一段時間就會聽到一次的反彈道飛彈比彈道飛彈還貴, 這個其實是很常見的初學者錯誤, 防彈衣通常也比子彈還貴, 但防彈衣後方你的生命是不是比子彈還賤呢?
但也是一段時間就會聽到的主張, 比方戰車用高初速中小口徑炮, 不要大口徑下去, 或者是打戰車為何要執著於打正面, 頂蓋履帶之類弱點也可以打之類, 這個就是說明比較困難的錯誤. 只是, 對二戰的戰車史了解一點, 就會知道這些東西是有實驗過的, 其中有一小段在幾個月前寫17pdr->20pdr->105mm->120mm的時候, 其實大略提到......
雖然目前是在處理"航空母艦的歷史", 但是"裝甲車輛的歷史"也是排在名單上的東西, 所以有整理一下裝甲車與反裝甲火炮: 一次大戰後的做法, 其實就是戰車裝比較大口徑的火炮, 37~57mm, 用炸藥去殺傷步兵及簡單的機槍沙包陣地, 而反戰車單位用的, 就是些小口徑高速炮, 比方12.7mm或25mm之類, 減低步兵或輕型車輛的彈藥攜帶負擔.
可是真正快速發展, 還是要到1930年代末期, 各國開始大規模擴軍, 甚至像日本, 已經先開戰了, 火炮穿甲力與裝甲防禦力就快速升級, 裝這些大砲的車也跟著快速增重, 然後, 承載系統就先發出悲鳴.
最早發狂的, 是在世界戰車史上很少有能見度的日本, 因為日本自己造的商船, 大部分起重機只能載15噸重的貨物, 而當時日本主要戰場是隔個海的中國, 你非要靠船運不可, 所以當歐洲的戰車把火炮加大到超過37mm, 裝甲增加到40mm以上, 車重超過日本商船的承載水準, 日本人沒辦法跟進, 就開始搞47mm高速炮, 希望小口徑高速炮能提供較輕型車輛像樣的穿甲力, 而這種延遲大口徑炮重戰車發展的結果, 就是戰爭末期日本戰車嚴重落後的各種笑話.
英國也沒好到哪, 他們主要是戰爭早期缺乏戰車專用動力系統, 所以用大卡車引擎, 輸出太低, 只能選擇小口徑薄裝甲機動力像樣的車, 或是小口徑厚裝甲比人還慢的烏龜, 雖然2pdr與6pdr穿甲力很不錯, 但是戰爭末期面對主砲口徑超過75mm的德國戰車, 除了邱吉爾對抗四號戰車這種例外, 英國那些車全面落後.
即使德國比較早升級到75/88mm的雙軌體制, 穿甲力方面可說居各國戰車之冠, 但到戰爭末期的發展, 也是有轉向88/128mm的新雙軌趨勢, 這是因為看到蘇聯122/152mm自走砲的威力, 以及大家的裝甲一路升級到傾斜45度以上厚度150mm以上的結果, 75mm之類的要打, 太難.
但用小口徑炮的抱怨自己開炮只是讓敵人發現到自己變成靶, 大口徑炮那邊也有抱怨, 彈藥庫空間大, 以至於一被打破, 很容易就打到彈藥庫而引爆彈藥, 然後彈藥量變少, 而且要把彈藥搬到火炮後裝填, 比較大比較長的砲彈很容易卡東卡西, 因此戰爭初期那些小口徑炮車的發射速度, 理論就接近每分鐘20發, 實際上訓練夠的還可以更快, 但是大口徑炮的就很慢, 甚至有慘到每分鐘4發的, 很多蘇聯戰車就是因為發射速度低, 反而被德國人先回擊而打破.
然後這是中戰車與重戰車方面, 但是能浮度河水或空降的輕戰車, 以及自己走路或卡車運輸的步兵, 重量幾十公斤到幾百公斤的中小口徑炮還好, 上噸的大口徑炮可真的是沉重而且絕對不甜蜜的負擔......有沒有解救方案?
先講火炮, 理論上, 如果彈藥形狀一樣, 只是等比例放大, 則口徑倍增, 彈藥碰撞裝甲時的截面積, 也就是阻力, 會增為平方倍的四倍, 可是推進藥量是立方倍的八倍, 假如都是理想反應狀態, 口徑倍增, 則彈頭獲得的單位面積能量也是8/4=2倍, 所以加大火炮口徑, 穿甲力的增加最明顯.
