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德国坦克简评:自相矛盾的设计思路

2017-03-24 子迟 坦克装甲车辆杂志

节选自 德国坦克的技术特点

原作者 子迟

原文将分多篇推送


前言:有人说,德国二战期间的坦克技术在整体和部件上体现出了两个极端——在坦克总体设计思想上表现出了难以想象的保守和僵化,却在部件和系统技术开发上体现出了让人瞳目结舌的创新意识,而且这种创新意识甚至已经在技术前瞻性上超越了当时的时代。那么这一论断的客观性究竟如何呢?德国坦克发展的这种“失衡性”是否影响到了冷战中的西德坦克技术走向?这显然是需要我们弄清楚的。


对于二战德国坦克技术的总体评价

德国坦克所采用的整体布局从战前装备的IIIIV型坦克直到战争末期的E系列坦克都没有大的变化。德国设计师在二战期间始终坚持传统的动力装置后置和传动装置前置的陈旧布局,将发动机和传动部分通过贯穿车体的传动轴连接的布置方式确实能够较好地平衡坦克的重量,但是所带来的后果就是要增加坦克车体的高度和需要防护的面积。动力和传动系统整体后置取消传动轴后可以使车体高度降低250300毫米,降低车体高度所取得的收益可以在保证防护水平不变的情况下降低坦克重量,或者在保证坦克重量不变的情况下加强防护能力。苏联坦克采用的动力和传动系统整体后置的设计在大战前就已经应用,战后各国坦克广泛采用这种动力传动装置布置方式也证明了该设计的先进性,但是对于苏联坦克感受最深的德国却并没有在任何一种值得一提的量产型号上应用这一设计。不过,在这个总体设计保守的前提下却先后试验和应用了红外瞄准装置、火炮抽烟装置、电驱动和燃气轮机等先进技术,这些德国坦克设计师投入巨大力量所发展的先进技术对战争本身并没有价值,但是对于战后苏联和西方坦克技术的发展却起到了非常关键的作用。德国坦克技术在系统、部件性能和工艺上应该说已经达到了很高的标准,虽然德国坦克在生产过程中受到材料缺乏等客观因素的影响,但是在观瞄、无线电、火炮、加工工艺和传动装置方面都为后来的坦克技术带来了很大的影响。


精良的制造工艺

尽管人们对于德国坦克的设计水平褒贬不一。比如,苏联的坦克专家们就一致认为,令盟军一度闻“虎”色变的PzKpfw VI重型坦克,是有史以来设计最为糟糕的坦克作品之一。在苏联坦克设计师看来,德国的式坦克车体外廓尺寸比例非常不合理,因此,严重超重,战斗全重达到了56吨。拥有与式相似的防护力,而火炮威力更大(122毫米口径对88毫米口径)的苏联IS-2重型坦克,比式坦克要轻10吨,而只比黑豹坦克重12吨。式坦克的车体太短,结果为总体布置带来种种的问题和不便,使坦克存在许多先天性的缺陷.尽管式坦克的外廓尺寸很大,但它的车体长度却要比IS-2坦克短。我们知道,对于现代坦克来说,坦克长、宽、高对车重的影响比例为137,也就是说,车体高度增加10厘米与车体长度增加70厘米对车重的影响大致是一样的,而式坦克的设计师没有增加坦克的长度,反而将坦克设计得过高过宽,其结果是坦克严重超重。由于坦克严重超重,为了降低坦克的单位压力,就必须有足够的履带宽度和着地长度,由于坦克车体短,履带着地长度也短,为了保证有足够的履带着地面积,不得不大幅度地增加履带的宽度,结果使式坦克在铁路运输时不得不更换或卸下坦克的履带,影响其机动能力。然而,与争议颇大的整体设计相比,德国坦克在制造工艺上的精良却是举世公认的,这一点同样能够反应在PzKpfw VI重型坦克的制造工艺上。


