小话防盾

    坦克的炮塔正面由于火控系统和火力系统的功能要求需要通常要预留出一些窗口，这就是通常所说的“穿透设计”。这些窗口会形成炮塔正面防护的薄弱区，其中尤以坦克炮的安装窗口面积最大，对炮塔的安全威胁最大。为了克服这一缺陷，一种固定在火炮系统上，外形酷似刀剑的护手的防护装置开始出现，这就是坦克的火炮防盾。
坦克开始大规模使用防盾设计是从二战末期开始的。这一时期的虎式、黑豹、T-34、M-26潘兴都安装了防护面积巨大的（达到炮塔正面面积的80％以上）火炮防盾。这些防盾将坦克的火炮以及随动与火炮的观瞄装置和附属武器系统整合在一起，由一个整体的防护装置加以保护，并且该特点伴随一些坦克型号一直延续至今。
这一时期的火炮防盾除了对火力系统及其造成薄弱区域加以保护外，甚至还要负担整个炮塔的正面防护。二战时期的坦克炮塔基本都是铸造而成，既是装甲也是结构，而且由于当时的技术水平限制，铸造炮塔抗多发弹打击能力不强且难以修复，在作战中很多受创的炮塔因为抗弹能力的下降而不得不整体报废，坦克作战成本高昂，而防盾的设计则可以很大程度缓解这一问题。在炮塔中弹几率最高的正面区域由火炮防盾来承担部分防护任务，以降低对炮塔损害，通过更换防盾来维持炮塔的防御能力，而防盾的制造维修成本远远低于炮塔，这样可以大大降低坦克的作战成本提高坦克的妥善率。这种大防护面积的防盾设计从二战末期一直延续到20世纪60年代末服役的豹1坦克。但是这种大型防盾也同样存在很多缺陷。首先，防盾固定在火炮的承载套筒上，当防盾遭到打击时会将巨大的动能冲击刚性传递给耳轴，严重时会使耳轴受损造成火炮无法正常俯仰。其次，大型防盾也大大增加了火力系统运动部分的质量，增加运动伺服系统的负担，不利于提高控制精度（特别是60年代开始大规模使用火炮俯仰稳定系统，稳定的精度与被稳定对象的质量成反比）。
二战结束以后美国德国的主战坦克继续沿用大型防盾的设计。即使是1965年期服役的豹1坦克依然采用大型防盾。然而作为现代坦克设计一大体系之一的苏联却开始淘汰大型防盾的设计。苏联战后第一代中型坦克T-54，将观瞄装置和并列机枪的窗口同主炮窗口分离，这样可以缩小主炮窗口的面，降低这一部位的中弹几率。而对于并列机枪和光瞄装置的窗口则取消防盾，考虑到苏联坦克主炮的俯仰范围较小(-4°～17°)这些未加防护的窗口暴露面积较小，中弹几率低。这种坦克防盾的设计一直延续到T-90坦克。
与苏联坦克防盾设计截然相反的则是德国、美国的坦克防盾设计上仍然延续二战时期设计思想，以德国豹1坦克为例，铸造炮塔的豹1坦克同它的那些二战前辈一样拥有一个防护面积巨大的防盾来保护火炮、并列机枪、光瞄装置，同时也为炮塔提供附加装甲保护。在之后的70年代，由于反坦克导弹和长干穿甲弹的高速发展，均质钢装甲已经难以满足需要，复合装甲开始登上历史舞台（豹1A3首先使用间隙复合装甲）。复合装甲不仅在抗弹性能上优势明显，而且就炮塔装甲而言，复合装甲在抗多发弹打击能力和可修复能力上相较铸造型炮塔都有很大提高，大型防盾在这方面优势已不明显。80年代初相继服役第三代主战坦克豹2、M1均相较上一代坦克大幅度的缩小了防盾。