可是, 同狀況下, 彈頭重量體積也是增為八倍, 要裝同樣分量彈藥的話, 車子也要八倍大, 戰車裝填手的體能負擔也是......因此實際上就是戰車主砲彈從戰爭初期的每輛都破百發, 到戰爭末期, 122mm炮的車只剩四十發上下, 每個彈種都剩沒幾發, 有時可能幾小時交戰後就沒有能用的砲彈了......
早期大家想到的解救法, 就是增加小口徑炮的推進藥量, 搞高初速火炮, 反正當時火炮的壽命, 榴彈砲有破萬發, 甚至有些號稱幾十萬發, 高初速穿甲用炮也是幾千發, 戰爭時代很少有戰車能撐到炮管壽命用光, 讓炮管壽命短一點無傷大雅.
可是, 火炮推進藥燃燒遠非理想反應, 常常都是炮彈出去後還有些推進藥沒燒完, 所以可以看到槍炮有槍口焰炮口焰, 增加推進藥量常見問題, 就是炮口焰變大, 火炮壽命被火藥侵蝕減短, 初速穿甲力增加沒多少, 甚至可能搞到一堆火藥與砲彈一起出去, 初速與穿甲力反而減低......這是藥室太長會產生的問題, 藥室要加胖而變成大口徑炮彈那樣比較肥胖, 才能解決燃燒反應速度的問題, 所以, 在一堆人鮮血教訓後, 加大口徑成為唯一解.
但有沒有可能用比較小的砲彈, 裝在比較大口徑的火炮中呢? 德國的做法是一種漸縮砲彈, 砲彈旁邊用一些軟金屬, 高速推進中可以透過擠壓把炮彈壓小, 英國的做法就是給小口徑彈裝個套子, 變成APDS.
英國做法的缺點是丟套子會影響準確度, 所以戰爭末期17pdr的APDS彈, 穿甲力不只是各國76mm等級炮最高, 甚至100mm以下的其他AP彈都無法比擬, 但是誤差之大也是讓人吐血, 只有非APDS彈的3分之1......
不過, 德國的擠壓法, 能用的金屬有限, 不像英國丟掉的套子是亂七八糟材質都能做, 戰後甚至有用火藥當套子一部分去進一步增加推進藥量的, 偏偏就是德國缺乏的稀有金屬, 你給我這樣浪費?! 而且這作法對炮管的壓力變大, 壽命很短, 所以這個路線就消失, APDS/APFSDS就成為後來的主流.
蘇聯剛開始不知道APDS這招, 加上他們很早就把122/152mm裝上車, 有經驗, 不需要糾結在76.2mm以下口徑, 到戰爭末期研發的T-44, 因為知道戰爭快結束了, 所以研發路線就轉向替戰後做基礎研究, 直接作樣車測試76~122mm之內所有現有與研發中口徑的火炮, 甚至57mm與152mm都考慮過--但可能只是推理而沒有實際作樣車測試.
然後在測試中, 蘇聯進一步確認, 口徑還是越大越好, 否則只是拿自己戰車乘員與國土開玩笑; 但是口徑加大也有問題, 那就是最理想設計的炮彈太長, 106~122mm的砲彈都超過1公尺, 甚至超過1.2公尺, 而砲塔內部可用厚度不到0.8公尺, 以至於測試的裝填手曾經打開車蓋, 讓炮彈突出在砲塔以上, 以便加快裝填速度, 在戰場上你給我戰車頂蓋都不關, 隨時都會有彈片掉進來, 不能接受.
最後, T-54/55選擇裝填機制可以合理壓在砲塔內的100mm炮, 而趕鴨子上架沒測好的T-62裝填性被罵到死, 因此T-64開始就用拆成雙截的自動裝填; 英國雖然沒有自動裝填, 但是120mm炮還是拆成兩截.
至於L7/105mm這個體系, 就是刻意把炮彈長度壓在1公尺以下, 推進藥量稍有不足, 利用配方等其他方式, 最後還是讓穿甲力超過拆成彈藥兩截的那些炮.
那麼, 實在背不動大口徑炮的步兵, 是不是可以用其他方式攻擊脆弱點呢? 如果你能讓對方戰車落單, 那可以, 但當對方是一整組過來時, 你就會發現要用這招打破大部分敵車, 幾乎不可能, 對方或許會毀掉一兩輛, 但你可是會犧牲幾百甚至幾千人......1939年的日本蘇聯諾蒙汗事件就是這樣, 1939年7月7日的戰車戰以後, 日本的紀錄就是碰到幾十輛蘇聯戰車, 就派幾千人的部隊去堵截, 然後這支步兵部隊就喪失了--多數被俘虜, 而非一般人印象中日本帝國軍的打到死.
