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【授权转载:装甲辟谣】试验第三期:揭秘!扩膛技术的真相!(上)

2020-06-08 11:56 作者:耶格卡在豹2舱门上  | 我要投稿

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耶格&豹2:本人最讨厌的就是提及苏联、英国车,张口就来扩膛!


多年以来一直想写这个话题,有意无意地在收集资料,是时候写一篇了。算是正本清源,严肃认真地从头好好梳理一下英国几种坦克炮的来龙去脉,锤一锤某些道听途说胡编乱造的破烂文章。

全文内容比较多,预计会有6个Part,分成上中下三篇发。然而第一篇主要是做个铺垫,本篇并不会讲到扩膛技术,这有点标题党了。

本文部分图片资料来自《The Dark Age of Tanks》一书,同时也感谢作者David Lister提供的宝贵档案照片。


Part.1 通用坦克


1945年在柏林的胜利阅兵式上,苏联的新式重型坦克(恐大林-3)自然给英国带来了巨大的震撼,此时英国陆军的坦克不过是克伦威尔、彗星和丘吉尔,再加上美国提供的谢尔曼坦克。然而随着二战的结束,尽管苏联这个新的假想敌浮出水面,随之而来的却是经费的裁减。皇家坦克兵的编制大幅缩水,无法维持庞大的规模,授权B站耶格卡在豹2舱门上转载,也无力同时装备并维护多种车型。这一时期,英国淘汰了大量二战时期生产的旧式坦克,大多拆毁或转送给其他国家。

早在1943年蒙哥马利就有一个想法,可以用一种新型的坦克来兼任步兵坦克与巡洋坦克的职责,这种概念后来被称作通用坦克,也就是西方主战坦克概念的前身。英国的第一种可以算作通用坦克的设计,要从二战后期研制的A41重型巡洋坦克,也就是后来的百夫长坦克说起。

前两期提过的百夫长Mk.1,最初就称为A41

本来重型巡洋坦克项目,指的最早是克伦威尔,但实在名不符实(不到30吨),而且火力和装甲防护都太贫弱,所以之后又搞了个真正的重型巡洋坦克A41。A41最初作为装载17磅炮的重装甲巡洋坦克研发,拥有大威力的主炮、厚重堪比步兵坦克的主装甲和良好的机动性。最初还计划为其研制一种孪生的A45重型步兵坦克,但新的假想敌出现之后,军方决定要立刻为皇家坦克兵全面换装A41坦克。临时赶鸭子上架的A41实际上并非按照通用坦克的需求设计,要满足一车多用的需求,既需要设计上的妥协,也需要大幅度的改装,故而这种换装起初只是一个临时措施。反倒是研制进度较慢的A45有时间按照新的标准修改设计,成为真正的通用坦克。

设想中的A45通用坦克

修改后的A45相当于A41的全面升级,具有厚度、倾角更大的装甲,口径更大的20磅坦克炮(83.4mm),功率更大的发动机(将流星发动机从化油器式改进为喷油式)。相较于取消了车体的副驾驶员以布置弹药架的A41,A45仍保留副驾驶,以操作航向机枪等武器。这一落后于时代的设计,实际上是“通用坦克”概念的需求导致的:通用坦克概念要求能够将战斗坦克改装为特种坦克,比如说加装连枷式扫雷具成为扫雷坦克,授权B站耶格卡在豹2舱门上转载,但为了驱动连枷式扫雷具,需要从动力系统分出一部分动力,设计时就需要在发动机和变速箱之间留出一个分动箱。又比如说,加装喷火器成为喷火坦克,对于A41来说,要么安装一具由驾驶员操纵的喷火器,这导致驾驶员工作负担加重;要么取消车体弹药架,布置专门操作喷火器的射手,这样又会增大改装工作量,且载弹量明显减少。

博文顿的这辆百夫长Mk.3坦克曾经是百夫长喷火坦克的原型车,其车首车尾均有改装痕迹

A45最初计划通过车体首上的球形机枪座安 装 航 和谐 向 机 枪或喷火器,但设计最后改为在左侧翼子板上增加一个装甲鼓包以布置航向机枪或喷火器,也就避免了在首上装甲开口的麻烦。