     案例分析
     一，德国坦克。
     

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2013-4-2 00:03 上传

     黑豹坦克。黑豹坦克是德国第一款使用大型防盾设计的中型坦克，之后出现的虎式重型坦克也采用了类似的防盾设计。由大型防盾来承担炮塔的正面防御任务，在作战状态下受损后可以通过刚换防盾来维持或者增加炮塔的正面防御能力，降低维修成本。
     

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2013-4-2 00:04 上传

     1965年服役的豹1坦克是战后德国的第一款自行研制的主战坦克。豹1坦克仍然延续了大型防盾的设计，但是随着战后穿甲弹动能的大幅增加，这种大型防盾会将动能直接传递给火炮耳轴，造成耳轴刚性受损，并且大型防盾会加大火炮系统的质量，增加伺服机构（特别是火炮稳定系统）的负担。
     

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2013-4-2 00:05 上传

     1979年服役的豹2坦克放弃了大型防盾设计，炮塔的正面防护任务主要由炮塔来承担，这种将火炮、并列机枪、观瞄装置、火炮耳轴通过防盾结合成一个大的运动体系。这同过去防盾仅仅是安装在火炮套筒上的装甲构件的设计有着本质区别，这种设计也影响了之后的勒克莱尔坦克、90式坦克。这种防盾的优点是：防盾在厚度方向上受制约较小，可以增强防盾的防御能力，并且防盾的质心靠近耳轴的轴心，防盾质量的增加对运动伺服系统的负担不大。当然这种防盾的缺点也同样明显：整个防盾结构复杂，在已经进入复合装甲时代时这种防盾只能由均质钢制作，抗弹能力有限，并且在防盾受损时维修更换十分麻烦，成本高昂。而且防盾的被弹面积仍然很大。
     

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2013-4-2 00:10 上传

     豹2坦克的火炮安装窗口面积要比同一时代苏联坦克的大得多，这对于炮塔的正面防御不利。
     

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2013-4-2 00:11 上传

     进入90年代以后德国对豹2坦克进行了最大规模的升级-豹2A5。豹2A5对A4的防盾进行了大规模改进，将原来在火炮右侧的观瞄装置调整至火炮上部，大大缩小防盾防护面积，增加防盾水平厚度。在防盾两侧加装装甲模块以增强防盾面积缩小后暴露部分的抗弹能力，并且这两个装甲模块固定在炮塔上，避免中弹后直接将动能传递给耳轴。除此之外还在防盾外侧增加间隔装甲构件以提高对破甲弹的防御能力。

    二，苏联坦克。
   

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2013-4-2 00:13 上传

    以T-34-85为例。虎式、黑豹、谢尔曼、潘兴这些坦克的防盾有很大一部分防护面积与炮塔正面装甲重叠，这些坦克的防盾是作为附加装甲纯在的，但是T-34的防盾是主装甲。这一设计定位与多年以后德国豹2坦克的防盾定位是一致的。
   

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2013-4-2 00:14 上传

     战后苏联第一代中型坦克T-54在防盾设计上产生了革命性的变化。T-54坦克在炮塔正面防护上将并列机枪和观瞄装置从主炮窗口分离，缩小了主炮窗口的面积，从而降低这一薄弱区域的中弹概率。防盾仅为主炮窗口提供保护。相比较西方在第三代坦克设计上才开始缩小防盾面积，苏联人提前20多年就认识到提高正面防护水平上，炮塔比防盾更加有效。
   

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2013-4-2 00:15 上传

    从T-62坦克开始，苏联坦克的主炮窗口进一步缩小，事实上这种主炮窗口已经达到工程技术所能达到的最小面积。而此时的防盾已经不再承担主要的防御任务，仅能提供对中小口径弹道武器和高能破片的防御能力。在这之后T-64、T-72、T-80、T-90的防盾都是如此。
   

