单位文秘网 2021-07-06 08:20:23 点击: 次
政治风险与以色列公开合作,以吸收资金完成收尾工程。然而,如果按照“灵活反应”战略框架下的北约前沿防御需求,英国需要保持一支兵力达13个装甲师的庞大地面装甲力量,其中7个现役装甲师需要部署于西德、比利时和荷兰。既使是最保守的估计,要为这些部队全部换装“酋长”式主战坦克也需要3100辆这样的惊人数字,而这是英国的国力绝对无法负担的。
事实上,英国国防部经过细致的计算后得出结论,既便以削减一艘皇家海军航空母舰为代价,并且为以色列提供一条“酋长”的生产线分摊部分研发成本,也只能最多为陆军提供生产1100辆“酋长”的资金,一多半的装甲师仍然不得不继续装备改进型“百人队长”主战坦克,只有大约3个现役装甲师和2个预备役装甲师能够换装崭新的“酋长”。但从当时中欧防御所面临的实际需求来看,既便是北约部队全部齐装满员,也将要抵抗在数量上两倍于己的敌人。于是,在新型主战坦克数量上无法满足需求的情况下,为了最大限度地发挥每一辆坦克的战场价值,就需要将这些主要作战车辆从相对不那么重要的辅助性作战用途中解脱出来。但是同时,由于还要支撑起装甲部队的必要规模,因此一种兼具战场侦察和火力支援任务的轻型装甲战斗车辆,被认为是英国陆军承担起北约集体前沿防御义务的必须品。
战术技术性能要求
英国人很清楚地意识到,履带式轻型装甲侦察车或者说轻型坦克和任何其他类型的装甲车辆一样,并不是一种万能武器。在战场上,这类车辆不可能独自作战,而是要同其他战车、分队及军兵种协同作战,简单、多用是这种车辆应该首要考虑的设计要点,而不应该追求技术上的冒进。不过,关于装甲侦察车应是轮式还是履带式的争论已持续了许多年,尚没有迹象表明这场争论会停止,最终方案取决于作战要求和预期地形。而从英国陆军的传统来看,虽然其对于轮式装甲侦察车的认同感较高,从1946~1965年,英国军事工业为其陆军提供了大约6000辆各种型号的轮式装甲侦察车,如“撒拉丁”、“撒拉逊”、“白鼬”等型号。但考虑到德国东部地区的地形起伏不平,虽然没有崇山峻岭,但有小山丘、谷地和地褶,而且公路网建设无法与西欧腹地相提并论,这种客观情况无疑令轮式装甲侦察车的作战效能大打折扣。更何况,考虑到除了一般的侦察任务外,这种装甲侦察车还需要配备比以往更强大的火力,执行机动火力支援甚至是反装甲任务,以弥补主战坦克在数量上的缺口。
所以,无论是从复杂地形上的战术机动性还是对重型武器的承载能力上看,履带式底盘都是比轮式底盘更为适合装甲机械化平台。于是,一段时间的酝酿后,英国国防部正式提出研制一款履带式底盘轻型装甲侦察车,并向工业界公开招标。其基本要求是强调火力与战术和战略机动性的完全统一。具体来说就是安装一门能够在1200米距离上有效击毁苏联/华约除主战坦克外,大部分轮式和履带式装甲作战车辆的60毫米以上口径火炮;强调良好的战术机动性,最大公路速度不低于70千米/小时,同时战斗全重要被控制在8.5吨以内,以便能够由一架C-130空运2辆,或是由更大型的肖特SC5“贝尔法斯特”4发重型运输机空运4辆,并在必要时能够实施伞降空投。事实上,这种要求超出了一般履带式装甲侦察车的范畴,更接近干一辆性能指标极端苛刻的轻型坦克,与当时美国刚刚完成原型车试制的XM551具有相当程度的可比性,对当时任何一个国家的军事工业来说都是个不小的挑战。不过,英国虽然已经从世界一流帝国的位置上滑落了下来,但作为传统军事工业大国,依然有着很雄厚的技术、科研实力,所以包括维克斯、霍特斯伯、阿尔维斯等公司纷纷提出了竞标方案。经过一番对比选型,英国国防部于1967年9月宣布阿尔维斯公司方案中标,随即命名为FV101“蝎”并与之签订了生产17辆样车的合同。
