戰車的砲塔正面對於化學能彈的防禦力是相當於1300公厘的均質裝甲,對於動能彈的防禦利則相當於600至700公厘的均質裝甲。

     最早使用複合裝甲的戰車也不是前蘇聯的T72,而是T64,但前蘇聯的複合裝甲在砲塔部分不太一樣,他是將複合裝甲做成圓球狀排列好,再將它們與鑄鋼鎔鑄成一體,可說是鋼鑄砲塔與複合裝甲砲塔的一種結合,所以光從外表看,與鑄鋼砲塔沒兩樣。

       至於市長所說的美軍史崔克裝甲車得防禦化學能火箭彈柵網裝甲,其實根本就不是美軍的發明,最早使用類似方式的是二戰的德軍,他們用鋼絲編織成版塊狀裝甲,架設在三號與四號戰車的車體與砲塔兩側,用來防禦聯軍的巴祖卡火箭筒,接著在戰爭末期前蘇聯為了對付德軍步兵大量裝備得鐵拳火箭彈,就將從敵國百姓家中搶來的彈簧床裡的金屬彈簧墊裝T34/85的兩側。以提前引爆鐵拳火箭彈。

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墨菲定律,哈哈
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我的护球像亨利
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“你手中的装备是出价最低的竞标商所提供的。”
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經過裝備保養後防護力下降是有可能的
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zZ
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記得我在當兵的時候,看過一份報紙,上面有個廣告說是「除了拐拐(上面那個有密碼)和槍機(還是槍管...我忘了)我們都可以幫你準備」,也就是說如果裝備破舊或是失蹤,到頭來是靠外面廠商補齊的,至於補齊的東西是什麼用料就很難說了,但是外表絕對是滿分就是了,只是不知道坦克的裝甲板他們能不能做。
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保用期限?
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非常容易滑倒
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YST

金屬主要的問題就是金屬疲勞,若是無承受太大力量且沒生鏽的話應該還好

M41在陸戰隊的用途就是支援登陸,太重的裝甲反而在沙灘上存活率低

因為是輕裝甲的關係,所以時速可達72KM/HR,一般機槍應該都能防禦

YST市長,抱歉,借用版面討論一些M41的雜事

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打穿?
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非常容易滑倒
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你學長是不是唬你呀?50機槍能打穿裝甲?沒聽過

目前國軍最舊的戰車應該是M41,也沒聽說防禦不了50機槍,

50機槍是用在戰車防空用的........

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冲出地球 迈入太阳系
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diyago
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坦克...没兴趣..

战斗机/歼击机/大型水面舰艇...比较赶兴趣

激光武器(雷射武器)/磁脉冲/太空科技/...很感兴趣.

核聚变装置/反重力引擎/大陆架震荡武器.....灵!!

希望可以看到市长着重对科技前沿的武器装备做下系统总结.

__科学源自于梦想
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现在的“核废料”可不再是做炮弹的了
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紫气东来
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元君
riquelme
YST

目前大规模的核电建设计划,对于日益枯竭的铀矿资源而言,是个矛盾日深的关系。其关键症结在于目前国际上使用的压水堆核电站存在核燃料利用率低的问题,铀矿资源中只有占蕴藏量0.66%的铀-235能够在提纯处理后作为核电站燃料,而其余占天然铀99.2%以上的铀—238则只能做核废料处理。预计到2030年,世界上易开采的低成本铀资源的80%都将被消耗掉。而那时,核电站可能出现无米下锅的尴尬局面。
而快中子增殖反应堆则完全能够解决这一问题,它可以将带有放射性的铀—238从核废料变成核燃料,使铀矿资源利用率从1%提高到70%以上。一举解决铀矿资源枯竭,核材料利用率低,和核废料难以处理等三大棘手问题。我国的快堆在世界上处于领先地位,哇哈哈哈................

快堆是快中子增殖反应堆的简称,这是堆芯中核燃料裂变反应主要由平均能量为0.1Mev以上的快中子引起的反应堆,其重要特点是在消耗核燃料的同时,产生多于消耗的核燃料,真正做到核燃料越烧越多,核废料越烧越少。
快堆不用铀-235,而用钚-239作燃料,不过在堆心燃料钚-239的外围再生区里放置铀-238。钚-239产生裂变反应时放出来的快中子,被装在外围再生区的铀-238吸收,变为铀-239,铀-239经过几次衰变后转化为钚-239。在大型快堆中,平均每10个铀-235原子核裂变可使12至14个铀-238转变成钚-239。这样,钚-239裂变,在产生能量的同时,又不断地将铀-238变成可用燃料钚-239,而且再生速度高于消耗速度,核燃料越烧越多,快速增殖,所以这种反应堆又称"快速增殖堆"。
在这种堆中,每消耗1公斤易裂变燃料可以产出多于1公斤甚至高达1.5公斤以上的新的易裂变燃料(钚)。多生产出来的燃料可以用于新建快堆,新快堆又进行增殖。从效果看,快堆运行中真正消耗的不是开始放进去的易裂变燃料铀—235,而是占天然铀99.2%以上的铀—238。所以在发展压水堆的基础上再发展快堆,考虑钚的再循环和损耗,可将铀资源的利用中提高到60-70%。由于利用率的提高,更贫的铀矿出有了开采的价值,就世界范围讲可采铀资源将增加千倍。所以说,把快堆发展起来,裂变核能将成为几乎不可耗竭的能源。
因此,现在的“核废料”可不再是做炮弹和装甲的了,而是生火的。
还有,市长在介绍坦克火力时不强调炮射导弹;现在介绍坦克防御力却不说现代坦克的主动防御系统和被动防御系统。这是为啥啊?


方如行义,圆如用智,动如逞才,静如遂意。



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