为什么现在卵形炮塔的坦克逐渐消失了?

梁盛锋

卵形炮塔的坦克之所以逐渐消失,主要还是尾翼稳定长杆穿甲弹(APFSDS)的大规模应用,因为这样的穿甲弹跳弹角度非常高,卵形铸造炮塔失去了它的防御性能。

在相当长时期内,卵形铸造炮塔一直是坦克的主流炮塔,这是因为卵形铸造炮塔只需要一次熔铸既能够成型,工艺简单,成本也比较低,在没有尾翼稳定长杆穿甲弹时,能够取得极为良好的防护效果。因此,在二战和战后相当长时间内,坦克和主战坦克的炮塔都是铸造炮塔。著名的T55型主战坦克、我国的59/69/79式坦克和美国的谢尔曼坦克、M48/60巴顿坦克等都是采用铸造炮塔的知名坦克。

各国之所以大量采用铸造炮塔,除了因为工艺简单和成本较低,适宜于大量装备外,与当时的交战环境也是息息相关的。各国在实战中研究发现,倾斜装甲,不仅仅能够在几何上提供更加厚实的等效装甲厚度,还能够让当时主流反坦克弹药发生跳弹,使其无法发挥作用。在上个世纪六十年代之前,世界主要反坦克弹药是APDS(旋转稳定穿甲弹)、APCPC(硬芯穿甲弹)、风帽穿甲弹等穿甲弹。这些穿甲弹在倾斜角度达到45°以上的装甲上和光滑的卵形装甲上有相当大的概率发生跳弹,即使不跳弹穿透力也会大大降低。比如北约在六十年代普遍装备的旋转稳定穿甲弹,在攻击垂直装甲时,穿透力达到了450毫米以上,但是攻击倾斜度大于45°的倾斜装甲时,穿透力直接降到了60毫米左右。从某种角度讲,在面对北约60年代的APDS(旋转稳定穿甲弹)时,T55坦克其实比虎王坦克往往更加抗揍。

而在七十年代之后,稳定尾翼长杆穿甲弹大规模服役,铸造炮塔失去了能够让穿甲弹跳弹的性能,而铸造炮塔空间狭小,等效厚度较低的缺点则暴露了出来。因此,各国也就大量采用焊接炮塔,在提供更高厚度的装甲的同时,扩大炮塔空间,使其能够安装更先进的观瞄和电子设备,提高成员操作的舒适度,进而提高坦克的战斗力。铸造炮塔的坦克,也就此逐渐消失。


军情解析

采用卵形炮塔的我军79式主战坦克


小时候老家就有一支坦克部队,那时没见过别的坦克,就只认识59式、69式这两种坦克,这两种坦克就都是卵型炮塔,结果很久以来都以为坦克只有这一种模样的炮塔,后来才发现还有焊接的方形炮塔,甚至没有炮塔的坦克(瑞典的S坦克就没有炮塔)。

二战中军工设计师们发现,斜面装甲的防弹性能相当好,要比焊接炮塔有优势。当时的穿甲弹不像现在的种类那么多,威力那么大。在击中卵形炮塔时容易产生跳弹现象。因此,那个时代的坦克炮塔如果具有防好的防护外形,就增大了战场上存活的概率。因此,战后50-60年代的主战坦克大多数都采用这种铸造的卵形炮塔。

同时在生产工艺上来说,卵形炮塔也有生产容易,便于量产的优势。从外形上来看讲,装甲厚度各部分都比较均,特有的倾斜角,不光能弹飞普通穿甲炮弹,还能使弹头的穿过装甲的距离增加。一度受到各国军队的青睐。最出名的就要属前苏联的T系列坦克,我国的59、69、79、88式坦克均为铸造的卵形炮塔设计。