总体结构
“蝎”式装甲侦察车车体采用了动力/传动装置前置,战斗室后置的基本布局,动力/传动装置纵置于前部动力舱,1个混流式风扇吸进冷却空气,经过变速箱和发动机上方的散热器,然后通过百叶窗排出。同时由于是轻型装甲战斗车辆,动力/传动装置体积较小,因此车体前部动力舱左侧还有足够的空间容纳驾驶员,驾驶员拥有1个独立的单扇舱盖,装有1个广角潜望镜,夜间可换为“皮尔金顿”被动式潜望镜。后来的事实证明,阿尔维斯公司之所以采用这种不同于主战坦克的设计,完全在于其一开始就为拓展“蝎”式装甲侦察车车体的用途埋下了伏笔。
事实上,如果需要生产一系列使用同样底盘的车辆,前置发动机和传动装置就有很大好处。除主战坦克外,大多数其它装甲战斗车辆都从前置发动机结构中得到许多方便——装甲人员输送车、救护车和指挥车获得一个不受限制的后车门,其优点是非常明显的,比如指挥车从车后开门可以很方便地在车尾固定一个延伸部分,这可以大大增加指挥车的工作空间,并在停车时更易于发挥其指挥部的职能。此外,对于一辆在战斗全重上有着严格限制的轻型履带式装甲作战车辆来说,动力/传动装置前置的布局还能带来额外的防护性增益。这是因为如此布局会使任何一种穿甲弹所穿透的路径大大增加,如果弹丸必须穿越传动装置或发动机,其动能就会受到损失。
当然,这种防护性增益并非没有代价,动力/传动装置本身的易损性必须被考虑在内,不过对于一辆不超过8.5吨的轻型侦察车来说,无论用什么手段来提高乘员而不是车辆本身的生存概率,显然都是划算的。值得提及的是,该车在无任何装备的情况下可涉水深达1.67米。顶部四周安装有浮渡围帐,可在5分钟内架好。水上靠履带推进和转向,水上速度达6.5千米/小时,如安装推进器则可达9.5千米/小时。
火力系统
“蝎”被称为装甲侦察车,但英军希望它在莱茵河一线扮演的角色却远不止如此。能够击毁苏军除主战坦克以外大部分装甲作战车辆——这实际上既是要求拥有不低于轻型坦克的火力,这也是为什么“蝎”有时被称为轻型坦克的原因所在。
然而,作战车辆的战斗全重与火力性能是一对相互矛盾的存在,要解决这个问题往往令人绞尽脑汁。不过,英国人并没有像美国人在M551上所做的那样,安装了一门先进得离谱、但问题也多得离谱的所谓“两用炮”,而是走技术成熟路线,由著名的皇家兵工厂专门设计了一门以发射化学能破甲弹、碎甲弹为主的L23A1 76毫米口径低膛压线膛坦克炮来解决这个问题。在战斗全重、反装甲威力、技术可靠性、成本控制等因素交织而来的矛盾中,这似乎是最合乎情理的一种妥协方式。当然,只能发射化学能破甲/碎甲弹的中口径低膛压线膛炮要付出威力和精度上的代价,不过8吨的履带式装甲作战车辆在火力上,毕竟不能按照50吨级的履带式装甲作战车辆来要求。不过,能够发射英国独有的碎甲弹的能力,使得L23A1拥有了实际的反坦克能力,碎甲弹的主要优点在于可作多功能弹使用。对付软目标时,它的有效程度大约是常规榴弹的90%,而对付掩体和建筑物时则优于榴弹。对付轻型装甲车辆,碎甲弹有较强的破坏效果,而对于重型装甲战斗车辆,即使不能将之击毁,但会产生大量的二次效应,包括对光学设备和天线的损坏。
