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-- 美国装甲兵器发展经过

美国装甲兵器发展经过

美国的复合装甲研究始于二战后期，德国战败以后，美国军方从德国的实验室收获了大量的复合装甲的理论资料和部分初期样品，美军如获至宝，迅速开始了全面的分析测试，1945年美军对一辆M4坦克进行了改装，加装了由石英砂（矿粉状态而非成品氧化硅），锯末，橡胶等成分制成的复合结构组件，并进行了实弹射击，这一设计主要针对当时已经出现的聚能装药战斗部。随后美军对搜缴的材料和样品进行了细化分析，并重新制作了样品并于52年进入样品试产，主材为氧化硅，还是有聚氨酯以及锯末的成分，并最终制成了36个嵌有不同类型复合层的炮塔并于1958年的夏天进行了全面的射击实验。

经过12轮，4种不同弹药的实弹射击后的结果，美军最终结论为：在和RHA具有相同质量的前提下，能够获得比RHA更优良的对聚能射流的防护能力，而能够获得与RHA非常接近的抗穿甲弹的能力，但是尚不能达到RHA对穿甲弹的防护效果，主要问题集中在结构整体强度偏低，面对硬质动能弹的侵彻时容易出现整体塌陷，导致出现冲塞效应而被击穿。同时由于材料自身不够精细，性能不稳定，同一条件下测试数值变化较大，最终美军终止了该系列项目的发展。不过面对50年代初期出现的使用聚能战斗部的单兵反坦克火箭的威胁，军方最终还是决定但是这个结构的装甲，在重量和体积上没有任何优势，最终未能得到有效应用（主要原因还是防护系数过低导致的）美国在完成了德国的资料深入研究后，没有建立复合装甲全套科研体系，导致先期获得的大量理论研究和样品都白白浪费掉。

战后由于美苏对抗日益紧张，面对苏军强大的装甲力量，美国在1949年决定研制T41轻型坦克。1948年7月30日把改进的M26（潘兴）坦克即M26E2，改称为M46（巴顿）坦克。随后又对M46坦克的车体前部装甲进行了改进，改善了前装甲倾角，取消了驾驶员和航向机枪手间的风扇壳体，从而产生了M47坦克。但是M47坦克并不理想，于是美国军购部门于1950年12月委托克莱斯勒公司研制新型T48坦克并制造6辆样车，翌年12月完成首辆样车。T48设计构想取自T43，但车体尺寸和重量减少。1953年4月陆军将T48坦克列入装备，改称M48坦克。随后随着苏联T54/55的大量服役，美国陆军又委托克莱斯勒公司在M48A2的基础上开发新型坦克以应对苏联装甲力量的威胁。

1959年3月M60坦克定型，相对于早期的M41，M60坦克增强了装甲防护能力，采用4340钢铸造的流线形炮塔，前部防弹角更好其正面车体装甲达到了110MM，炮塔防盾则达到了178MM。这个防护水平还是能够满足当时的作战需要的。但是随着反坦克火力威胁的迅速提高，加之苏联装甲力量的飞速发展，山姆大叔对自己的装甲力量越来越没有信心并开始寻求一种能够实现“跳跃式”发展的坦克，不过美国人在这一时间无论是弹甲还是动力都还没有建立起日后的优势，而不得不寻求外部的协助，而德国人早在二战时期就已经有着相当的坦克设计技术基础，因此两者之间的合作也很自然地发展起来！德国人提出两国共同研制一种拥有诸多顶尖科技，集世界坦克先进技术于一身的终极坦克MBT70。

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美国版本的MBT70样车炮塔。

不过很快美德两国就再次为全世界人民诠释了“好高骛远”和“不欢而散”这两个成语。尽管MBT70项目最终不欢而散，但是在防护上MBT-70的装甲是非常有创意的。该车装甲分为两个间隔层，内层使用较软的钢材组成基甲，从而确保外层装甲不会因为破裂而剥落；而外层则采用冷轧均质钢制成的外壳，用于对抗当时风头正劲的聚能装药战斗部。其实这已经初步具备复合装甲的特征，不过就性能而言，显然无法跟日后的乔巴姆装甲相比。但对比原有的装甲技术，无论是装甲厚度、防护性能、以及制造工艺上都有了很大提高，而且在面对破甲打击时的防护效果相当出色。

在MBT70坦克项目结束以后，美国人自己在MBT-70的基础上继续研究，并因此产生了XM803项目。不过由于美国人在当时依然对未来的坦克技术懵懵懂懂，死抱着炮射导弹不放，最终导致该项目被国会驳斥为不过是重新走M60的改进而取消拨款。在结束了徒劳无功的XM803项目之后，美国人又发挥其一贯的经济头脑，开始面向全西方开始对自己的新一代坦克进行公开的招标，在这个过程中，先后有英，德以及本国的通用汽车公司(GMC)和克莱斯勒(Chrysler)公司参与竞标。

