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过去的许多装甲车辆,由于乘员不能使它发挥出理论上规定的最大效能,因而辜负了人们的期望。出现这种情况有许多原因,而主要是因为使用者和设计师之间没有信息交流。现在,许多国家建立了先进的军事“参谋需求”系统,它们把军事上的需求明确地传达给设计师。尽管愿望是良好的,但效果不一定好,这是因为在提出最初的需求之后战术情况已经起了变化。这样,制成的装甲车辆不得不遂行在开始设计时没有想象过的任务。
   在技术突飞猛进发展的时代,由于新的兵器不断出现,要求士兵在战场上根据战术情况设想车辆的具体使用问题,通常是很困难的。在很多情况下,只有当武器装备已经生产出来并交到士兵手中,从而使他们能够检验其实际使用效果时,才有可能确定装备的使用方式。有若干方面的问题需要加以考虑,但是最重要的问题是车辆的设计必须服从于作战任务,并要使车长能够履行其指挥职责。这一点对任何一种装甲战斗车辆的车长都是很重要的,而当车长由排长或连长兼任时,这就更加重要了。


1楼2013-11-17 20:16回复
    此外,为保证车辆发挥最大效能,必须完成许多次要的任务。这些任务通常由乘员分担,而且即使乘员数量缩减了,这些任务也是不可能大量减少的。因此,减少乘员数量就等于加重留下来的乘员的负担,这是显而易见的。
       除了在战场上驾驶车辆和用火炮进行射击这些主要任务以外,作战中还需要完成下列任务:装填与保养机枪及其他武器,操作电台,重新放好火炮弹药以保持战斗准备状态,擦拭与保养观察仪器并校正调整装置,以及维护诸如核、生物和化学过滤设备等的辅助装备。
       随着夜视仪器的改进,装甲车辆进行昼夜24小时连续作战的能力有所提高,因而乘员的职责也加重了。这可能会减少乘员完成其他任务的时间,因为这些任务通常都是利用战斗间歇,或在夜间车辆撤出战斗后完成的。其他任务包括:补充弹药、油料、食物和水;擦拭和保养火炮及其他武器;保养炮塔和自动装置,检查保养悬挂装置;维修履带更换车轮;最后,在超过几分钟的休息时,还要架设伪装网或变换伪装方法,尔后在继续行军之前予以拆除。
       除了完成这些任务之外,乘员需要休息和进餐。在正常情况下,乘员应在补给方面做到自给,这样就可获得更大的适应性,但是这会给乘员增加额外的负担。鉴于这些情况,越来越迫切地要求减少为维持车辆作战效能乘员所必须完成的任务数量,以使乘员能更好地胜任自己的职责。显然,这需要在各个研制阶段,在使用者与设计师之间进行经常的协商。现代工程技术能够减少乘员一些复杂的任务,但是这往往会增加结构的复杂性和提高生产成本。


    2楼2013-11-17 20:17
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      在第一次世界大战以后以及第二次世界大战的大部分时间里,人们都认为,要想有效地操纵一辆坦克必须配备5名乘员。有时所需的乘员数量是由坦克携带的武器所决定的。
         美国的M3AL“李将军”坦克是美国在1940年研制的中型坦克,当时人们已经清楚地看到军队急需大量坦克。“李将军”坦克迅速投入生产并很快就参加北非作战。该坦克外形结构有点与众不同,它的主炮是一门75毫米火炮,装在右前侧的突出炮座上,能作有限回转。能旋转360度的顶部炮塔上装有一门37毫米炮。这种布局需要6名乘员才能有效地操纵一辆坦克。依靠75毫米炮,该坦克曾在加扎拉战斗中对打败德国装甲部队起了重要作用。但是在和德国的PzKp3型坦克较量时,特别是在短距离上与之较量时,M3AL坦克因本身的严重不利条件而遭到很大损失,这是由于它在攻击敌人时必须暴露大部分车体。
         大多数国家喜欢采用5人乘员组,因为他们认为需要一名额外的乘员作为副驾驶员。那时的坦克不是一种操作简便的车辆,它需要乘员消耗相当大的体力。当需要进行长途的接敌行军,或者驾驶员长时间坐在自己座椅上时,配一名副驾驶员是必不可少的。除了履行预备驾驶员的职责外,这第5名乘员还可协助其他乘员工作。他是一名得力的助手!通常他和驾驶员在一起,并负责操纵一挺机枪,通过一个简陋的观察孔进行观察并进行射击。由于没有合适的观察仪器,观察界和射界极其有限,因此这种武器系统的效能是很成问题的。
         苏联很快取消了第5名乘员,KV85式坦克是他们最后一种有5名乘员的坦克。苏联在这方面居于世界领先地位,他们最先把乘员减至4人,也是最先在常规炮塔坦克上把乘员组人数减至3人,T64是这类坦克中的最新型号。
         德国人在第二次世界大战中一直采用5人坦克乘员组,他们直到1965年使用“豹1”坦克时才把乘员人数减为4名,美国的情况也大致是这样,他们在1952年M48坦克服役以前,也一直配备5名乘员。
         英国人也是坚决主张采用5人乘员组的,但在火炮已经加大的一些坦克上,如“十字军战士3”(57毫米炮)坦克,由于车内空间很小,他们只得采用3人乘员组编制。然而“克伦威尔”坦克的后继车辆、火炮威力加强的“彗星”坦克,在1945年服役时仍旧保持5名乘员。当决定放弃“克伦威尔”-“彗星”坦克的发展路线,并根据第二次世界大战中所吸取的教训采纳一种全新的观点时,人们就已清楚地看出,如果坦克采用倾斜装甲板,并且要能容纳所有新式装备,车内就容不下第5名乘员了。至此,对第5名乘员是否必要开始发生怀疑,而取消这名乘员的车内位置肯定会对解决车辆设计问题创造方便条件。