需要指出的是,作为皇家兵工厂精心打造的杰作,L23A1 76毫米低膛压线膛炮在设计和制造工艺上都有值得称道的地方。比如为了减少后坐距离,最大限度地适应狭窄的战斗室空间,L23A1的复进机构和炮闩装填机构设计得十分精巧,火炮借助液气复进机返回发射位置(其特点在于后坐长度能随随射角而变化:射角小时,采用长后坐,以使火炮射击平稳;射角大时,采用短后坐,最小后坐距离仅为280毫米),然后通过1个半自动凸轮打开炮闩,空弹壳退出,炮闩保持开启,等待下次装填。另一方面,虽然低膛压坦克炮不需要采用自紧身管这样的工艺,但L23A1的单肉身管在工艺上仍是值得称道的。其身管由整段锻件制成,没有任何被筒或衬管,先进的数控旋锻机床系统以程控完成包括膛线成形在内的整个冷锻操作只需要15分钟左右,这极大降低了火炮的生产成本,对于提高“蝎”式的性价比优势具有极为重要的意义。
动力/传动系统
在“灵活反应战略”中,由于北约将置不利的地理条件于不顾,而把东西德边界作为主要防线,这使部署在西德边境的北约部队如果要打一场常规的持久战,就必须在西德西部边境和莱茵河之间实施高强度的机动作战。要知道,苏联地面部队战术的拟定就旨在实现机动快速的运动战,而速度则是其中的精髓。然而,无论是先进的“酋长”还是改进“百人队长”主战坦克,糟糕的战场机动性都是英式主战坦克的软肋。因此作为一种弥补,良好的战术机动性是“蝎”式装甲侦察车在设计伊始便刻意强调的。不过要获得良好的战术机动性,虽然战斗全重以及悬挂系统/行动部分是必须被综合加以考虑的,但功率大、重量轻、体积小的动力装置,以及设计合理,动力转化效率理想的传动装置却是整个问题的核心。
阿尔维斯公司为“蝎”式装甲侦察车基本型选择的J60式汽油发动机及配套的TN15传动系统堪称整个设计的亮点之一。J60式汽油发动机是一种排量为4.23L的4冲程直列6缸水冷非增压汽油机,虽然其基本结构是从轿车上使用的“美洲虎”XK高性能汽油机演变来的,但该汽油机拥有结构紧凑、单位体积功率高、散热量较少、冷却系统较小、加速性和扭矩特性较好、可维修性好,可在战地进行维修等诸多优点,其供油系统采用了索莱克斯48NNIP双腔下吸式汽化器,汽化器上装有以海拔高度进行自动调节混合气的气压膜片式传感器。由于压缩比很低,允许燃用宽范围辛烷值的燃油。发动机用91RON汽油可满意地工作。在紧急情况下可使用超出英国国防部要求范围接近85RON的和高含铅量的燃油工作。其润滑系统采用了湿式油底壳,可在大倾斜度(前后倾斜35度,侧倾17度)情况下工作。
润滑油由与车上安装的滤清器和冷却器相连的油道进行补充。采用英国国防部OMD-75技术规范的10-30号稠化机油润滑。其电气系统为带有全屏蔽和防水线圈、配电器和起动电机的24V电气系统。在要求较低的应用方面,则采用12V电气系统。电点火装置可方便地适用于14V和12V电气系统。由于该发动机的压缩比很小,在不利的条件下还可用手动或拖动起动,该发动机按国防部05-24(相当于北约的AqAP-4标准)质量标准生产。至于与J60相配合的TN15机械式自动传动系统则由离合器、变速机构和转向机构组成,变速机构为行星式,有7种传动比和1个正倒车机构,所以有7个前进档和7个倒档,转向装置为三差速器式,由梅利特·威尔逊公司制造。其结构特点在于为适应汽油机转速高、扭矩输入小的特点,而采用了一种新颖的“十字”型结构,功率从一端输入,两端输出,输入轴与输出轴成直角,离合器为离心式,因此能够与190马力的J60汽油机进行非常良好的匹配。需要提及的是,根据用户需要,“蝎”式装甲侦察车及其衍生车型也可换装康明斯柴油发动机及配套传动系统。
行动部分与悬挂系统
“蝎”式装甲侦察车的行动部分有5个挂胶铝合金负重轮,主动轮在前,诱导轮在后,无托带轮。履带为钢制但重量轻,而且带橡胶衬套和衬垫,在公路和越野行驶条件下寿命为5000千米。虽然从单纯的战术价值考虑,对于动力/传动装置前置的装甲作战车辆而言,高度可调的液气悬挂装置可能更为理想(炮塔越是靠近车辆后部,要想轻易地赋予火炮10度俯角就越困难。所以“蝎”式的主要问题是在不过分提高炮耳轴和不增大车辆高度的条件下,如何使火炮具有至少10度的俯角)。然而,由于技术原因,在上世纪60年代末,液气悬挂装置的实用化程度并不令人满意,而且液气悬挂装置的一个缺点是成本较高,它的成本可能比其他悬挂装置高一半。所以在权衡之下,“蝎”式装甲侦察车采用了技术成熟的扭杆弹簧悬挂。