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2013-4-2 00:16 上传

    T-64坦克取消了并列主炮的观瞄装置，进一步完善了炮塔正面防护。在进入70年代以后，复合装甲的发展使得这种防盾设计的缺陷开始暴露。从T-64的工程图纸可以看到主炮右侧耳轴安装在主炮和并列机枪之间的炮塔结构内，这部分结构空间有限结构复杂无法安装复合装甲，而且就耳轴的保护而言，这部分的均质钢装甲也显薄弱，并且过小的防盾也没有覆盖这部分区域，为其提供额外保护。造成主炮周边的区域成为防护弱区。但是有趣的是，苏联在T-64之后的所有型号主战坦克都未对这一区域的防护加以改进，这可能因为从T-64开始苏联主战坦克的炮塔内都不装载弹药，即使主炮周围的薄弱区域被击穿也很难引发剧烈的二次效应。

    三，以色列坦克。
   

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2013-4-2 00:17 上传

    以色列在建国之后的数次中东战争中使用过谢尔曼、逊邱伦、M48、M60等多种坦克，这些坦克几乎全部都使用大型防盾。如果按正常推理，以色列自行研制的坦克使用大型防盾似乎是顺理成章的事，但是在梅卡瓦系列坦克中却采用了T-54的防盾设计，将并列机枪从防盾中脱离出来。这应该是1973年赎罪日战争中缴获了大量的T-54/55、T-62后进行综合比对得出的结论。而且以色列对这一设计进行了改进:梅卡瓦增加了主炮与并列机枪的间距，以确保这个部位有足够的空间来安装结构复杂的装甲元件。
   

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2013-4-2 00:20 上传

    1982年黎巴嫩战争之后，由于反恐作战的需要，梅卡瓦系列坦克在防盾设计上开始加强对火炮身管上部的保护，以应对经常出现的大着角攻击。梅卡瓦4代表以色列这一时期防盾设计的最高水平。

    通过以上案例分析，坦克防盾兴起于二次世界大战，而在战后近70年的坦克发展过程中，防盾的功能从二战时作为炮塔正面防护的主要手段，逐渐弱化至基本不承担主要的正面防御任务。但是防盾本身却产生了新的发展方向，在梅卡瓦4型坦克上可以看到，防盾的防御方向从正面开始向顶面拓展，而防御对象也由火炮与炮塔的结合部开始向火炮身管拓展。未来的坦克必然要面对更加精密的武器和侦察器材，而防盾无论是对火炮身管的弹道武器防护，还是降低坦克整体可探测性上都将作为重要的防护体系而继续存在，这是它的发展趋势。