      3楼2013-11-17 20:19
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        我们已经看到,缩小车内容积以减轻车辆的总重量是十分重要的。最好的办法是把乘员数量减至3人。为达此目的,可采取一个最简单的方法,就是把其中两个乘员的任务合并起来,重新分配另一名乘员的任务。共有六种可能的乘员结合方案。虽然其中有些方案还缺乏真正的现实可能性。最令人感兴趣的是车长和炮手结合的方案。在许多现代坦克上,炮手的大多数控制动作已经能在车长的位置重复进行,车长具有使用主炮进行射击的能力。当车上有炮手时,车长搜索目标,然后在一定时间内把目标转交给炮手去消灭。如果车长自己直接用主炮射击,就可节省时间。如果采用这个结合方法,车长在作为炮手操炮射击时,就不可能同时搜索其他目标。前面提到的车长的许多任务不可能同时由兼炮手职责的车长来执行。因此,总的来看,这种结合有损于作战效能,由此可能导致降低战场生存能力。


        5楼2013-11-17 20:26
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          如果坦克上主炮弹药的重量较轻,车长能够轻而易举地用一只手进行装填,那么在这样的坦克上车长和装填手结合是完全可行的。显然,对主战坦克来说这是根本办不到的,而且即使在装有76-90毫米以下口径的火炮的坦克上,实行这种办法也仍然有可能延长开火时间和降低发射速度。侦察车多半采用这种结合方法,因为在这种车辆上火力并不象主战坦克那样作为最优先考虑的因素。在常规的炮塔坦克上实行车长与驾驶员结合至今还没有先例,这是因为车长不可能在驾驶员的位置上履行自己任何一项职责。倘若把驾驶员的位置移到炮塔内,这种结合方法倒是值得一试,但是车长在驾驶坦克时不可能实施指挥。在车辆行进间进行火炮射击是极其困难的,尤其是当目标不在车辆行进的总方向上,这时要求转动火炮和炮塔,射击就感到更加困难。如果火炮不能对车体作相对回转,象S坦克那样,就需要解决另外一些难点。实际上,采用固定式火炮的结构会造成战术上的局限性,而S坦克采用了车长和炮手掌握相同的驾驶控制装置的解决办法,看来是可行的。


