理论不如实战,从俄军损失惨重的坦克看中国坦克的装甲水平

前言:俄乌战争中,俄军精锐尽出,T-72B3M、T-80BVM以及最新的T-90M坦克都派乌克兰战场,然而在西方反坦克武器面前损失惨重,俄制坦克设计低矮,储存大半弹药的自动装弹机配置在最脆弱的车身中间,一但被击中,引燃的弹药就像一串鞭炮般陆续殉爆,屡屡出现炮塔被炸飞的情况,让人担心的同样设计的中国坦克防护力。

一:苏联坦克装甲水平

最早期的坦克装甲只是含碳量1.7%的锅炉钢,二战时装甲升级为轧制均质钢装甲,在中低碳钢中加入2%-6%镍、1%~2.5%铬、0.2%~0.6%钼就制成屈服强度提高一倍的镍铬合金钢装甲,达到720~900牛/平方毫米,二战中还出现了铸造钢装甲、双硬度装甲、渗碳钢装甲、间隙装甲,德国“虎”I坦克在镍铬锰合金表面渗碳硬化钢,防护效果相当于普通均制钢厚度的125%,直接碰碎苏军76.2毫米普通匀质穿甲弹,迫使苏军不停地增大反坦克炮口径以应付德军的装甲,但这种装甲比普通均制钢重50%,而且大大降低韧性,无法抵御被帽穿甲弹、空心穿甲弹,容易大面积崩裂,

二战后的苏联坦克总结二战的经验后开始研究强度与韧性结合的铸造装甲钢材,并通过真空冶炼、电渣重熔、真空脱气等钢铁冶炼技术使装甲钢的杂质降至0.01%以下,制成75II铸造装甲钢和52C轧制装甲钢,广泛用于T–54/T-55以及T-62坦克铸造炮塔。但-54、T-55以及T-62等坦克无法应对聚能装药破甲反坦克火箭筒,如果常规铸造均质钢装甲要抵御西方聚能装药破甲反坦克武器炮塔厚度要达到250毫米才行,但重量就居高不下,苏联科研部门提出使用复合装甲的构想,T-64坦克的复合装甲是高硬度合金钢+三氧化二铝陶瓷球+含铅的特种纤维板+高硬度合金钢组合而成,陶瓷球排列在钢套中以聚亚氨酯填充缝隙,当射流穿透进入时,不规则排列的陶瓷球和聚亚氨酯的空隙使射流受到不同方向的挤压而受到破坏,

T-64B坦克装备氧化铝陶瓷复合装甲后,对穿甲弹防御力是450毫米,对破甲弹是600毫米,但造价昂贵。大批量装备的T-72坦克改用造价低廉的石英玻璃纤维,石英玻璃纤维在1100摄氏度的高温下也能够耐受剧烈的热冲击,通过层叠交替的玻璃纤维层碎裂晶体碎块不断破坏金属射流,T-72的炮塔有104毫米石英玻璃纤维,对穿甲弹防御力是350毫米,对破甲弹是500毫米,T-80坦克装甲结构上和T-64坦克区别不大,只是夹层排列层数更多,T-80B坦克则不再使用陶瓷球,而是采用整齐交替排列在高强度合金架子上的六边形柱状陶瓷,这种陶瓷制作过程是先装入钛合金管中密封,再按照蜂窝状阵列排列在高强度钢模具中,再用聚亚氨酯橡胶填充间隙,炮塔的装甲结构是30毫米高镍钢+50毫米高氧化硅玻璃纤维+70毫米陶瓷柱+20毫米高镍钢。

后来重新设计的T-80U坦克采用生产工艺复杂的第二代蜂窝陶瓷装甲和“接触”-5型爆炸反应装甲,造价非常高昂,使得T-80U生产进度非常缓慢,导致在俄罗斯坦克选型中落败,俄罗斯选中大量装备苏联陆军的T-72B坦克,T-72B的主装甲结构类似T-80B,由大量小型膨胀反应层层层叠组成,每个膨胀反应层由15毫米钢板加10毫米耐火橡胶加8毫米厚钛合金压制组成,再以55度倾角排列在炮塔夹层中,通过反复冲击穿甲弹芯,使弹芯扭转,最终完全破坏侵彻,对穿甲弹防御力是520毫米,对破甲弹是600毫米。