    坦克的炮塔正面由于火控系统和火力系统的功能要求需要通常要预留出一些窗口，这就是通常所说的“穿透设计”。这些窗口会形成炮塔正面防护的薄弱区，其中尤以坦克炮的安装窗口面积最大，对炮塔的安全威胁最大。为了克服这一缺陷，一种固定在火炮系统上，外形酷似刀剑的护手的防护装置开始出现，这就是坦克的火炮防盾。
坦克开始大规模使用防盾设计是从二战末期开始的。这一时期的虎式、黑豹、T-34、M-26潘兴都安装了防护面积巨大的（达到炮塔正面面积的80％以上）火炮防盾。这些防盾将坦克的火炮以及随动与火炮的观瞄装置和附属武器系统整合在一起，由一个整体的防护装置加以保护，并且该特点伴随一些坦克型号一直延续至今。
这一时期的火炮防盾除了对火力系统及其造成薄弱区域加以保护外，甚至还要负担整个炮塔的正面防护。二战时期的坦克炮塔基本都是铸造而成，既是装甲也是结构，而且由于当时的技术水平限制，铸造炮塔抗多发弹打击能力不强且难以修复，在作战中很多受创的炮塔因为抗弹能力的下降而不得不整体报废，坦克作战成本高昂，而防盾的设计则可以很大程度缓解这一问题。在炮塔中弹几率最高的正面区域由火炮防盾来承担部分防护任务，以降低对炮塔损害，通过更换防盾来维持炮塔的防御能力，而防盾的制造维修成本远远低于炮塔，这样可以大大降低坦克的作战成本提高坦克的妥善率。这种大防护面积的防盾设计从二战末期一直延续到20世纪60年代末服役的豹1坦克。但是这种大型防盾也同样存在很多缺陷。首先，防盾固定在火炮的承载套筒上，当防盾遭到打击时会将巨大的动能冲击刚性传递给耳轴，严重时会使耳轴受损造成火炮无法正常俯仰。其次，大型防盾也大大增加了火力系统运动部分的质量，增加运动伺服系统的负担，不利于提高控制精度（特别是60年代开始大规模使用火炮俯仰稳定系统，稳定的精度与被稳定对象的质量成反比）。
二战结束以后美国德国的主战坦克继续沿用大型防盾的设计。即使是1965年期服役的豹1坦克依然采用大型防盾。然而作为现代坦克设计一大体系之一的苏联却开始淘汰大型防盾的设计。苏联战后第一代中型坦克T-54，将观瞄装置和并列机枪的窗口同主炮窗口分离，这样可以缩小主炮窗口的面，降低这一部位的中弹几率。而对于并列机枪和光瞄装置的窗口则取消防盾，考虑到苏联坦克主炮的俯仰范围较小(-4°～17°)这些未加防护的窗口暴露面积较小，中弹几率低。这种坦克防盾的设计一直延续到T-90坦克。
与苏联坦克防盾设计截然相反的则是德国、美国的坦克防盾设计上仍然延续二战时期设计思想，以德国豹1坦克为例，铸造炮塔的豹1坦克同它的那些二战前辈一样拥有一个防护面积巨大的防盾来保护火炮、并列机枪、光瞄装置，同时也为炮塔提供附加装甲保护。在之后的70年代，由于反坦克导弹和长干穿甲弹的高速发展，均质钢装甲已经难以满足需要，复合装甲开始登上历史舞台（豹1A3首先使用间隙复合装甲）。复合装甲不仅在抗弹性能上优势明显，而且就炮塔装甲而言，复合装甲在抗多发弹打击能力和可修复能力上相较铸造型炮塔都有很大提高，大型防盾在这方面优势已不明显。80年代初相继服役第三代主战坦克豹2、M1均相较上一代坦克大幅度的缩小了防盾。

     案例分析
     一，德国坦克。
     

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     黑豹坦克。黑豹坦克是德国第一款使用大型防盾设计的中型坦克，之后出现的虎式重型坦克也采用了类似的防盾设计。由大型防盾来承担炮塔的正面防御任务，在作战状态下受损后可以通过刚换防盾来维持或者增加炮塔的正面防御能力，降低维修成本。
     

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     1965年服役的豹1坦克是战后德国的第一款自行研制的主战坦克。豹1坦克仍然延续了大型防盾的设计，但是随着战后穿甲弹动能的大幅增加，这种大型防盾会将动能直接传递给火炮耳轴，造成耳轴刚性受损，并且大型防盾会加大火炮系统的质量，增加伺服机构（特别是火炮稳定系统）的负担。
     

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     1979年服役的豹2坦克放弃了大型防盾设计，炮塔的正面防护任务主要由炮塔来承担，这种将火炮、并列机枪、观瞄装置、火炮耳轴通过防盾结合成一个大的运动体系。这同过去防盾仅仅是安装在火炮套筒上的装甲构件的设计有着本质区别，这种设计也影响了之后的勒克莱尔坦克、90式坦克。这种防盾的优点是：防盾在厚度方向上受制约较小，可以增强防盾的防御能力，并且防盾的质心靠近耳轴的轴心，防盾质量的增加对运动伺服系统的负担不大。当然这种防盾的缺点也同样明显：整个防盾结构复杂，在已经进入复合装甲时代时这种防盾只能由均质钢制作，抗弹能力有限，并且在防盾受损时维修更换十分麻烦，成本高昂。而且防盾的被弹面积仍然很大。
     

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     豹2坦克的火炮安装窗口面积要比同一时代苏联坦克的大得多，这对于炮塔的正面防御不利。
     