          6楼2013-11-18 16:12
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            自从第二次世界大战以来,普遍认为把炮塔放在车体中央是主战坦克的最优设计方案,但是这种设计有若干种可能的布置方法。最普遍的布置方法是:驾驶员位于车体前部(如图8.1所示),其后是设有炮塔的中央战斗部分;发动机和传动部分位于车体后部。这样布置的先决条件是坦克的主动轮位于车体后部。但是在某些车辆上,特别是美国的“谢尔曼”系列坦克,动力是通过前面的主动轮传递的,这就需要在车底安装一根复杂的传动轴把动力从后面的发动机部分传给前面的终端传动装置。因为采用经多次试验证明性能良好的莱特、惠尔文9缸340马力星形飞机发动机的结果,飞机发动机具有很好的功率重量比,但是安装的问题相当复杂,以致造成车高增大。  由于发动机是气冷式的,而且中央动力输出装置位于发动机底部上方相当的高度上,因此只能把这种发动机安装在车辆的后部。虽然这样布置便于保养或更换发动机,但是无法采用后主动轮驱动,而只能采用长传动轴把动力传给前主动轮。  炮塔位于中央,可以使车辆保持最好的平衡,并使驾驶员有良好的视界,同时保证炮塔能作360°旋转,火炮可下俯10°而不必过分增大炮塔的高度。它的主要缺点是,由于需要安装现代高能坦克炮和因而需要有大口径炮弹,战斗部分炮塔下方的空间在不断扩大。这不但增加了坦克的外廓尺寸和重量,而且还有增大以炮塔为中心的目标面积的趋向。大多数设计都力求缩小目标尺寸,同时仍然保持常规坦克应有的功率和效能。


            7楼2013-11-18 16:15
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              美国人为缩小M60坦克炮塔的尺寸做了很大努力,在制成152毫米火炮、导弹两用发射管系统后,他们利用这种紧凑武器系统缩小了正面受弹面积。原型车被定名为M60A1E1和M60A1E2,但是M60A2的生产型车尽管于1966年首次出现,但由于武器系统的技术难点,直到1974年才交付部队使用。炮手和装填手位置很靠下,几乎在炮塔座圈下面,不过车长的位置仍在一个单独的较高的指挥塔内。虽然这种结构的炮塔有时称为“裂开”式炮塔,但实际上这并不符合这个术语的传统概念。 不要把真正的裂开式炮塔和美国M60A1E1坦克的尖形炮塔相混淆。裂开式炮塔的形状犹如半个桔子平放在一块板上,然后把一支铅笔从上方压入桔子内,使桔子的顶部与铅笔平齐。


              8楼2013-11-18 16:17
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                这种火炮系统的突出优点是,火炮炮口不受炮塔顶部的限制,可以充分摇低。如果能够降低炮塔顶部的高度,更确切地说是降低炮塔上用于安放火炮的槽口两边的高度,那么就可以减少用于防护的装甲板的重量。因为炮尾位于炮塔中间的槽口中,这使火炮得到了一定的防护。槽口既给火炮提供了防护,又给设计带来了一些问题。赋予火炮正常的仰角,与常规炮塔上赋予火炮10°俯角一样困难,因为直接处于火炮下方的炮塔座圈限制了炮尾的升高。由于火炮脱离了乘员,装弹和维修发生了困难。因此必须在车外安装自动装弹机,同时必须采取措施保证废药筒不至妨碍火炮摇高。因为火炮的维修问题没有得到解决,所以保证火炮工作的可靠性是头等重要的事。  鉴于火炮安装在炮塔的槽口中,火炮的后座不受炮塔座圈直径的限制。这有利于生产较小的坦克,这一点我们在第三章是已经提到了。从这种结构的性质来看,火炮倾向于把炮塔明显地分成两半部分,这会带来乘员操纵的问题,而且要变换乘员的职责,这不说是不可能,也是十分困难的。  若安装口径较大的火炮,车辆重量的减轻是微不足道的。16吨的美国T92坦克是未经制图阶段就投入样车试制的极少数几种坦克之一。最后,随着反坦克导弹可靠性的日益提高,部队不再需要只装有较小口径火炮的空降坦克了,因此这种车辆从未投产。在未来战争中使用裂开式炮塔的坦克并不是不可想象的,但是未必有此种可能性。


                9楼2013-11-18 16:20
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                   普遍认为,德国人最先生产了一辆装有摇摆式炮塔的车辆。这个设计用在装有两门30毫米炮的防空坦克上,但是一直没有别的设计师仿效这种设计,直到最后才在法国AMX13坦克和“庞阿尔”装甲车上采用。  实质上,摇摆式炮塔是由上下两部分组成的,其下半部分可在常规炮塔座圈上作360度回转,上半部分装在炮塔两边的耳轴上。火炮固定在炮塔的上半部分,所以火炮的俯仰是通过使整个上半部分炮塔倾斜来实现的。  第二次世界大战结束后,法国在海外仍然拥有相当多的殖民地,因此决定发展一种可以空运的轻型坦克。当时没有可以利用的运输机,只是设计了一些能空运15吨物资的运输机。因此,AMX13坦克一直没有成为可空运的坦克,但是它的75毫米高速炮使它成为一种很有效的自行反坦克炮。虽然按现代标准衡量它的防护力是很差的,但是在1949年第一辆样车出现时,它的防护水平与当时服役的某些主战坦克比较是不相上下的。作为一种机动性很强的轻型车辆,它的生产成本较低,但是效能却较高,因此大约受到19个国家的欢迎。法军后来的几种装有90毫米和105毫米炮的变型车是供出口的。AMX13坦克已停止向主战坦克方向发展。