二:俄军坦克装甲水平

俄军在1995年选定将T-72B升级为T-90作为下一代主战坦克装备军队,面对西方反坦克弹药不断提升的压力,T-90的装甲进行了脱胎换骨的升级,用第三代蜂窝陶瓷装甲增大炮塔装甲厚度,这种装甲是在多层并列排放的合金框架布置大量蜂窝状金属套,套内串列大量“凹”形金属碗,射流/弹芯产生巨大的冲击波会使金属碗变形,但速度与射流/弹芯有极大速度差,使金属碗猛烈挤压射流/弹芯,从而最终阻止其侵彻,T-90坦克也配备有“接触-5”爆炸反应装甲,爆炸反应装甲从80年代后就是苏联坦克的标配,早期接触”-1爆炸反应装甲外壳较薄,小口径弹药射穿会发生殉爆,而且钝感炸药对1500~1800米/秒的穿甲弹不敏感。

因此苏联设计出了“接触”-5重型爆炸反应装甲,装甲盒内有一块铝合金抛板和一块钢抛板,被击中时外壳钢板和第一块抛板被来袭弹药引爆的炸药“迎头”破坏来袭弹药,接着两个抛板中的陶瓷、玻璃钢继续扰乱来袭弹药,之后第二个抛板继续切割和扰动来袭弹药,使来袭弹药受到不均衡力导致其“翻滚”,从而极大地降低侵彻力。“接触”-5爆炸反应装甲广泛安装在所有苏俄坦克上,T-72B和T-90A坦克装备接触”-5爆炸反应装甲后增重4.5吨,未安装“接触”-5反应装甲时,T-90坦克对穿甲弹防御力是570毫米,对破甲弹是900毫米,安装之后就分别为810毫米和1250毫米,

1996年,美军使用M829A1贫铀穿甲弹在1500米处无法毁伤装备有“接触”-5爆炸反应装甲的出口型T-72,1999年德国的打击试验中只有DM53才穿甲弹可勉强击穿装有“接触”-5的T-72坦克,但“接触”-5无法防御拥有串联战斗部导弹和M829A2/3系列穿甲弹。2006年,全新“化石”爆炸反应装甲开始服役,防护能力分别达到了800毫米/1200毫米:试验中的“化石”成功抵御“海尔法”重型反坦克导弹,对高速穿甲弹的防御能力也提高了提高92%,在叙利亚和乌克兰冲突中,配备有“接触-5”爆炸反应装甲的T-72B3型坦克能防御一、二代反坦克导弹与80年代中期的俄制3BM42型穿甲弹,无论是炮塔还是车首基本都没有被击穿,

战场上被击毁的T-90型坦克全部是侧面等其它部位击穿后损毁的,出于成本方面考虑,T-90M坦克并没有加装“化石”爆炸反应装甲,T-14坦克上安装的“阿富汗尼特”主动防御系统也不见踪影,面对乌克兰大量的标枪反坦克导弹的攻顶式打击,T-90型坦克并没有多少办法,厚重的前装甲毫无用武之地,从而损失惨重,俄军连前苏联生产的阿公级的T-62坦克也从仓库中拉出来运往乌克兰作战了。

三:中国早期坦克装甲水平

中国在951–1955年期间,采购了大量T-34/85中型坦克和IS-2斯大林式重型坦克,开始迈向装甲机械化,1955年中国从苏联获得了当时世界上最先进的T-54坦克全套图纸及样车,开始仿制生产59式坦克,59式坦克车体正面使用120毫米MBIIl铸造装甲钢来制造,炮塔使用200毫米MBIIl铸造装甲钢一次浇铸成型,硬度和淬透性均是世界顶尖水平,但由于中苏关系破裂,苏联不再供应装甲钢和镍铬材料,59式坦克的批量生产陷于瘫痪,中国开始自力更生,誓师一定要搞出自己的高镍合金钢,苏联的装甲钢含镍量高达3.8%,含铬量为1.9%,一辆59式坦克要一吨镍和半吨铬,镍和铬中国当时无法生产,又买不到,唯一的办法就是用稀土代替镍铬,但这种无镍装甲钢流动性不好,甚至堵住钢水口。

经过一系列技术攻关才研制成硬度为HB290的601型铸造装甲钢和硬度为HB305的603型轧制装甲钢,完全达到了苏制装甲钢的性能,在此基础上又研制出了性能较好的601A、622、623型铸造钢和610、611轧制装甲钢,均用于产量达万辆之多的59式坦克。但此后中国坦克技术陷入了停顿状态,1969年,中国在珍宝岛俘获了一辆T-62坦克,发现其滑膛炮,火控系统,大功率柴油机和厚重的装甲均遥遥领先于59式坦克,于是决定研制69式中型坦克,69式中型坦克在火力、火控系统以及机动性等方面取得了突破,但装甲技术和装甲厚度与59式坦克没有大的区别。

