前方硬核!从钢板到复合材料,浅谈坎坷的装甲“发展史”

装甲,顾名思义,装备的铠甲,和人用的盔甲不同,装甲基本上用于载具,从而抵挡破片、子弹、炮弹乃至导弹的袭击,保护载具本身不受敌方火力的伤害。

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一辆装甲车

可以拥有装甲的载具其实十分广泛,最常见的坦克、装甲车、军舰到普通的飞行器、车辆等都能或多或少拥有防御能力。


装甲有什么用?

军事武器拥有装甲,绝对是十分正常的,为了尽可能获得最大的防御效果、化身为人类最坚硬的“盾”,这些装甲不仅先进,成本也是极其高昂的,所以这也决定军用装甲和民用装甲无法通用。


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美国总统座驾陆军一号能抵御火箭筒袭击


那么普通车辆拥有装甲有什么意义呢?首先必要的防御可以应对一些非人为的威胁,比如说天上掉下来一块石头,如果车辆外壳脆弱不堪,我们事实上将时刻面临安全危机。此外,民用车辆附上装甲后,可以尽可能保护高价值的乘员,比如——总统、官员、政要、记者等等;或者内部运载有高价值财物的车辆,比如说运钞车,拥有装甲也将尽可能降低遭遇沿途犯罪的风险。


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运钞车事实上防御能力不俗


而一些民用航空器,则近乎完全处于安全考虑,,以抵抗小型陨石或太空垃圾的碎片撞击。甚至一般的民用飞机也会携带装甲,保护其脆弱的压缩机和涡轮机,否则一旦发生事故将会造成极其惨重的损失。

装甲技术

在一战时期就已经出现了拥有装甲的坦克,但是这些坦克完全能够被敌方火炮击穿,所以实用性不高,真正开始定制“装甲载具”则始于二战时期,第二次世界大战“矛与盾”的不断升级也达到了巅峰,进而推动装甲技术快速进步。


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坦克的装甲让轻武器几乎无可奈何


我们着重考虑主战坦克的装甲发展,因为相比于其他拥有装甲的载具,主战坦克的装甲最为强大和可靠,也象征着一个国家技术的进步大趋势和大方向,主战坦克是陆军先锋部队,需要抵抗敌军的最强火力发反攻,包括反坦克导弹、动能穿甲弹乃至核爆炸,所以极其看重其最外层的装甲是否有效。


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被设计能够抵挡核爆炸的279工程坦克


单论效率而言,装甲并非需要遍布整个载具的所有部位,仅需要防御那些容易被击穿的部位,比如载具前部、底部、尾部和顶部即可,其中前部尤其重要,对于主战坦克而言要时刻将自己装甲最后的部位朝着敌人可能出现的方向,也就是说即使撤退也需要以倒车的方式进行,绝对不留破绽。

【加厚装甲】

装甲刚出来的时候,各国的设计师们只会盲目加厚装甲,认为越厚的装甲能够让敌方将其击穿愈发困难。但这其实不是一个良性的竞争,因为更多的标准钢板毕竟装甲不轻,这会极大增大整车推重比的负担,并且影响机动性。


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“虎”式坦克拥有强大的100毫米前装甲


加厚装甲在纳粹德国的“虎”式坦克上臻直大成,“虎”式拥有近乎垂直的100毫米前装甲,其铸造炮塔前部的装甲厚度更是高达120毫米,在稍稍摆一点角度之后,敌军近乎无法将其击穿。

由于在设计时还未使用“斜面”这个概念,因此在车体前方及侧面完全没有用以应对直击炮弹的倾斜装甲构造,在炮塔侧面因使用了筒状构造而形成了曲面,当被炮弹击中时能发挥不错的防御力。

也就“虎”式坦克的迈巴赫HL230 P45发动机够顶,700匹马力能够让56吨的“虎”式坦克以十分不错的37千米每小时速度前行,凭借当时其他国家的发动机技术,肯定无法拥有这次厚重的装甲。


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没有被击穿的“虎”式坦克


有趣的是,苏联和美国还拥有其它“外附装甲”,比如苏联的“人肉装甲”(笑)和美国的“沙包装甲”,其实都拥有一定的防御效果,毕竟炮弹在遭遇任何阻碍的时候都会降低动能,使击穿坦克外壳的概率降低。

倾斜装甲

以倾斜方式部署的装甲可以利用斜面反弹炮弹,就算炮弹穿入也能有较长对角线阻挡炮弹,这种装甲运用方式直到今天也在使用。

最早完美利用倾斜装甲的是苏联的T-34坦克,T-34坦克的车体装备全倾斜式装甲,装甲采用焊接连接,其材质为均质轧钢板,其前装甲和侧装甲厚达45毫米,后装甲厚达40毫米,顶部装甲则为20毫米。