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     进入90年代以后德国对豹2坦克进行了最大规模的升级-豹2A5。豹2A5对A4的防盾进行了大规模改进，将原来在火炮右侧的观瞄装置调整至火炮上部，大大缩小防盾防护面积，增加防盾水平厚度。在防盾两侧加装装甲模块以增强防盾面积缩小后暴露部分的抗弹能力，并且这两个装甲模块固定在炮塔上，避免中弹后直接将动能传递给耳轴。除此之外还在防盾外侧增加间隔装甲构件以提高对破甲弹的防御能力。

    二，苏联坦克。
   

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    以T-34-85为例。虎式、黑豹、谢尔曼、潘兴这些坦克的防盾有很大一部分防护面积与炮塔正面装甲重叠，这些坦克的防盾是作为附加装甲纯在的，但是T-34的防盾是主装甲。这一设计定位与多年以后德国豹2坦克的防盾定位是一致的。
   

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     战后苏联第一代中型坦克T-54在防盾设计上产生了革命性的变化。T-54坦克在炮塔正面防护上将并列机枪和观瞄装置从主炮窗口分离，缩小了主炮窗口的面积，从而降低这一薄弱区域的中弹概率。防盾仅为主炮窗口提供保护。相比较西方在第三代坦克设计上才开始缩小防盾面积，苏联人提前20多年就认识到提高正面防护水平上，炮塔比防盾更加有效。
   

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    从T-62坦克开始，苏联坦克的主炮窗口进一步缩小，事实上这种主炮窗口已经达到工程技术所能达到的最小面积。而此时的防盾已经不再承担主要的防御任务，仅能提供对中小口径弹道武器和高能破片的防御能力。在这之后T-64、T-72、T-80、T-90的防盾都是如此。
   

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    T-64坦克取消了并列主炮的观瞄装置，进一步完善了炮塔正面防护。在进入70年代以后，复合装甲的发展使得这种防盾设计的缺陷开始暴露。从T-64的工程图纸可以看到主炮右侧耳轴安装在主炮和并列机枪之间的炮塔结构内，这部分结构空间有限结构复杂无法安装复合装甲，而且就耳轴的保护而言，这部分的均质钢装甲也显薄弱，并且过小的防盾也没有覆盖这部分区域，为其提供额外保护。造成主炮周边的区域成为防护弱区。但是有趣的是，苏联在T-64之后的所有型号主战坦克都未对这一区域的防护加以改进，这可能因为从T-64开始苏联主战坦克的炮塔内都不装载弹药，即使主炮周围的薄弱区域被击穿也很难引发剧烈的二次效应。

    三，以色列坦克。
   

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    以色列在建国之后的数次中东战争中使用过谢尔曼、逊邱伦、M48、M60等多种坦克，这些坦克几乎全部都使用大型防盾。如果按正常推理，以色列自行研制的坦克使用大型防盾似乎是顺理成章的事，但是在梅卡瓦系列坦克中却采用了T-54的防盾设计，将并列机枪从防盾中脱离出来。这应该是1973年赎罪日战争中缴获了大量的T-54/55、T-62后进行综合比对得出的结论。而且以色列对这一设计进行了改进:梅卡瓦增加了主炮与并列机枪的间距，以确保这个部位有足够的空间来安装结构复杂的装甲元件。
   

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    1982年黎巴嫩战争之后，由于反恐作战的需要，梅卡瓦系列坦克在防盾设计上开始加强对火炮身管上部的保护，以应对经常出现的大着角攻击。梅卡瓦4代表以色列这一时期防盾设计的最高水平。

    通过以上案例分析，坦克防盾兴起于二次世界大战，而在战后近70年的坦克发展过程中，防盾的功能从二战时作为炮塔正面防护的主要手段，逐渐弱化至基本不承担主要的正面防御任务。但是防盾本身却产生了新的发展方向，在梅卡瓦4型坦克上可以看到，防盾的防御方向从正面开始向顶面拓展，而防御对象也由火炮与炮塔的结合部开始向火炮身管拓展。未来的坦克必然要面对更加精密的武器和侦察器材，而防盾无论是对火炮身管的弹道武器防护，还是降低坦克整体可探测性上都将作为重要的防护体系而继续存在，这是它的发展趋势。