                  10楼2013-11-18 16:21
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                    如果弹匣不是放置在能使弹药与火炮和炮尾保持恒定的相对位置的容器内,使用比较简易的自动装弹机就意义不大。在轻型坦克上更成问题,因为它的携行弹药的总数是有限的。这些弹匣通常在车外补充,要是弹匣容量较小,为补充弹药而暴露乘员,会给一辆参加变化迅速的机动作战的坦克带来严重损失。不过,这对自行反坦克炮来说并不是那么至关重要。除了车内弹药储存量问题外,这种设计如果转用在主战坦克级的车辆上,还存在一个重量问题。为支承上部炮塔的净重,需要在炮塔两侧安装很坚实的耳轴。而耳轴又需要由很厚的金属来承受,但从防护方面考虑,这个部位并不需要这样厚的装甲。  按设计要求,当炮口摇高时,暴露的上部炮塔的下裙板所提供的防护和炮塔几乎呈水平状态时一样。裙板对车辆不起什么防护作用。当火炮处于水平位置时,裙板落到炮塔座圈下面。同样在后部应有双重裙板,但是由于防护水平较低,重量负担并不是太严重。  在摇摆式炮塔内提供对核、生物、化学的防护是特别困难的。实际上所有装甲战斗车辆都依靠乘员舱的超压作为主要的防护措施。虽然其先决条件是要有一点儿漏气以保持系统的完整性,但是因无法有效地封闭上下两部分炮塔所造成的严重漏气,则导致不能使用集体的核、生物、化学防护装置。  也有人认为,上部炮塔裙板在下部炮塔裙板后面运动,被炮弹击中时容易“别住”,这些炮弹并没有穿透炮塔,但使它发生故障,以致不能上下摆动。  为在最大仰角时提供防护,弯曲的裙板必须有一个很大的工作容积,从而使它难于充分利用战斗部分。把各种维修保养工作从车体转移到上部炮塔是一件麻烦的事,反之亦然。在下部炮塔和车体之间还需要有旋转式底座连接器,而在上下炮塔之间也需要第二套滑动座圈。  为达到主战坦克的防护水平,车辆重量不断增加这个缺点已很快超过车身低矮和瞄准系统简单这些明显的优点:美国已于50年代末放弃了采用摇摆式炮塔的T69实验中型坦克的发展计划。可以看出,摇摆式炮塔只适用于轻型车辆,因为这类车辆不需具备主战坦克的防护水平。


                    12楼2013-11-18 16:25
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                      如果能把驾驶员的位置从车体前部移到炮塔内,那么就无需再采取其他某些压缩措施了。由于不再需要驾驶员原先在炮塔座圈前所占的位置,炮塔可以移到车体前部。炮塔前移后,不需要有很高的耳轴就能很容易地赋予火炮10°俯角。这样还可以降低车体高度,因为驾驶员已不再是车体高度的限制因素了。由于炮塔内驾驶员位置的高度适宜,不论在开窗或闭窗驾驶时,驾驶员都具有非常理想的观察条件,开窗驾驶时他可以把头和肩露出炮塔门外进行观察,闭窗驾驶时可以利用观察仪器进行观察。这对车长很有利,他现在不需要象从前那样给予驾驶员很多指引,尤其是在夜间或在复杂地形上更是如此。如果驾驶员位于炮塔前部,车长位于炮塔后部较高的位置,那么当坦克向前行进时(炮口向前),一切都将称心如意。但是一旦开始转动炮塔,而仍需要驾驶坦克向前行进时,会出现新的问题。首先,显然需要给驾驶员提供一套反向旋转装置,以使他不管与车体处于怎样的相对位置上都能面向前方。驾驶员执行任务时所需的所有控制装置的仪器,与车体内各部分的操纵动作是有关的,因此各种信号的传送必须通过车体炮塔连接装置、旋转式基座连接器和炮塔与驾驶员的独立反向旋转控制台之间的第二个连接装置来实现。这不可避免地导致结构复杂化。  要在炮塔旋转的同时保持驾驶员面向前方,还有更多的问题需要解决。一个比较小的问题是驾驶员迷失方向的问题。除非他的位置保持在正中央(但由于有火炮,这是行不通的),他总是相对于车体进行驾驶,这就难于精确地驾驶车辆。出现的另一个更为严重的问题是观察地段的划分。显而易见,车长和驾驶员都进行全向观察是不可能的,其中一人对某些地段的观察会受到阻挡。  所有的乘员都位于炮塔战斗部分内,有助于分配乘员任务并防止任何一个乘员处于隔离状态。但是这只是对这种系统的复杂性的微小的弥补。美国和西德曾经着手共同冒险生产MBT70坦克。这种坦克就采用了这种结构形式,它包括在旋转式底座连接器上采用88个电汇流环和11个液力汇流环!这种复杂的结构不可避免地导致成本过高,加之对采用152毫米“橡树棍”导弹火炮两用发射管系统发生了怀疑,最后这个联合冒险计划被取消了。此后美国在XM803车上继续努力发展这一设计思想,但是不断上升的成本和接踵而来的技术问题迫使他们放弃了这个计划。