这种悬挂装置的核心是扭杆,即一根以高强度、高韧性的镍铬合金钢制成的很长的圆棒子,两头加工出花键,一头是固定端,一头是扭转端(连接平衡肘),通过扭杆的扭转变形来吸收地面对坦克的冲击能量。尽管与液气悬挂装置相比,扭杆悬挂不可调节,但它的优点是吸收地面冲击能量大,扭杆在车内占用的空间不大,可靠性好。缺点是扭杆变形和吸收能量之间的关系为“线性变化”,而理想的变形一吸能关系应为“非线性变化”,越到后来,吸收的能量越高才好。值得一提的是,考虑到西德东部边境地区褶皱地形较多,针对这种情况,在每侧的第1、5两个负重轮上加装有一种结构特别的液压减振器。这种液压减振器实际上是一个阻尼器,它由减振器体、隔板、叶片及轴、减振器盖、连接臂和拉杆组成。当负重轮上抬时,液力减振器中的液体顶开叶片上的单向活门由1室较顺畅地流入2室,保证扭杆能充分吸收冲击能量。当负重轮下降时,扭杆放出能量,但是,由于此时的单向活门是关闭的,使液体被迫只能从叶片和减振器体间很小的径向间隙由2室流向1室,强大的节流阻尼作用,使振动衰减,最终变成热能消耗掉。
装甲防护
在战斗全重的严格限制下,动力传动装置前置布局为“蝎”提供了额外的防护增益,不过最基本的防护性能却仍然要依赖于合理的车体装甲。但是,虽然布氏硬度值约350~400,含有锰、镍、铬、钼和钒等元素的25毫米厚度以下合金钢装甲板容易生产,技术成熟,其成本也比较低,然而这种材料却是一种很重的材料,密度大,而且难以焊接。于是,阿尔维斯公司在“蝎”的设计中,自然而然地将目光投向了铝合金装甲材料。铝合金装甲是在20世纪40年代初期开始发展的,纯铝没有多少优点,要使它具有装甲材料所需要的特性,就需要将其与其他金属熔成合金。在加工硬化铝板中加入锰,单位面积密度与钢板差不多的铝板,其对小能量动能弹的抗弹能力至少不比钢差,但它对榴弹碎片的防护力却要比钢强得多。与钢相比较,其重量的减轻也很显著。根据对比实验时选定的具体入射角,重量减轻了6~20%不等。
“铝制”M113的成功为阿尔维斯“蝎”式履带式侦察车指明了方向,这使其成为世界上第一种炮塔和车体都采用铝合金焊接而成的装甲车。不过与M113的情况不同,M113装甲人员输送车系列使用的AA5083规范的铝/锰合金,虽然具有对榴弹碎片的良好防护力,却没有达到对14.5毫米穿甲弹的抗弹能力要求。这导致了阿尔维斯在“蝎”上要采用一种强度更大、热处理性能更好,并具有良好焊接性能的新型铝锌锰合金,这种符合AA7039规范的合金在任何角度下受到穿甲弹的攻击时,在抗弹性能上要比早期的5083铝优越得多(抗穿透性更好的7039铝-锌-镁合金强度高于5083,且极限抗张强度达到420兆帕,而5083只有280兆帕。7039铝合金采用的是加速时效硬化法,首先进行450摄氏度左右的热处理,然后在室温下急冷,最后再以90-150摄氏度的温度加热几个小时,此过程能形成镁-锌复合物,提高铝合金装甲的强度)。同轧制均质装甲相比,7039合金能更有效地对抗穿甲弹,同时用7.62毫米和14.5毫米穿甲弹攻击铝合金装甲和钢装甲,前者的防御效果更好,而且对抗14.5毫米弹药的优势非常明显。(未完待续)
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