采用焊接炮塔的96A式坦克,炮塔外部还加装有复合装甲块

不过随着军事科技的发展,更先进的尾翼脱壳穿甲弹、碎甲弹、破甲弹的面世,让卵形炮塔独有防护外形失去作用了。比如尾翼脱壳穿甲弹的穿甲厚度达到500-600毫米,两个卵形炮塔套一起也挡不住这样的攻击。为了增加防护能力,就需要在炮塔外面加装先进的复合装甲,结果卵形炮塔在这种情况下,就不如焊接炮塔那么便利。另外从空间上卵形炮塔内部空间受限不如焊接炮塔空间大,改进起来也相对费事一些。

当然,复合装甲出现后,卵形炮塔也没有完全消失,比如,前苏联的T-64 T-72 T-80坦克就是采用铸造卵形炮塔与复合装甲相结合使用的情况,一直用到现在。只不过,再后来出现的坦克则全部改为焊接炮塔了。像我军的96式坦克、99式坦克、新款轻型坦克则全部为焊接炮塔,算是彻底放弃卵形炮塔了。俄军后来的T-90MS、阿玛塔坦克也都不再使用卵形炮塔。

最后简单列下卵形炮塔的优缺点:

优点:1、它可以一次性由模具铸造成形,比需要焊接的盒式炮塔省时得多;

2、在当年主要靠装甲厚度来防御的时代战后第一代坦克,卵形炮塔有节省重量又能达到最好的防御能力的效果。

缺点:1、铸造成形,容易里面出砂眼,气泡比焊接炮塔多,让装甲质量下降;

2,斜面造型导致车内空间比较狭窄,不利于后期改进时加装设备,也不利于乘员在炮塔内活动;

3,先进的反应式装甲和复合装甲,及穿深极高尾翼脱壳穿甲弹,让卵形炮塔靠斜面等效装甲厚度以及容易形成跳弹效应的优势彻底再见了。

采用焊接炮塔的99A主战坦克,其炮塔外部也加装有复合装甲块


陶德中士


主要原因是第三代坦克普遍使用复合装甲。战后的第一、第二代坦克采用“卵型炮塔”原因是,那时的坦克普遍采用匀质钢装甲的铸造炮塔;就是把钢水注入预制好的模具中铸造而成的,只要有合适的模具可以制造成任何形状。而那时坦克的炮塔做成卵型的主要原因是为了增强炮塔的跳蛋几率增强炮塔的防御能力。而各国的第三代坦克,由于反坦克技术的发展(特别是次口径尾翼稳定长杆脱壳穿甲弹——APFSDS的发明)使得现代反坦克弹药的跳蛋几率已经大大减小,传统的卵型炮塔已经无法提供额外的防御能力。所以为了进一步增强炮塔的防御能力,就必须采用压延钢板(压延钢板的材料密度远远大于铸造钢板,而且质量更均匀)为基础材料的复合装甲。


首先复合装甲的最外层都是压延钢板,然后依次是各种特种金属和非金属材料(最好的材料是陶瓷),最后层一般是高韧性钢板。但是这种装甲就无法做成圆钝型了,因为压延钢板压出来就是一块平板无法弯曲,而且复合装甲里面的许多材料也都是无法弯曲的,所以第三代坦克都是把复合装甲做成厚度、大小不一的装甲模块焊接到炮塔上的,这就造成了现代坦克的炮塔大都看起来四四方方的。还有一个原因是现代坦克的炮塔为了减小被弹面积一般都设计得很扁平,而复合装甲的厚度较厚(一般炮塔正面的装甲厚度在350-550毫米之间)这么厚的装甲要做成圆钝型的成本太高,而对增强防御能力有没什么作用,所以除了原苏联/俄罗斯传统的整体铸造复合装甲之外,基本没用那个国家的第三代坦克还是卵形炮塔了(最新的T-90A也放弃这种整体铸造复合装甲采用了已压延钢板为主体的焊接装甲)。


TDtank126

卵型炮塔在设计之初,是为了防止炮弹的射击,导致成员组或车体重要部分被穿甲弹之类的杀伤性炮弹击穿或摧毁,起到跳弹防护的作用。但近年来,卵型炮塔越来越少见,除了以色列的梅卡瓦以外,大多新型坦克采用的都是楔形炮塔,究其原因,无疑是与现代战争的发展有关。