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一辆T-34-85型坦克


经过测试,其前装甲的等效接近90毫米,这对于机动性、火力都十分不错的T-34而言,一旦大规模制造完全能够形成“钢铁洪流”。正是发觉了“T-34危机”之后,德国统帅部才开始研发“虎”式坦克这些“巨无霸怪物”的。

【间隙装甲】

钢板之间以一小段距离隔开的装甲,称作间隙式装甲,也可称中空装甲或空心装甲,事实上这种装甲十分有效。

在二战刚刚结束的50年代初,“矛”一度碾压了“盾”,HEAT破甲弹几乎在一夜之间盛行起来,对于倾斜装甲而言,破甲弹无视射入角度,所以瞬间失去了优势。但是间隙装甲的存在,仅需要较薄的钢板或甚至铁网,可以比全面防护型的装甲还轻,因此可附加在坦克炮塔的外缘处或其他装甲车辆上。


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HEAT杀伤方式动图


由于HEAT弹特殊的杀伤方式(制造出一股高度聚集的可塑金属喷射流),间隙装甲会促使HEAT弹头过早引爆,使得熔融的金属喷射流提前在主装甲外聚集,看上去的确打穿敌方坦克了,但却没有真正起到杀伤效果。

虽然破甲弹一直在进步,但是间隙装甲也在不断找到应对方法,西德所研制的“豹”1坦克,其实它拥有整合型间隙装甲,增大车体外壳到内部的距离,从而降低杀伤效果。

甚至有些坦克装甲更加过分,内部增加多个斜面,这也能够将射入的穿甲弹金属射流使用预设的路径给导流掉,极大降低威胁。


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拥有预设导流槽的间隙装甲


但有一点需要注意,间隙装甲虽然在上世纪60年代达到巅峰,但是从未有一款主战坦克会以间隙装甲来作为主流的防御系统,虽然“豹”1拥有先进的间隙装甲,但是“豹”1仍然是一款十分脆弱的坦克,使用普通的钨芯APCR穿甲弹或者干脆直接换装HE榴弹乃至导弹,仍然能够轻易摧毁“豹”1坦克,所以“豹”1其实是“裸奔无装甲坦克”,间隙装甲注定难成大器。

反应装甲

既然拦不住,干脆人工在坦克表面制造爆炸,使用冲击力抵挡来袭的炮弹袭击,反应装甲应运而生。反应装甲由以色列率先研发,采用高爆性夹层包覆于钢板之间,当锥形炸药的弹头击中时,夹层内的炸药会引爆,并将钢板推向弹头,分散高爆弹炸药所造成的高速金属喷流。


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M1坦克侧面正在安装反应装甲


事实上,早期反应装甲十分危险,因为以色列没有解决“爆炸后冲击波威胁到附近的己方士兵”的问题,并且无法重复使用,一旦某一块爆炸后,就将失去效用。这一问题被俄罗斯最终解决,俄罗斯新型反应装甲被安装在T-90坦克之上,并且经历了实战考验。

此外,更加先进的非爆炸反应装甲也在发展之中,这其实是一种变相的间隙装甲,采用采用可变形的材质,以便在撞击的强大冲击力下保护坦克的安全。

复合装甲

复合装甲是如今人类最先进的装甲类型,虽然早在上世纪40年代就已经被研制出来,但是早期的复合装甲防御效果十分差,故而不受好评。


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使用陶瓷-芳纶复合材料所打造的复合装甲


复合式装甲是由数种化学特性极为不同的材料所组成的装甲,钢铁和陶瓷是复合式装甲中最常见的材料型态,由于如今材料学已经极其成熟,对付如今人类最强大的APFSDS尾翼稳定脱壳穿甲弹时,显得十分有力。复合式装甲的效果取决于它的材质成分,而且能够有效抵抗动能穿甲弹等来袭火力,尤其是硬度极高的贫铀复合装甲,近乎是无法被人类所掌握的炮弹击穿的,但是受限于成本和技术问题,贫铀复合装甲只能加强某些重点部位的防御,无法大规模使用。

【电子装甲】

除此之外,还有一些奇奇怪怪的装甲,比如电子装甲,和反应装甲类似,同样是对来袭炮弹加以反击的一种防御方式。

具体地,较外部的钢板施以巨大的电压,而内部的钢板则接地,若来袭的炮弹穿透外层的钢板并导致两边的钢板造成短路时,电能会沿着喷流释放并加以瓦解。


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电子装甲工作示意图


看上去十分美好,但是电子装甲难度极大,如今由英国国防科技实验室主导研究,未来可能被运用在英军的FRES新装甲平台之上。


结语

总之,“矛与盾”的竞争发展,可能还将会继续持续下去,未来是否还会出现更加强大的防御方式,我们需要拭目以待。

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页面更新:2024-03-20

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