A45原型车,炮塔是借了百夫长的。左侧翼子板上有航向机枪鼓包

关于A45的炮塔,实际上一直没有正式确定设计,整个研制过程中要么是用百夫长炮塔,要么是用加装配重的百夫长炮塔来顶替;不过A45的武器倒是基本确定:在所有的战斗坦克中,90%的A45将安装20磅坦克炮(83.4mm),而10%的A45将安装95mm支援榴弹炮。除此之外还会研制一种具有炮塔的战斗工程车型(AVRE-T),配备类似于丘吉尔AVRE的重型爆破炮。按照计划,A45将使用潜望反射式瞄准镜(Reflector cum periscope),这样可以避免传统望远式瞄准镜需要在炮盾上开孔的问题。同时,研制部门找到海军,借来一台Mk.63型舰用1.8米光学测距仪,作为坦克光学测距仪研制的参考。A45将具备相当先进的火控系统:主炮双向稳定,并配有光学测距仪和火控计算机,测距后炮控系统可以自动调炮。但很可惜的是由于没能造出实物炮塔,A45的火控系统设计仅停留在纸面上。

1946年中,英国陆军系统发生了重大变革,正式取消了巡洋坦克与步兵坦克的分类,原有车辆装备的A编号系统也被FV编号系统取代。原有的A41及其变型车辆被重命名为FV4000系列,其中的FV4007也就是大家现在熟知的百夫长坦克;原有的A45及其变型车辆则重命名为FV200系列,主要型号是FV201通用坦克。到了1947年10月,按照原定时间表本该进入服役阶段,制造出120辆的FV201坦克,此时只造出了1辆原型车,进度大幅落后。FV201的研制最终在无尽的拖延中草草落幕,但FV200的故事并未到此结束。


Part.2 更大口径的坦克炮


自A45/FV200系列设计之初,就一直有声音批评其火力太弱,需要重新审视火力性能。1948年,早先服役的百夫长坦克也开始换装20磅炮,具备了与FV200相当的火力性能。火炮设计局内部为了这件事一度也吵得不可开交:有人提出要研制一种4.5英寸火炮(114mm),发射更大的脱壳穿甲弹;但也有人提出反对意见,认为更大的穿甲弹对钨合金的消耗巨大,就算研制更大口径的火炮,也应该借助弹托适配20磅炮(83.4mm)的穿甲弹芯,通过提升初速来增强穿甲性能。上述讨论由于新式的20磅炮Mk.2型脱壳穿甲弹开始配备而暂时搁置,但火炮设计局基本上达成了一定程度的共识:需要某种新的“萤火虫”,即增设一种火力更强的FV201坦克。

不久,FV200系列迎来了一个新的转折点:1948年10月19日,上级要求火炮设计局提交一份FV200系列反坦克火力改进方案的报告,并给出了相关硬性指标和推荐指标。按照要求,相关火力改进方案可以暂不考虑高爆弹、烟雾弹等辅助弹种的需求,最少应能携带30发炮弹,并可以采用弹头-金属药筒结构的两段式分装弹药。

这里实际上相当于提出了坦克的一种新的分类标准:不再根据车的重量进行分类,而是根据车辆搭载的火炮进行分类。搭载中等口径中型火炮,例如英国20磅炮(83.4mm)和美国90mm炮的坦克,具有较高的射速和较大的载弹量,对大部分目标具有良好的持续火力和压制性能,是优秀的支援火力。耶格卡在豹2舱门上转载,如果你在非B站专栏看到这句话,即为盗稿请举报。看到但中型火炮对重型装甲目标则缺乏有效的打击能力。搭载大口径重型火炮,例如4.5英寸炮(114mm)、120mm炮乃至更大口径火炮的坦克,射速相对较低,火力持续性不足,同时由于载弹量有限,难以分出足够比例的炮弹用于火力支援。但重型火炮对重型装甲目标能够给予有效毁伤。由此,搭载这两类火炮的坦克分别称为中型火炮坦克(Medium Gun Tank)、重型火炮坦克(Heavy Gun Tank)。

很快,火炮设计局已开始着手与美国方面合作研制一种120mm坦克炮,用于改进FV201通用坦克,但关键的FV201本身却走到了山穷水尽的地步:上级一再催促尽快进行实车测试,结果项目磨磨蹭蹭了五年,还是只有几辆原型车。1949年6月22日,在FV201的第33次设计会议上,正式宣告了通用坦克计划的失败。同年7月12日,FV200系列坦克的火力改进方案获得了批准,新的坦克设计编号为FV214重型火炮坦克,重量60吨级,舍弃了不切实际的一车多用概念,取消航向武器和副驾驶,取消分动箱预留空间,以节约车内容积和重量。与FV214一同诞生的还有FV221中型火炮坦克,实际上是为了尽快把底盘系统送去部队进行测试,先生产一小批安装百夫长Mk.3炮塔的车型。FV221和FV214的底盘部分是完全相同的,在FV221的测试过程中动力、悬挂、行走装置暴露的问题,都可以及时地反馈到FV214的设计中进行修改。总之,FV221卡那封的第一辆原型车于1952年4月投入测试,按计划到1953年可造出约20辆FV214征服者。但计划又一次落空,直到1955年首批21辆FV214征服者才交付BAOR,主要用作测试。