所以, 二戰後, 通常只剩城鎮戰時, 或是山地戰, 大家會認真討論如何用步兵去圍剿敵人戰車, 尤其很多時候城鎮戰實際上是游擊戰, 整個城市都被敵人佔領了, 這時車上的人比較容易鬆懈, 所以有機可乘, 但這時你這樣幹, 通常也無法改變你城市已經被人家控制, 人家不高興隨時可以用各種方式屠城或封鎖城市餓死你的事實......
就算只提人員訓練層面, 很多弱點其實也不是那麼好抓, 現代MBT設計重點通常集中在車前50~70度, 就是因為交戰統計, 80~90%敵人出現在這個角度, 你去打其他角度的想法, 那是只有10~20%機會的事情......
而且一般人的視力沒有多好, 看四五百公尺外的戰車, 其實就不大了, 戰車卻是都裝了不錯的望遠鏡放大鏡, 人家很容易從遠距離就看到你並進行攻擊......
更麻煩的是通常比較弱的履帶之類, 並沒有想像的那樣弱, 日本在戰爭末期發給步兵的反戰車教材, 有列出常見英美戰車的弱點, 其中比較晚期的邱吉爾戰車, 直接寫弱點是"炮管中央那個洞", 連履帶都已經不是日本37mm炮能伺候的玩意了......當然你要說這是日本的炮太爛也可以.
而一般交戰不會去打履帶, 這個問題在現代戰車交戰距離, 已經拉長到兩公里以上, 到這距離你去算算地球曲率的影響, 會發現到履帶下部已經被地球遮住......所以很多戰車的履帶下半與前下方不防禦, 直到近幾年城鎮戰增加, 才設計相關套件, 理由就在戰車戰的時候, 你的砲彈要穿過地球才能打到這些部位, 而地球這玩意的RHAe巨大到讓任何戰車的裝甲都可以當作等於沒有, 防禦力強大到難以比擬......
前面講過用火藥的炮彈, 因為火藥反應過程的問題, 小口徑的加速能力有其極限, 所以只能大口徑化加上APFSDS設計, 用大口徑炮發射小口徑彈藥. 那有沒有非火藥科技可以突破這侷限?
很多人會想到磁軌炮與線圈炮, 這個在美國有研發, 但是後來放棄, 因為當時做到了炮口初速約每秒8公里, 但有個火藥體系的科技, 不需要比現代戰車炮大好幾倍, 只需要現代戰車砲彈的大小, 就能做到每秒8~12公里, 速度更快體積更小價格更低, 還是已經實用多年的科技, 那就是廣泛用在反戰車飛彈的HEAT彈頭......
很多人都誤解, 以為HEAT是以高熱溶解裝甲, 其實HEAT是集中炸藥的力量在襯墊上, 讓襯墊變形成細長針狀物體高速飛行的技術, 只是因為穿甲體的速度已經明顯高於材料音速(每個材料不同, 常常拿來當參考值的是每秒5公里), 所以穿甲體與裝甲的反應已經不是固態的鋼體碰撞, 更擬似液態碰撞, 所以很多人就誤以為是高溫液態物體, 其實是高溫固態物體.
附帶一提, 其實彈著速度超過每秒1公里的穿甲彈, 穿甲彈與裝甲的關係也就已經不是鋼體碰撞, 這也是研究穿甲時需要注意之處.
那, 我何必去搞高速小口徑穿甲炮? HEAT彈頭到處都是, 這些科技還是留在物理學材料學實驗室去做其他研究用吧......
當然, 如果誰能找出只能用在中小口徑火炮上, 而且可以把炮彈加速到明顯超過HEAT彈噴流前緣速度的技術, 比方米諾夫斯基粒子推進, 原力加速, 甚至黃金聖衣之類, 那應該可以帶來很多革命, 但現有的技術, 只能讓中小口徑炮擁有比大口徑炮低得多的穿甲力, 而且是低到無法對付1990年代以後MBT的地步, 中小口徑炮還是不要想當成MBT主炮的取代者. |
中口徑戰車炮迷思
Posted - 07/15/2018 : 08:32:22