图为以色列军队的梅卡瓦主战坦克

首先,卵型炮塔大部分是一次性铸造而成,一旦被炮弹击中,即使没有被击穿,也会使炮塔的完整性受到较大损伤,导致整个炮塔部分必须被完全替换,成本过高,并且更换周期长。而焊接炮塔在受到非致命损伤后,修理较为方便,节省成本。

图为炮弹在卵形炮塔上跳弹留下的擦伤

第二,早期坦克采用卵型炮塔是为了跳弹而考虑的。而目前世界各国采用的尾翼稳定脱壳穿甲弹普遍在80°以上才会构成跳弹。如果想要构成足够的跳弹角度,就必须将坦克炮塔部分大量堆积。而这必将导致炮塔部分面积不断增大,重量大幅提升,使坦克主体结构强度下降,金属疲劳加剧。

我国99式主战坦克采用全复合装甲,防护效果优异

第三,目前世界各国主战坦克普遍采用的是传统均质钢板加复合装甲的设计。复合装甲主要是利用各层金属密度不同从而偏转金属射流,从而降低炮弹杀伤能力的特性,相比传统均值钢板,对炮弹设计的抗性更强。但复合装甲的安装是需要一个适合于非金属材料的最好的角度,哪怕有一点的偏转都不行。如果采用卵型炮塔,则会给复合装甲的安装带来极大的困难。因此,卵形炮塔逐渐被现代坦克所淘汰。


军事新观察

图注:采用圆形铸造炮塔的M4谢尔曼中型坦克

你在问题里提到的所谓“卵形”炮塔,实际上是圆形的铸造炮塔,它是坦克在一定发展阶段时期曾经“大放光彩”的一种设计制造结构。卵形的铸造式炮塔,是与“方头方脑”的焊接式炮塔相对应的两种不同设计路线。

早期的坦克中,比如大名鼎鼎的法国雷诺FT-17,其实也是“方头方脑”的焊接式炮塔,但随着坦克防护要求不断提升,需要焊接的钢板越来越厚,大家知道金属板越厚,焊接成形难度越大,工艺越复杂,这个时候,有工程师们想到了另一种办法,那就是用钢整体铸造炮塔成形,其优点是外形圆头圆脑,炮弹打上去会弹跳或者滑开,具有良好的防弹外形,同时钢装甲厚度可以铸造得很大,防护性能优异。当然铸造炮塔也有缺点,这就是容易产生砂眼、气泡,对铸造工艺控制水平要求高,不然就会极大影响防护性能。以苏联为代表的坦克设计师们,大量采用了铸造炮塔技术,在第二次世界大战期间推出了名作T-34系列中型坦克,其铸造炮塔大显神威,不但防护性能好,而且易于大批量高速生产。而苏联的老对手纳粹德国,仍在在坦克上坚持使用方头方脑的焊接式炮塔,坦克产量远远跟不上趟,被成千上万采用铸造炮塔的的苏联T-34和美国M4“谢尔曼”坦克的钢铁洪流淹没。

图注:印度陆军的T-90S主战坦克

战后,铸造炮塔继续盛行,著名的T-54/55中型坦克,美制M41轻型坦克等都是例子。但是随着坦克防护水平的不断提升,出现了复合材料装甲这一概念,而焊接式炮塔与复合材料装甲兼容性很好,这一时期以美国为代表的西方坦克流派纷纷抛弃了铸造炮塔,投身到焊接炮塔一边,德国人苦苦坚持的焊接式炮塔迎来了“春天”。惟有苏联/俄罗斯,此时在T-72、T-80和T-90第三代主战坦克上,依旧坚持着铸造炮塔的“独特风格”,并在T-90S主战坦克上将复合装甲与铸造炮塔技术的结合发挥到了极致。