                      13楼2013-11-18 16:26
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                        附属于火炮的任何一种自动装弹机构,其容量大概都是有限的,这就产生了弹药的补充问题。人工补充弹药是极不理想的,因此需要采取某种自动装填方式,但这会使机构复杂化。大多数自动装弹机能够从两种不同性质的弹药中任选一种,但超过这个限度进行选择就比较复杂。如果自动装弹机就处在乘员伸手可及的位置,采用辅助性质的人工装填是可能的,但是对遥控的外置火炮则是不适宜的。  设计师所选择的一套精密的自动装弹机,其性能如何取决于许多因素,但不论选用哪一种自动装弹机,几乎可以肯定的一点是,在装填弹药时会遇到一些难以解决的问题。这要求在火炮控制系统上下更大的功夫,不仅是因为所需的动力不易解决,而且也因为保持稳定很困难。


                        15楼2013-11-18 16:28
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                          最大的问题大概是设计合适的瞄准和观察设备。乘员位于炮塔座圈线之下和火炮耳轴在乘员上方一米处,这种情况和潜水艇内艇长及其乘员的位置相近似。设计一种装在火炮旁边或炮管下方的火炮瞄准镜比较困难,但这并不是不可能。然而,更为困难的是给车长提供环形观察条件。必须使他在战场上不但能够搜索目标,而且能够搜集情报,还能够及时定下有效使用车辆的决心。需要一些供驾驶员倒车时使用的观察设备,这种设备虽说对坦克并不是必不可少的,但对提高其生存能力十分重要。通常这个问题是通过车长使用指挥塔上的观察设备来解决的。如果不具备这个条件,就需要给驾驶员或另一个乘员提供专门的观察设备。  随着光导发光技术和不再同火炮机械连接的自由瞄准器的发展,解决瞄准系统的设计问题就容易得多了。成功的可能性是很大的,而且可以指望把一门105毫米火炮安装在与重约25吨的机械化战车底盘相似的底盘上。


                          17楼2013-11-18 16:30
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                            在早期设计中,发动机的位置在车辆的中央,因此车辆的重心位于车辆的中部。这对维修比较方便。随着设计的进步,认为把驾驶员的位置移到最前面,而把中央位置用作战斗部分更为有利。后置发动机通常导致设计后置的主动轮。但是由于其他一些因素又出现另外的设计方案。如“谢尔曼”坦克发动机的设计,虽然发动机仍然后置,但传动装置和主动轮却前置。 如果保证上下车方便是首先的考虑因素(例如在装甲人员输送车上就是如此),那么就必须把发动机和传动装置放在靠前位置。在轻型车辆上,因为动力装置体积比较小,比较容易地把它配置在战斗室之前,驾驶员则在其一旁(如英国的CVR(T)系列坦克),或在发动机室之后。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,大多数其他装甲战斗车辆都从前置发动机结构中得到许多方便。对于主战坦克的同族车来说,抢救车后部就象一个不受妨碍的后方工作室,可以放置绞盘,而且可以直接由后面上下车。这比绞盘放置在中央部位而产生一些工程问题的车辆具有明显的有利条件。绞盘置于中央,它的纲索必须越过车体顶部,而对绞盘操作人员来说,也难以找到一个既能看到车辆的损伤又能得到掩护的位置。


                            18楼2013-11-18 16:32
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