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早期的XM样车之一，采用了挑战者原始样车设计类似的炮塔

右侧外挂式炮瞄镜和苏式坦克一样的首上大坡面设计。

1976年1月底本土两家公司的两辆样车完成，并在阿伯丁(Aberdeen)试验场进行对比评价试验，而德国按照美国军方的需要，由保时捷公司，克劳斯玛菲公司，和维格曼公司联合设计和建造了数辆豹II AV（编号为PT 20/ PT 19/ PT 21），并于1976年8月德国向美国交付了1辆完整的豹II AV坦克（笔者认为是PT 21号样车，由美国休斯公司、德国阿特拉斯电子公司联合开发的EMES 13火控系统，使用莱茵金属公司的120毫米火炮）供美国于1976年9月在阿伯丁试验场进行的豹II 与XM1坦克样车（克莱斯勒公司的XM1）对比试验。而英国人由于其他原因没有以整体样车参与测试，仅以火炮以及装甲防护组件的形式参加了美军的“单独测试”。

早期XM1坦克样车之二，使用105火炮，车体已经改为首下迎弹形式。

对比试验一直持续到1976年12月。美国军方报告说：豹II AV和XM1火力、机动性相当，但在装甲保护方面XM1略微胜出，这其中在装甲防护上的“略微胜出”就是英国人的杰作—乔巴姆的功劳，美国人在全面测试之前就已经得到了自己“铁杆”小弟贡献的世界顶尖的装甲防护技术，自然在测试中对豹2原型车那种混合钢板制成的间隙装甲瞧不上眼，加上“孩子还是自家的好”的心理作祟，测试结果自然也就不言而喻了。

参加美国境内测试的豹2AV坦克。

在XM1计划开始的时候，1973年2月美军方对设计厂家提出的战技指标是：“正面左右各30度的弧形区内，装甲可以抵御射击距离800米的苏制115毫米尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)的攻击，或者127毫米破甲弹(HEAT)的攻击。”当时苏制2A20 型115mm坦克炮是世界上第一种列装的大口径滑膛坦克炮，使用BM6尾翼稳定脱壳穿甲弹可以在1500米距离上击穿200-250MM的均质钢装甲，而使用60年代末70年代初的BM9尾翼稳定脱壳穿甲弹能够在1200米距离上击穿280-310毫米厚的均质钢装甲。七十年代的破甲弹可以击穿4倍口径深度的均值钢装甲，所以美军提出的这一技战术指标是非常符合当时的火力威胁，为了达到这一目的，设计部门决定在M1车体正面安装有着英国血统的“美国版”乔巴姆复合装甲。

安装了乔巴姆装甲并进行了炮塔修型的后期XM1样车，其状态已经非常接近最终定型的M1坦克。

初期生产的M1坦克正面主装甲使用由氧化铝陶瓷（al203）构成的陶瓷复合装甲，但是和英国装甲使用的乔巴姆不同的是，美国人采取了一种“非约束”复合结构，这种装甲由高硬度装甲钢（4340钢）制成外壳，再将Cercom公司制造的氧化铝陶瓷（al203）片层叠摆放在由17-4PH不锈钢制成的撑架上，最后再由厚度为25mm的4340钢制成的内板封闭。最后在附上一层由软质合金组成的内衬层。其中陶瓷之间间隙由特制的石墨来填充以起到缓冲的作用。此装甲依然是采用“膨胀反应”结构，只不过比英国人采取了更极端的无约束手段，当射流侵入装甲时，无约束的陶瓷夹层以更猛烈的动作对射流进行全面的侵彻和破坏，来达到更好的防护目的。

笔者认为正是具有此种特性，M1坦克的防破甲弹能力比英国同时期自用的乔巴姆更强，能够达到750mm以上的水平。对于穿甲弹也有350mm左右的防护能力。但是无约束陶瓷装甲的弊端也是显而易见的，就是装甲整体重量非常重，以至于M1为了平衡前面两块主装甲的重量而不得不配备了一个巨大的尾舱。而且非约束性陶瓷装甲对穿甲弹效果一般，仅有350MM，加上装甲厚度极大，是的坦克正面投影面积增大了很多。在1984年对M1的改进中，对装甲部分也进行了升级，其改进的主要内容是在原有的炮塔正面的基础上，加焊了一层80MM的装甲钢，同时将原先的氧化铝陶瓷（al203）更换为硼化钛陶瓷(TiB2)。同时将陶瓷夹层厚度增加了25mm。这样使M1A1的防护能力提高到了400mm（脱壳穿甲弹），850mm（聚能装药战斗部）。

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M1A1改进型样车，也被称为E1，能够看到其炮塔正面加焊了