原地踏步了二十年后才发现这些装甲在美苏七十年代后装备的大口径滑膛炮,尾翼稳定脱壳穿甲弹,大直径聚能装药战斗部面前不堪一击,59坦克在1979年对越自卫反击战中被越军装备的反坦克导弹和单兵反坦克火箭筒击毁甚多,为了研制在1500m距离上击穿T-72主战坦克的新型火炮。中国花了一年时间摸清苏联T-72坦克复合装甲的详细情况,仿造出酚醛玻璃纤维纺织物以及氧化铝陶瓷,然后模拟T-72坦克首上装甲作为靶板,随后被命名为“681复合靶板”,也是中国第一种复合材质装甲,为研制坦克复合装甲打下了坚实的基础。

1981年,80式主战坦克样车仍然采用603/623装甲钢铸造炮塔和焊接车体,炮塔装甲水平厚度只有230毫米,正面车体装甲只有150毫米,防护能力大大落后于同时期的外国坦克,为了提升防护水平,坦克制造厂就在681/682复合靶板的基础上研制了683型复合装甲,直接用螺栓固定在首上甲板上,这种装甲所用的氧化铝陶瓷复合物,也叫铭刚玉,制备非常困难,烧结成型后难以加工,只能以片状或者条块状安置在第一层作为阻挡层,通过碰撞使来袭弹药变形和碎裂,第二层酚醛玻璃纤维织主要起干扰射流,衰减应力波作用,装甲外层壳体用603装甲钢制成,主要是防止铬刚玉崩落,总的来说683型复合装甲对穿甲弹防御力是350毫米,对破甲弹是500毫米。

1987年,炮塔也用上683型复合装甲,采用了安有复合装甲焊接炮塔的坦克被命名为85式主战坦克,这一段时期是中国装甲技术大发展时期。国内成立了几十个研究组,投入了大量的人力物力全力建立和计算侵彻力学、材料力学和氧化铝陶瓷、高氧硅玻璃、高密度合金、氮化硅陶瓷等几百种新材料,研发了A75瓷、A85瓷、A89瓷、A95瓷、A99瓷,氧化锆增韧陶瓷,铬刚玉瓷和钒刚玉瓷,石英玻璃纤维等新材料,早期使用683型复合装甲的85式坦克对抗尾翼稳定脱壳穿甲弹的能力仅有350毫米,因此,85IIM坦克炮塔采用450毫米膨胀反应复合装甲,由交叉高硬度状金属条和橡胶组成,脱壳穿甲弹弹芯射入后橡胶就会塌陷,金属条会产生不同方向的剧烈运动。

让穿甲弹弹芯反复撞击后破碎。如果是破甲弹射流,金属条就不断消耗射流,当射流经过陶瓷夹层时,破碎的陶瓷碎片不断嵌入射流,使射流丧失穿透能力,不过受制于40吨的总重,85IIM坦克炮塔装甲的防护能力是对穿甲弹防御力是400毫米,对破甲弹是520毫米,车首装甲仅为350毫米,由于防护较弱,设计人员又加挂了一层35毫米的陶瓷复合装甲块,然而增重3-3.5吨后依然被乌克兰生产的T-80UD坦克发射的3BM42穿甲弹击穿,因此巴基斯坦招标中败给了乌克兰。

四:中国现在坦克装甲的水平

这一事件使中国坦克设计人员觉得40吨的高机动坦克不能适应新型大长径比尾翼稳定脱壳穿甲弹和大直径串列装药聚能装药导弹,自主研制的96式坦克要求装甲能够抵御苏制125毫米以及西方120毫米早期型号尾翼稳定脱壳穿甲弹,火力、防护、机动和T-72C坦克相当,设计人员经过大量试验之后,认为原先设计的平板夹层结构厚度较小,无法依靠平面材料碰撞破坏弹芯,

于是开发了密度为3.583吨/立方米的AD95陶瓷以及蜂窝填充式的紧约束型陶瓷结构,装甲钢为1990年研制的617装甲钢,这种复合装甲有点像百叶窗,蜂窝状钢条一排排以波浪形排列在装甲块中,射流击穿617装甲钢外层后击中陶瓷材料,陶瓷压缩应力下碎裂,但在紧约束带的约束下产生裂纹消耗射流的能量,反射的应力波在约束带和陶瓷之间反射向射流聚拢,后续射流受到倒塌的陶瓷干扰变成间断射流,最终失效,经过实弹打靶测试,防护力提高了近30%。

