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淺談蘇系坦克自動裝彈機

蘇聯是坦克自動裝彈機使用最廣泛的國家,自動裝彈機裝備了從T-64之後的所有坦克,這也是坦克迷們所津津樂道的話題。本文通過介紹蘇系坦克自動裝彈機的結構與原理詮釋其設計思路與發展過程。受本人水平和所用參考資料的限制,可能存在錯誤,歡迎指正。本文謝絕一切形式的轉載,敬請諒解。

二戰末期IS系列坦克D-25T坦克炮源自A-19榴彈炮,使用122mm分裝彈,彈藥尺寸大,裝填時間長,射速方面已處於劣勢。

戰後IS-7採用了S-70 130mm加農炮,彈藥的重量和尺寸都很大,若仍採用人工裝填,射速將低到難以接受的程度,為此蘇聯工程師為IS-7設計了半自動裝彈機。IS-7半自動裝彈機位於炮塔後部,由左右兩個儲彈架和中間的輸彈機組成,每個儲彈架都有上下兩層,上層儲存三發彈丸,下層儲存三個葯筒,兩個儲彈架可以用於儲存兩種不同彈種,共計6發。火炮擊發後,先將摺疊的輸彈機導軌放到位,選擇一側儲彈架上的手柄進行選彈,將靠近炮線一側的彈丸/葯筒送入輸彈線,由輸彈機送入炮膛。由於左右兩個儲彈架分別獨立,所以可以用於儲存兩個彈種,實現兩個彈種的快速選擇與裝填。

IS-7半自動裝彈機儲彈架上6發打完後,需要進行人工補彈。圖為IS-7線圖,備用彈丸主要存放於炮塔吊籃處,備用藥筒主要存放於車體兩側。

由於結構過於複雜,IS-7最終未能裝備部隊,批量裝備部隊的末代重坦IS-8回到了人工裝填的時代,圖為IS-8車內122mm分裝彈藥分布圖。

戰後蘇聯第一代中型坦克T-54/T-55使用100mm D-10T坦克炮,雖然這門炮口徑只有100mm,實際上其使用的彈藥尺寸一點也不小,其長度甚至超過了北約120mm彈藥。

之後的T-62使用115mm U-5TS坦克炮,雖然工程師試圖通過增大葯筒直徑的方式控制全彈的長度,但實際上T-62炮彈的仍然是蘇聯最長的坦克炮整裝彈。這給坦克炮彈的補給與裝填帶來困難。

蘇聯實際上也意識到了這一點,為U-5TS設計了多種自動裝彈機方案,蘇聯工程師認為對於整裝彈來說,蘇聯低矮的半球形炮塔空間實在太小了,要想加裝自動裝彈機就必須利用車體空間,由於115mm整裝彈的尺寸太大難以匹配,自動裝彈機方案最終下馬。

T-62安裝了自動拋殼機,實現了拋殼自動化。炮尾後部的拋殼機與後來T-72上的拋殼機從原理上來說基本一致,由彈殼收集器、彈殼擋鐵、拋殼電磁鐵、帶槽螺桿、框架等組成,利用扭桿能量將彈殼拋出車外,設計巧妙,可靠性高。

T-62炮塔後部有拋殼窗和開窗機構,由於T-62使用的是全鋼彈殼,所以拋殼窗較大,乘員經常利用拋殼窗進行補彈作業。

為了實現裝彈自動化,蘇聯工程師將115mm彈藥一分為二,變成分裝彈,以匹配新設計的自動裝彈機。

隨後劃時代的T-64出現了,配備了第一種大規模應用的坦克自動裝彈機,該自動裝彈機最早用於115mm炮,後來也用於由115mm炮擴口徑發展而來的125mm炮,該自動裝彈機除了備彈量從30發下降為28發外,結構和原理都沒有變化。

圖為T-64裝彈機結構圖,圖例:1-提升臂、2-液壓動作筒、3-彈匣、4-導軌、5-彈丸、6-葯筒、7-炮尾(火炮閉鎖器)、8-彈殼收集器、9-推彈機、10-推彈鏈。

T-64自動裝彈機採用定角裝彈。火炮閉鎖器位於右前方炮塔頂部,在裝彈時將火炮閉鎖在4°30′的角度上,裝填完成後解除閉鎖。炮架上有一個閉鎖孔,火炮閉鎖器內有一個可伸出的閉鎖銷,當火炮到位後,由液壓驅動閉鎖銷伸出,將火炮閉鎖,當液壓機構發生故障時,可使用火炮閉鎖器上的手柄進行人工作業。