一层装甲钢板同时更换了莱茵金属的120毫米火炮。

85年底美国科学实验室在对坦克装甲材料的探索中提出了增大材料密度的同时增加韧性和强度的方法，在对大量材料进行试验后，分析认为贫铀材料符合他们提出的要求，首先贫铀的密度为19.03g／cm3，是钢的2.5倍，是铅的1.7倍。而在贫铀中添加别的成分制成贫铀合金，强度可比纯铀高3倍，硬度可达到钢的2.5倍。与常规装甲钢和陶瓷材料相比，贫铀合金（铀钛、铀钼、铀钨钼和铀钛铌等多种合金）具有高延性、高韧性等特殊性能，使其更利于加工。

基于以上特点，美国决定同时开始研制以贫铀合金为主的穿甲材料和装甲防护材料，在经过三年的科研和大量的实验，最终于1987年底研制出用于M1A1坦克升级所使用的贫铀装甲。并于1988年开始对已经生产的M1A1坦克进行改装，换装贫铀装甲的M1A1更名为M1A1HA。由于美国从贫铀装甲诞生之日起就采取了极其严密的保密措施，所以关于贫铀装甲的工艺，成分，结构的等等情况均没有详细而权威的资料，在这里笔者也只能利用自己的推测，来尝试着分析。

贫铀是铀矿提炼出U235后剩下的副产品,主要成分是U238，贫铀合金材料有着极高的密度(高达18500千克/米3)，高密度也是其又有强大的抗弹能力的基础。不过这也使得贫铀合金有着巨大的重量。同时拥有极其昂贵的造价。即使是财大气粗的美国也不可能全部使用此种合金来制作主装甲的。在工艺上，由于贫铀先天的特性，传统的烧结工艺是无法对其进行加工的，笔者推测，器应该是通过特殊的单晶加工工艺将碳化铀提纯到一定比例后添加钼，钨，钛，铌等金属形成一种全新的合金后再将碳原子排出，从而得到一种全新的单晶金属。但是单晶工艺极其复杂，美国是如何实现这一突破的，至今还是一个谜。

那么如何使用这种贫铀合金呢？根据美国国防部的说法，一辆M1A2坦克上装有2-3吨贫铀合金，据此推测的话，是不可能完全使用贫铀合金来制作主装甲模块的，应该是在原有的非约束性陶瓷装甲夹层中添加由贫铀合金制作的“骨架”，类似于现在钢筋混凝土中的钢筋的角色，用以增强装甲整体的强度。其采取的很可能是“丝网”形式，将原来自由层叠布置的陶瓷模块包裹起来形成一个个单独的“半约束”结构（这是相对于约束性装甲结构而言），同时在“丝网”上加注一层防氧化材料防止贫铀合金氧化。而这种装甲主要防护能力还是靠陶瓷和钢装甲，贫铀合金在这里起到一个“力量倍增器”的作用。而美国人在添加由贫铀合金制作的“骨架”的同时，也在不断改进其使用的陶瓷材料。笔者大胆推断，恐怕贫铀材料并不是真正意义上的“革命性设计”，仅仅是美帝宣传的“噱头”。而大幅度提高陶瓷夹层材料的性能才是美国坦克装甲防护能力快速增强的奥秘所在。

添加了贫铀合金后的M1A1HA在海湾战争中取得了傲人的战绩，至今为止还没有听到过M1A1HA被脱壳穿甲弹正面击穿的战例，这其中贫铀装甲功不可没。据推测，M1A2炮塔正面防御尾翼稳定脱壳穿甲弹的能力在700MM以上，而防御聚能装药战斗部的能力更高达1100MM。也就是说基本上能够抵御除个别弹种以外的所有反坦克武器的攻击！在后来对M1A1HA及其后期型号防护方面的升级中，大多的是对陶瓷等夹层材料进行升级，用以提升防护能力，而对于贫铀合金更多的是对其进行防氧化处理维和结构维护而已。

在90年代后期，美国人知恩图报，将贫铀装甲技术作为礼物赠送给“铁杆小弟”—英国，也算是对当年英国人提供乔巴姆装甲的报答吧。英国人将贫铀合金以同样的方法添加进已经发展到第三代的乔巴姆装甲中，同样获得了性能的大幅提升，据称安装了贫铀装甲的挑战者II防护能力达到了700mm（穿甲弹）900mm（破甲弹）。只是由于英国国内环保压力较大，仅仅换装了几辆样车后就暂时搁置，至于说后来是否为挑战者坦克全部更换含有贫铀合金成分的新型乔巴姆装甲，笔者就不得而知了。

所以西方坦克体积尤其是炮塔体积在70年代后期开始走向庞大，重量增加到55吨以上甚至超过了60吨而且还有进一步增重的趋势，包括巨大的尾舱在内，都是因为使用了这种新结构装甲的缘故，而绝非是所谓的人机工程设计。而西方坦克的车体装甲防护水平则要落后于苏联，这也是由于车体正面空间容量较小，无法安装体积庞大的装甲层。所谓的西方坦克人机工程设计先进和被吹得神乎其神的弹药隔舱化其实更多是使用膨胀反应装甲的副产品，是一种对于自身装甲体积庞大的自我安慰罢了。