具体来说,虎式坦克近乎垂直的外观引起了空间稳定性及刚性的问题。为了解决这些问题,使用了最大尺寸的钢板。例如,腹部的钢板是从一片厚25毫米的均质钢材上切割下来的,约5米长,1.8米宽。为此德国装甲钢板的火焰切割技术在不断的改进中。先是用氧乙炔,后来用氧丙烷。这样,所有虎式坦克的装甲形状都用钨顶工具机械切割而成。虎式坦克在制造工艺上的另一个特点,是对交错式焊接点的整合性也相当重视。这既是为了增强整体结构的稳定性,也是为了加强抗击力。对需接合的边缘进行分级然后切削以便交叉连接,很像木工交叉对分或接榫眼的方法(这一技术最初似乎应用于制造如压力机之类的重型机械上,与简单的并列焊接相比,它减轻了焊接点的压力)。为此,在奥氏体的电弧焊接法被普遍使用。这使以前需要三个接口的地方现在只需一个接口就能完成,也形成了一个真正的均质整体。它甚至可以使钢板装甲和铸钢装甲连接在一起而并不影响其强度。虽然英美工程师在对缴获坦克的研究报告中对附加金属的质量和工艺提出了异议,但坦克车体焊接的整体性还是受到了普遍好评,这充分说明德国坦克设计师们早已想到了生产过程中会出现的问题并能在规范说明阶段找到方法来加以解决。


独有的交错负重轮

两排或三排交错的负重轮设计,可谓二战中德国坦克的标志性特点之一。负重轮交错排列确实有它的好处,比如,可以在不增加车长的情况下增加负重轮的数量,从而降低了坦克的地面压强,大幅提高了坦克的推进效率和在松软地面上的通过的能力。但是负重轮交错排列带给VK7001的缺点却要远远超过了它的优点,除了重量太大以外,行走机构的过于复杂导致了负重轮之间的距离过小,因此很容易塞进泥沙碎石阻塞履带和驱动轮的运转从而影响到坦克的行驶,而且要拆除内侧橡皮外沿有所损坏(经常发生)的负重轮,就得一并卸下数个外侧负重轮,从而使对行动部分的维护工作苦不堪言,而且交错布局负重轮间的间隙还往往因下雪或泥土因为结冰而无法动弹,在东线这种情况往往是致命的,但这些还不是负重轮交错排列最大的问题,负重轮交错排列最大的问题是,由于多排式设计限制了负重轮的厚度,导致负重轮的刚度严重不足,说简单一点就是不经打100毫米炮弹近爆就会造成德式交错负重轮坦克的负重轮变形,而苏联的T34却不会遇到这类问题,因为T34的负重轮采用的是单排式、大直径、双轮缘设计,不仅耐打而且即使被炸变形也不会T34坦克产生太大的影响。


相比之下,采用交错负重轮结构的德国坦克就不一样了,只要有一个负重轮被炸坏,其在稳定性、机动性以及越野能力上的优势就会统统不复存在。如果炸得再狠一点负重轮甚至还会被卡住,到那时候像就只能象支活靶子一样被摆在战场上动弹不得。所以无论是在东线还是在西线,往往在受到小迫轰击的时候没见到T-34或是M4驾驶员有多紧张,反而是比T-34/M4更重,也更结实的“黑豹”或是“虎”式象只苍蝇似地到处乱窜,生怕被小迫伤到了轮子。而“黑豹”或是“虎”式的负重轮一旦被迫击炮炸坏,要想更换起来就必须先要拆掉外侧的多个负重轮,维修起来既费工又费时相当的麻烦,要进行火线抢修基本上是不可能的事情。所以,“黑豹”或是“虎”式的作战出勤率偏低除了与它的发动机有关之外,负重轮不经打也是其中一个主要原因。总之,德国在战争期间新开发的多种新型坦克普遍采用交错排列的负重轮,这种行动装置布置形式在结构上极其复杂又难以制造和维护,德国设计师采用交错排列的负重轮看起来只是为了满足越野性能和行驶平稳的要求,并没有真正考虑到这种行动装置的生产条件和在战场上所需要面对的实际情况。



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