彈匣結構圖,彈匣主要分為4部分,圖中:1-彈丸底板、6-葯筒底板、8-葯筒夾板、11-彈丸夾板,底板用於儲存彈體,夾板用於固定彈體,中間均以轉軸的形式連接。3-提升臂定位器、2-提升臂掛鉤、4-導軌滑輪、5-導軌定位器、10-拉鎖。

轉盤式彈艙置於炮塔吊籃底板下及四周,彈丸水平放置,葯筒垂直放置,由於彈丸均為尖頭,該儲存方式空間利用率很高。

當旋轉彈架到位後,提升臂升起,彈匣上的葯筒部分不動,彈丸部分隨著提升臂的升高沿著鉸鏈一端的軸轉動,此時提升臂前段抓爪逐漸嵌入彈匣底部的定位零件。當彈匣上的彈丸和葯筒兩部分摺疊成一定角度時,提升臂前段鉤爪發生自鎖,這時它已將彈匣牢牢地固定住。提升臂繼續上升,此時彈匣上的彈丸和葯筒兩部分將同時脫離彈艙,隨著提升臂升高,彈匣葯筒部分上的滑輪在V型導軌中先上後下,最終葯筒底板與彈丸底板成同軸姿態,停留在供彈線上。彈匣上的拉鎖打開,彈丸夾板和葯筒夾板在彈簧力的作用下向外展開,推彈鏈從彈匣尾部的方形開口進入,將彈丸和葯筒一次性推入炮膛。回收彈匣只需要將提升臂降下即可。

T-64自動裝彈機的彈殼收集器通過一個轉軸固定在炮架上,供彈時轉離,供彈結束後轉回,由於葯筒為半可燃筒,僅需要通過5個鉤爪固定火炮後坐結束時開閂退出的底殼。與T-62不同,T-64的彈殼收集器並不將其拋出炮塔外,而是在推彈機完成推彈後,利用一個撥叉將彈殼收集器回收的底殼撥入彈匣中回收入彈艙。

T-64自動裝彈機整個工作流程視頻(俯視)。

https://www.zhihu.com/video/954864225953296384

T-64自動裝彈機整個工作流程視頻(平視)。

https://www.zhihu.com/video/954864814569287680

T-64自動裝彈機整個工作流程視頻(空載)。

https://www.zhihu.com/video/954865464229244928

由於T-64自動裝彈機將射擊後的彈殼回收至彈匣,所以在旋轉彈艙補彈時需要將其取出,如射擊結束後不需補彈,則需專門將其取出,這對和平時期的射擊訓練造成一定麻煩。該視頻為射擊後的取彈殼作業。

https://www.zhihu.com/video/954868520815738880

對自動裝彈機進行補彈時,先用提升臂將空彈匣提升至推彈位,再將彈丸和葯筒放在彈匣內,收緊夾板,並用一個工具(下圖中-2)將拉鎖(下圖中-1)鎖定到位。放下提升臂,將彈匣收回彈艙即可。

T-64自動裝彈機補彈作業視頻。

https://www.zhihu.com/video/954870566964932608

T-64自動裝彈機擁有一個彈藥指示器,位於車長處,通常將28發備彈分為7組,每組4發,該指示器可以顯示彈藥構成與當前彈量。

T-64自動裝彈機是純液壓動力的機械裝置,而且存在多個掛接、卡槽、旋轉件,早期型號可靠性嚴重不足,但是當年蘇聯仍然堅持將不成熟的技術運用於T-64,經過數十年多個型號的改進,目前已演變為成熟技術,並應用於後來的T-80坦克。但是該自動裝彈機的裝配工藝仍然相對複雜,需要有經驗的工人進行安裝調試。圖為安裝調試中的T-64坦克自動裝彈機,提升臂正在提升中,彈匣葯筒部分尾部的滑輪處於V型導軌的頂端,隨著提升臂繼續提升,滑輪將下降,彈匣彈丸和葯筒兩個部分將打開至推彈線。

正是因為早期T-64自動裝彈機在可靠性上的不足,下塔吉爾設計局在其基礎上研發了T-72自動裝彈機,工程師認為T-64自動裝彈機的主要問題是提彈時需要將彈匣轉位,使彈藥中心線與跑身軸線對正,而故障往往出現在這個複雜的過程中,另外就是液壓系統故障率高。針對這兩個問題,T-72自動裝彈機將彈匣(上部為葯筒部分,下部為彈丸部分)卧置,提彈後不必轉位就可將彈藥中心線與炮身軸線對正。另外將液壓控制改為電力控制。