卡那封重型坦克,实际上只相当于征服者的底盘系统验证车

FV214的炮塔部分设计从1950年开始进行,最初设计方案中,正面厚度13.5英寸,侧面厚度7英寸,炮塔重量18.5吨。这种炮塔的形状,据设计者自己在文档中的注释,是受到了IS-3炮塔形状的启发:炮塔主体呈现半蛋型,火炮耳轴位置向前突出座圈,以使火炮后座长度不超出炮塔座圈后方。炮塔尾部的设计则有较大不同,在炮塔尾部安装有火控转塔(Fire Control Turret,FCT)。最初的设计中,火控转塔顶部配有光学测距仪,内部设有车长和炮手座席。按照设想,车长控制转塔对准目标并完成测距,之后炮手接管控制,按动调炮开关,使主炮对准目标并根据测距结果装定射表。这一设计在博文顿的皇家坦克兵总部被盛大地吐槽了一番,因为在炮手忙着交火时,车长无法控制火控转塔搜索目标、测距,“没事可做,闲到玩手指头”。因此,后续设计将炮手重新放回炮塔内,车长则仍留在火控转塔内,车长将测距完成的目标移交给炮手后,可以自由决定下一个迎击目标,或者操纵指挥塔机枪。

车长火控转塔内布局,左侧是俯仰把手,右侧是方向把手,面前则有测距仪目镜、观察镜等

这里补充一部征服者重型坦克火控教学片:

https://www.bilibili.com/video/BV1At411z7F9

征服者坦克配备的主炮是120mm L1坦克炮,最初是出于美、英、加三国通用弹药的考虑,选择了相同的药筒规格,这是一种弹头-金属药筒结构的两段式分装弹药。火炮设计最初以T34重型坦克的T53坦克炮为基础,但由于该火炮过重(3.5吨),美、英两国决定不走这条技术路线,另想办法。美国计划分两步实现,先研制膛压较低的T122(38000psi,约262兆帕),再进一步研制膛压较高的T123(48000psi,约331兆帕)。由于美英双方约定研制的火炮最终要有一致的内弹道性能,英国方面决定直接研制膛压较高的型号,这也就是L1。

美国120mm T123线膛坦克炮配备的弹药

不过虽然弹药规格和内弹道性能一致,两种火炮实际上并不能真的直接通用弹药。在交换测试中,英国发现美国的弹药无法正常装填:放进穿甲弹的弹头之后,金属药筒在装填时无法完全塞进炮膛。这大概是因为美国炮使用全口径穿甲弹,膛线起始位置比英国炮要更靠前一些,炮弹在英国的炮管里已经楔入膛线,药筒底部却还在炮闩镜面后,导致炮闩无法闭锁。研究后发现,如果把药筒前端的胶木防潮盖锉掉一部分,就能完成装填、正常击发。如果你在非哔哩哔哩专栏看到这句话,本篇就是盗稿请举报。除了闭锁问题以外,美国的发射药配方与英国不同,燃烧后积碳较多,容易造成击发机构堵塞,进而导致不发火故障;此外美国的全口径穿甲弹对内膛的磨蚀也要更大一些,每发炮弹约0.0016英寸,大约相当于英国脱壳穿甲弹的两倍,换句话说对身管寿命有较大不良影响。


在西德境内进行射击训练的征服者重型坦克

征服者坦克配备的L1坦克炮威力巨大,开火时装填手必须抓紧扶手,以免被剧烈的后座甩得四处碰壁;强大的后座力甚至会影响车载电气设备,辅助动力系统的断路器开关会因为开炮时的剧烈震动,每打几发炮弹就有几率断开。又粗又长的炮管大幅前伸超出车体,在接近地形障碍时可能碰撞地面,导致异物进入炮口。有人提议在行驶时可将火炮调整到最大仰角避免触地,但如果是坦克从反斜面后向前行驶进入棱线射击位置(hull down)的情况,提前抬起的炮管显然会暴露车辆所在位置。但当时并没有可以替代L1火炮的方案,因为当时的英军只有L1坦克炮能用APDS和HESH可靠地击毁IS-3。


征服者的炮管向前超出车体近4米

值得一提的是,1949年6月22日的设计会议上,火炮设计局首席工程师提出也可以把120mm坦克炮装在未来的中型坦克上,但即使是征服者坦克的载弹量也仅有35发,这样的载弹量对于一种中型坦克设计来说实在是太少,因而被否决了。不过后来火炮设计局又出了几份补充报告,讨论了未来一段时期内三种主要的反装甲弹药技术发展前景,以及直射火炮武器发展趋势。在其中一份补充报告中,第一次提到一种105mm高初速坦克炮的设想。

(未完待续)

大英快乐车


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