如果是尾翼稳定脱壳穿甲弹,弹芯与陶瓷材料碰撞后头部会变形、变钝或破碎,陶瓷也被撞击成细小而坚硬的碎块吸收弹芯的能量,剩余弹芯经过陶瓷碎片区时受约束的陶瓷碎片继续破坏弹芯,由于装甲内布置了多层陶瓷,弹芯反复受到应力疲劳,最终丧失侵彻能力,即使有弹芯穿过了陶瓷夹层区,还遇到背板吸收剩余能量,经过全新设计的96式坦克对穿甲弹防御力是550毫米,对破甲弹是650毫米,96A坦克换装了和99型坦克相同的可更换复合装甲,加装了楔形附加装甲,对穿甲弹防御力是650毫米,对破甲弹是800毫米,防护水平与未装备反应装甲的T-90型坦克相当,超过了日本90式坦克,但明显低于M-1A2坦克,但96式仅41吨,M-1A2坦克重近70吨。

96式坦克本质上仅仅是一款在88式坦克基础加大了炮塔座圈,备了自动装弹机及125毫米滑膛炮的“二代半”坦克,但火炮威力强大,有了较好的防护还造价低廉,所以在90年代中期开始生产了数千辆,全面代替59式坦克。96A坦克的楔形爆炸反应装甲是FY-4双防反应装甲,在炮塔正面两侧及车体首上甲板加装后增重3吨,防护指标达到了俄军“接触-5”型爆炸反应装甲的水平,防穿甲弹的能力达到与装备了“接触-5”的T-90坦克的水平,可有效防御55倍口径120毫米滑膛炮的攻击,而96A坦克的造价只有T-90坦克的一半,

不过96A坦克的发动机功率只有16.6马力/吨,机动能力不如T-90坦克,在未来局部战争中占有绝对数量优势的96A坦克能起到决定性作用。但96坦克夜战只装备分辨距离只有800米的微光夜视仪,而MIA2坦克的热成像仪夜间发现距离达3000米,96A坦克增加了新型的凝视焦平面炮长热像仪,夜间发现距离是2000米,虽然缩小了差距,但是MIA2坦克还是有压倒性优势,

为了赶上差距,中国在1989年就开始工程代号WZl23的第三代主战坦克就研制,研发资金来自之前出口坦克的利润,到1999年研制成功,命名为99式主战坦克。99式坦克战斗全重达到51吨,车长7.6米,宽3.5米,高2.37米,比以往的国产坦克增大许多,但比美国M1A2坦克还是小很多,99式坦克最引起轰动的是那门威力强大的50倍口径125毫米高膛压滑膛坦克炮,美国120毫米稳定尾翼脱壳穿甲弹2000米内可穿透810毫米均质钢装甲,99式坦克的125毫米特种合金穿甲弹在2000米距离可击穿960毫米均质钢装甲,这门坦克炮的自动装弹机仿自T-72坦克,改进了俄国自动装弹机零下20°时停止工作,装弹速度低,可靠性比较低的弊病,

保护自动装弹机的车体装甲相当于500-600毫米均质钢装甲,炮塔装甲厚600毫米,68度倾角可增加100毫米装甲,在1997年的实弹试验中连续经受了14发105尾翼稳定脱壳穿甲弹的攻击,没有一发能够击穿,99A型主战坦克加装新型主动反应装甲后,重量接近60吨,炮塔装甲相当于1200毫米均质钢装甲,车体装甲相当于1000毫米均质钢装甲,目前世界主流的120毫米/125毫米尾翼稳定脱壳穿甲弹在2000米距离上均无法击穿,除重型反坦克导弹外,世界上大多数反坦克导弹也无法击穿其正面装甲。

五:结语

当然,99式坦克防护能力再强也扛不住标枪反坦克导弹,幸好国产主动防护系统已经相当成熟,装备只是一个时间问题,冷战结束后的几场战争中坦克的表现平平,各国越来越重视可快速部署的中型部队,就连解放军也在军改后推出了以轮式战车为主的中型合成旅,不过重装机械化部队仍是解放军陆军主力,中国地缘政治环境恶劣,客观上要求陆军必须拥有较强装甲部队,由边境守备部队坚守要点,再由重装部队实施反击,只要战术上不犯大的错误,主战坦克还是能发挥出了应用的作用的。