由於葯筒也採用了卧置,空間利用率下降,轉盤式彈艙從28發下降至22發。

T-72自動裝彈機結構示意圖,包含火炮閉鎖器、提升機(藍色)、旋轉輸彈機(黃色)、推彈機(綠色),另外還增加了拋殼機(粉色)。T-72自動裝彈機也被T-90所使用。

拋殼機,由T-62拋殼機改進而來,當自動裝彈機進行裝彈作業時,拋殼機抬起讓出推彈線,並進行拋殼作業,拋殼動力來自扭桿,由拋殼電磁鐵控制,可靠性極高。

由於使用了卧姿彈匣,提彈機變得非常簡單,由電機為動力的鏈條式提升機,直接通過抓具將彈匣抓住後垂直抓起,先將彈匣彈丸部分提升至推彈線,推彈機完成推彈後,再將彈匣葯筒部分送至推彈線,推彈機完成第二次推彈,裝彈結束,將彈匣送回彈艙。當自動系統失靈時可使用手動機構進行人工作業。

推彈機由T-64的鏈條橫置式改為鏈盒式,減小的體積,布置在炮塔最後部,降低了推彈機受到攻擊損壞的風險,推彈機也是使以電機為動力。

裝彈及拋殼作業視頻。該視頻為泰國陸軍VT-4坦克,由於該自動裝彈機由T-72自動裝彈機仿製而來,結構和原理與後者相同。

https://www.zhihu.com/video/955161024106594304

補彈作業視頻。由於拋殼機佔據了推彈線,所以該自動裝彈機採用低姿補彈,車長需要俯下身去將彈丸和葯筒裝入彈匣,然後將彈匣落入旋轉彈艙。相對於T-64自動裝彈機,T-72補彈時乘員姿勢較為難受,但是省去了取彈殼和鎖定彈匣夾板兩個動作,補彈時間較短。

https://www.zhihu.com/video/955162039530852352

T-64和T-72自動裝彈機誰更優秀,這一直是個熱門話題。簡單的進行下對比:

動力: 液力(T-64) 電力(T-72)

推彈動作: 一次推彈(T-64) 兩次推彈(T-72)

彈艙容量: 28發(T-64) 22發(T-72)

彈殼處置: 回收至彈艙(T-64) 拋出車外(T-72)

射速: 稍快(T-64) 稍慢(T-72)

補彈: 稍慢(T-64) 稍快(T-72)

可靠性: 高(T-64) 極高(T-72)

這裡要說明的是T-72自動裝彈機早期也是故障頻發,最常見的故障時旋轉彈艙不滿彈時在斜坡上無法旋轉,後來經過改進電機與減速器得到解決。經過數十年的改進,T-64/T-80自動裝彈機的可靠性已經提高了很多,但實踐證明T-72/T-90自動裝彈機更為可靠,幾乎沒有故障,這實際上得益於近二十年電力控制的技術發展遠快於液力控制。T-72自動裝彈機也被很多國家所仿製。

2S25 空降自行反坦克炮上也安裝了自動裝彈機,該自動裝彈機以T-72為基礎,根據自身特殊要求進行了改進。一是2S25炮塔座圈直徑小,難以安裝T-72的旋轉彈艙,所以將彈匣提升至11°,以適應2S25座圈尺寸,同樣提彈機也傾斜11°,火炮閉鎖角也限定在11°;二是125mm火炮後坐距離提升至700mm,以減輕對車輛的負載和人員的衝擊,對提彈機的軌道進行了加寬並設計了全新的拋殼機,將有限的空間留給火炮後坐。

拋殼機以旋轉固定的方式安裝在炮尾,裝彈時向上旋轉以讓出推彈線。

蘇系坦克自動裝彈機的特點是:

1、待發彈艙容量大,放置彈藥數量較多,可滿足連續作戰的要求。

2、彈艙在車內最低的位置,不易被敵火力命中,安全性好。

3、整體結構緊湊小巧,充分利用有限的空間。

4、彈艙到炮尾的距離較大,必須設置一個提彈機構,動作較複雜,裝填時間較長。

5、由於彈艙佔用了車內一定高度,使火炮的最大仰角減小。

6、彈艙與乘員距離較近,彈藥被引爆後容易傷害乘員。

特別要說明的是,旋轉彈艙處於車內最低位置,實際上是比較安全的,問題是旋轉彈艙的彈量無法滿足坦克彈藥基數的需求,實際在車體右前側和中部的兩個彈藥架油箱以及車體和炮塔內四周都存放著大量備用彈藥,正式這些彈藥的存在,極大的影響了坦克的被命中時的安全性。旋轉彈艙本身並不是罪魁禍首。

感謝閱讀。

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