出品：科普中国
作者：苍山论剑
策划：金赫
监制：光明网科普事业部
第二次世界大战结束后，世界迎来了和平。但是这种和平并不是“佛性的”，而是一种制衡的和平，以美苏为首的东西方两大阵营把武器装备的较量从战场上硬碰硬的对抗搬到了战场下你追我赶的技术研发上。特别是苏联紧随美国研制出核武器后，美苏两国将对抗的焦点聚集到了陆战之王——坦克的发展上。从T-55、M60到T-72/T-80、M1/M1A1，美苏两国不断刷新着自己主战坦克的性能参数，其中又以围绕着坦克的攻防（即“弹”与“甲”）的研发竞赛最为激烈。
图注：美M1坦克（左）与苏T-72坦克（右）
（一）破甲弹的出现湮灭了重型坦克
二战时期，面对着已经在陆地战场称霸的坦克，各国一方面不断研发提升坦克性能，另一方面积极寻找对付坦克的有效办法。曾经饱享装甲部队“闪电战”福利的纳粹德国在1936-1939年西班牙内战时期发现了一种对付坦克的新式弹药——破甲弹。
在破甲弹之前，反坦克弹药要想提升毁伤坦克装甲的能力主要依靠提升弹丸初速。但是提升弹丸速度的技术远要比增加坦克装甲厚度的技术复杂，所以二战后期才会出现像虎式、鼠式这样舍弃一部分机动力，更专注于防护力的重型坦克。但是基于门罗效应设计的破甲弹，是利用弹丸内部炸药爆炸产生的冲击波，作用于自身的锥形金属药形罩结构，使其产生初速高达8000米/秒的金属射流。这种金属射流，可以对均质装甲造成极大伤害。所以破甲弹毁伤坦克装甲不再依赖弹丸初速，而只与药形罩直径有关（一般破甲厚度是药形罩直径的五倍）。
图注：笨重的鼠式坦克
图注：破甲弹结构原理图
二战后期，坦克炮口径已经设计到100mm以上，所以发射弹丸内药形罩的直径可以很轻松达到80mm。也就是说，当时能够抵抗破甲弹的坦克装甲需要在400mm以上，并且只要在弹丸飞行距离之内，毁伤能力不受距离影响，这简直是重型坦克的噩梦。所以到了冷战时期，各国研发坦克彻底摒弃了“战场移动堡垒”式的思路，重防护、重火力、轻机动力的重型坦克被淘汰，新型的主战坦克越来越追求火力、防护力与机动力的平衡。
（二）复合装甲的兴起拯救了“陆战之王”
破甲弹的出现曾一度危机坦克“陆战之王”的桂冠，因为不用受限于初速的弹丸破甲能力，使得单兵反坦克武器也对坦克有着致命的伤害。在二战中，面对滚滚而来的坦克洪流曾经手足无措的小小步兵，拥有了发射导弹或者火箭弹摧毁坦克的能力。
图注；单兵反坦克火箭与配用的破甲弹
所幸的是，20世界60年代苏联在T-64坦克上试验了一种新式装甲——复合装甲。T-64的装甲厚度达204毫米，由三层组成，其中最外层是80毫米钢质装甲，最内层是20毫米钢质装甲，中间是104毫米的玻璃纤维板。这种类似三合板似的复合装甲对抵抗反坦克弹有着意想不到的效果。因为当射流或者弹丸穿透不同防护层时，由于防护层物理属性不同会改变弹丸或者射流的方向，甚至折断穿甲弹的弹丸。实验表明，T-64坦克204毫米的复合装甲抵挡穿甲弹的能力等同于300毫米钢质装甲，抵挡破甲弹的能力等同于600毫米钢质装甲。
图注：T-80坦克复合装甲结构图
图注：复合装甲防护原理图
同一时期，其他国家也紧随苏联其后研制复合装甲。由于所选取的“夹心”材料不同，出现了英国以复合陶瓷材料为主的乔巴姆装甲和美国以复合贫铀合金为主的贫铀装甲。这些装甲是破甲弹的克星，让坦克再一次在“陆战之王”宝座上坐稳。海湾战争中，美国曾经有1辆M1A1坦克身陷泥沼，原本因为无法移动需要就地摧毁。在承受同伴M1A1坦克120MM坦克炮连续三发命中后，坦克的复合装甲才勉强被击穿。后来这辆M1A1坦克又被装甲抢救车拖出泥潭，人们发现坦克只有瞄准器损坏，其他功能还能继续使用，由此看出贫铀装甲的防护能力实在太强。