但铸造炮塔与复合装甲制造较难兼容,以及在披挂结合附加装甲时存在问题的难题,始终没有得到完美的解决。俄罗斯在T-90的自用型号T-90A和其改进型号T-90AM上,终于放弃了坚持多年的铸造炮塔,皈依了焊接式炮塔。焊接式炮塔在内部可用空间等方面的优势,也是圆形铸造炮塔所不可比拟的。


兵工科技

因为卵形炮塔是制作工艺是铸造成型,简单理解就是将钢水导入模具冷却后一次成型的,具有建造成本低,速度快的优点,因此以前二战时期苏联坦克曾大批量采用此种形状的炮塔,来应对巨大的战场消耗,后来因为制造工艺的升级,坦克炮塔都采用焊接的形式,就是将几块钢板焊接起来组成炮塔,这种形状的炮塔由于采用了质量更好的材料,从而能够达到比卵形炮塔更好的防护效果。再加上现代坦克的炮塔形状能够更有效的利用炮塔内的空间,装备更多的设备和为坦克成员提供相对更舒适的环境。综上所述,所以卵形炮塔的消失主要是因为制造工艺的提升和工程材料升级导致的。


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卵形炮塔,有的地方也叫半蛋型炮塔,是指炮塔的形状近似于半球型,像半个鸡蛋扣在坦克的车体上。

这种形状的炮塔在二战后期以及战后的一代二代坦克上比较常见。苏联的T55T62都是很标准的卵形,T62要更接近于半球型。美国的M60也是类似。

当时的炮塔做成这个样子的主要原因是要有一个良好的防弹外形,当时的装甲材料都是均质钢板,对付的主要威胁还是反坦克炮,由于在二战期间,实战证明良好的外形可以使水平飞过来的炮弹被弹开,产生跳弹。所以各国新设计的坦克都采用了这种卵形炮塔,以提高坦克的防护能力。

随着脱壳穿甲弹和可以控制炸高的破甲弹的出现,良好的防弹外形对于这些新式弹药产生跳弹的作用开始降低。

由于卵形炮塔的形状比较复杂,要生产这种形状都是要采用铸造的工艺,但是同等厚度的铸造装甲同锻造装甲相比,防弹能力要差一些,同时近似于圆形的炮塔内部布置车内设备比较费劲,原来的优点已经不明显,缺点就凸显了出来。

至于铸造可能由于工艺的问题产生沙眼,气孔等铸造缺陷,也是一个原因,而锻造装甲则没有这些缺点,同时大规模的焊接工艺也已经成熟,所以焊接炮塔开始大量出现在第三代坦克上边。

而卵形炮塔由于用焊接根本无法生产,所以也就没有大量使用在第三代坦克上边。


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坦克炮塔经历了铆接,銲接,铸造,銲接的演变。卵形炮塔是铸造炮塔,优点是具有良好的防弹外形(易产生跳弹),炮塔外形低矮,铸造时能按模具的样子来浇铸装甲厚度,生产工时较少。缺点是炮塔空间小,无法安装尾仓式装弹机,只能装安全性能差的转盘式。卵形外壳不方便安装附加装甲,面对新型高速穿甲弹,良好的防弹外形也没卵用。最后,随着銲接技术发展,工时上也差不多了。


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卵形炮塔适合于匀质装甲工艺,因为匀质装甲使用铸造炮塔制造工艺加工就可以,而且卵形造型弧度可以有很理想很全面的角度防止弹头90度垂直打击,但随着复合装甲取代匀质装甲,装甲间有其它非金属材料填充,不适合铸造工艺加工,所以造不成卵形,只能采用轧制钢板和焊接工艺进行加工,所以炮塔就成了方形。


光怪驳离

因为复合装甲的缘故。

复合装甲由基甲、夹层、面甲、夹层、面甲这种方式组成,虽然说基甲的形状是啥样的都行,但平整一些显然更好(不然夹层空间浪费的毫无意义)。所以现代坦克炮塔大多是多边形的组合体。

例外也有,中间夹层要是填了一堆沙子(标称是石英),那啥形状都行,不过这种军火商的良心就不可问了。


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