图注：装有贫铀装甲的M1A1坦克
（三）滑膛炮配脱壳尾翼稳定穿甲弹才是王道
随着复合装甲在世人面前展示了自身对破甲弹惊人的防护，人们研制反坦克炮弹的思路又回归到了穿甲弹。为了提高弹丸初速，苏联T-62坦克首次尝试使用滑膛炮。
图注：苏联的T-62坦克
很多人都知道，膛线的发明在武器发展史上是一次巨大的进步。弹丸从刻有膛线的枪管或者炮管中发出会产生旋转，这种旋转可以使弹丸在飞行时克服空气阻力，保持方向，避免翻转。但是弹丸在坦克炮膛内依着膛线旋转势必会因为摩擦而降低初始动能，而且初速越高的弹丸保持稳定的转速就要越大。想使弹丸达到这样的转速就需要增加炮管长度，可惜的是坦克炮管不能像地炮炮管那样设计的很长，所以坦克线膛炮的初速一般只能达到1000米/秒。
图注：线膛炮的膛线
反观滑膛炮，光滑的炮管内壁可以减少弹丸动能的摩擦损耗，所需要解决的问题就是如何让弹丸在飞行中保持稳定，于是脱壳尾翼稳定穿甲弹应运而生。这种弹丸装有尾翼，可以保持飞行平衡。但是带有尾翼的弹丸因为形状不规则难以在炮管内形成密闭空间，所以设计师又在弹丸上安装了弹带。这种弹带在出膛前包裹在弹体外面，紧贴着炮管内壁，形成密闭空间。一旦火药爆炸在这个密闭空间内产生膨胀气体，就可以推动弹丸前进，赋予弹丸动能。当弹丸出膛后，弹带完成自己的任务，自动脱落。所以这种炮弹被叫做脱壳尾翼稳定穿甲弹。目前，坦克炮的炮口初速可以达到1700米/秒，使用常见的钨合金材质的脱壳尾翼稳定穿甲弹，在2000米距离上的穿甲（均质装甲）厚度为850mm。如果使用美国的贫铀材质的脱壳尾翼稳定穿甲弹，在2000米距离上的穿甲（均质装甲）厚度为960mm。
图注：脱壳尾翼稳定穿甲弹
图注：脱壳尾翼稳定穿甲弹弹带脱落图
此外滑膛炮还有一个优势，那就是同时可以用来发射炮射导弹。所以在脱壳尾翼稳定穿甲弹出现后，坦克滑膛炮又渐渐取代线膛炮。
当然，冷战时期美苏两大阵营在坦克研发上的创新并不仅仅局限于装甲和坦克炮。苏联方面，T-55安装的悬挂装置、T-80首次安装的燃气轮机都大大提升了坦克的机动性能；而美国方面则是更加注重改进坦克的火控观瞄系统。弹道解算计算机的应用让M1系列坦克射击速度更快、命中精度更高，热成像装置则让M1系列坦克在夜暗或者恶劣气象条件下更早发现敌情，先敌开火。这些技术创新让冷战前后的坦克性能有了质的飞跃。
图注：冷战时期苏联坦克巅峰之作——T-80坦克
【划重点】
冷战时期，美苏两国均掌握核武器，军备竞赛的焦点开始放在了坦克上，其中以 “弹”与“甲”的竞赛最为激烈。
①破甲弹能对均质装甲有极大的杀伤。破甲弹出现后，追求加厚装甲来防护自身的重型坦克被淘汰。
②复合装甲是由两层以上不同材质组成的装甲。复合装甲出现后，破甲弹被淘汰，故而穿甲弹又重新应用在坦克炮上。
③脱壳尾翼稳定穿甲弹能使弹丸在飞行中保持稳定，脱壳尾翼稳定穿甲弹出现后，坦克滑膛炮开始取代线膛炮。
④冷战时期苏联坦克更加注重坦克的机动能力，而美国坦克则更加注重坦克的火控观瞄系统。
第二次世界大战结束后，世界迎来了和平。但是这种和平并不是“佛性的”，而是一种制衡的和平，以美苏为首的东西方两大阵营把武器装备的较量从战场上硬碰硬的对抗搬到了战场下你追我赶的技术研发上。
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