社区服务
人民银行
勋章军衔
社区监狱

风格切换
wind
zh

本页主题: 重新评估后期苏德坦克装甲与火力（转帖）打印 \| 加为IE收藏 \| 复制链接 \| 收藏主题 \| 上一主题 \| 下一主题

cccppccp

级别: 书记员

精华: 0
发帖: 2
爱心: 2 点
金钱: 20 卢布
好评度: 0 点
国籍门派: 苏联
在线时间:11(小时)
注册时间:2008-02-05
最后登录:2010-11-18

小中大引用推荐编辑只看复制

重新评估后期苏德坦克装甲与火力（转帖）

1

管理提醒：

本帖被红军战神从军事百科移动到本区(2015-11-07)

本人最近对二战时期苏德坦克的一些资料以及相关评论进行了仔细考证，发现了很多严重问题，这些问题的存在严重影响到我们对苏德坦克的评价印象，以至于不研究/说明这些问题，我们就是在犯罪，误人子弟，自我欺骗。。。。。
第一篇火力篇
KwK43/L71比D-10T以及D25T强大吗？在讨论这个问题前应该澄清两个概念性问题，第一，要清醒地认识炮和弹的区别，同样威力的火炮有可能因为弹丸的种类差别而发生测试成绩上的巨大差别。例如英国的17磅炮，公平地讲，和德国KwK42/L70是一个级别上的火炮，但由于17磅炮有比德国先进整整一代的脱壳次口径炮弹，其穿甲力直指虎王的KwK43/L71，我们可以说17磅的穿甲力等于KwK43/L71，但就火炮本身而言是不如KwK43/L71的。所以要考虑弹种对火炮评价的“干扰”。（你丫要是能发射核弹，岂不是反了天了。）此外，还存在一个风帽穿甲弹和普通穿甲弹的测试成绩折算问题，在稍后会讲到。
第二，穿透率是多少？在临界状态下，某一火炮的某种炮弹在面对一定厚度的装甲时，有时候能穿透有时候能不能穿透，例如对靶板射击100次，如果其中20次穿透了，就称这时的装甲厚度为“起始穿透厚度“IP，如果穿透了80次，就称为“确定穿透厚度”CP，很显然，同一种火炮的CP是要小于IP的，那么我们在比较苏德双方测试成绩的时候。就不得不考虑这个因素，因为德国的把50%穿透率时的装甲厚度定义为穿透厚度，而苏联是80%！，无形之中，苏联的测试成绩就被抽了脂。
第三，双方的装甲材质以及炮弹材质。例如德国不同坦克之间的装甲材质都是有区别的，何况是苏德之间。
综上所述，由于很多不确定因素，直接比较苏德双方的火炮测试成绩是非常错误的，打个不是很恰当的比方，07级大学新生与06级大学新生的学习成绩，是不能够直接拿当年双方各自的高考成绩来衡量的。
那么我们就开始分析KwK43/L71和D25T，这两种火炮是一个时代的，而且分别装在虎王和Is2上，因此非常有代表性。
A)从理论上比较，就是根据垂直击穿的德马尔公式来计算各自的出口穿深，由于此公式中不考虑倾斜装甲，因此由弹种/口径差别所引发的倾斜装甲测试成绩差别，可以忽略。由于KwK43/L71次口径钨芯弹整整比普通穿甲弹先进了一代，因此不考虑次口径，特别需要是出的是次口径穿甲弹在德军中配发相当少。在此借鉴一位台-灣军迷的比较方法：把两种炮弹的德马尔公式对除，这样做的好处就是抵消掉了K值，也就是说苏德靶板上的差异被削掉了，但是还不能证明其理论结果就是BR-471（AP，sharp tip）和Pzgr39-1（APCBC）在同一材质靶板上的性能对比，因为炮弹的材质很可能有差异，比如万一BR-471是金刚石做的，或者Pzgr39-1炮弹里面是水银液体怎么办？呵呵，稍候我会用其他办法来比较炮弹的材质。
下面是引用“十月的天空”的计算过程，D10T和Kwk43是我添加上去的。
http://www.gamez.com.tw/viewthread.php?tid=304101
Quote:一、已知：
我们举出6种常被人拿来说事儿的火炮、弹种的数据
Zis-S-53/L54.6出膛速度792m/s，发射85mm弹头BR-365（APBC）重9.2kg RBF
D-25T/L43出膛速度780m/s，发射121.92mm弹头BR-471（AP，sharp tip）重25kg RBF
Kwk36/L56出膛速度773m/s，发射88mm弹头Pzgr399（APCBC）重10.2kg
KwK42/L70出膛速度925m/s，发射75mm弹头Pzgr39/42（APCBC）重6.8kg
D-10T/L54出膛速度880m/s，发射100mm弹头BR-412(APCBC)重15.88kg
KwK43/L71出膛速度1000m/s,发射88mm弹头Pzgr39-1(APCBC)重10.2kg

二、由雅克布·德马尔穿甲公式想到的
b=Vc^1.43 　*　 m^0.715 / (K^1.43　 *　 d^1.07)
其中b为炮口穿深，
m为弹头重量，
Vc为出膛速度，
d为弹头直径
　　此公式是一个由大量实弹射击结果所修正的受力分析公式（某种程度上说是对著名的克虏伯穿甲公式的完善），可很好的吻合实弹测试结果，至今仍然普遍用于计算符合以下范围的穿甲弹穿深。
适用范围：
低速
全口径弹头
无速降或速降可以忽略不计的近距离
垂直靶板
设已知中6弹分别为：
穿深b1，质量m1，初速Vc1，直径d1
穿深b2，质量m2，初速Vc2，直径d2
穿深b3，质量m3，初速Vc3，直径d3
穿深b4，质量m4，初速Vc4，直径d4
穿深b5，质量m5，初速Vc5，直径d5
穿深b6，质量m6，初速Vc6，直径d6
为了达到回避参数K的目的，故取两弹穿深之比（在公式变形时，K由于一致而被约分），则得出：
b1/b2=(Vc1^1.43 * m1^0.715 * d2^1.07) / (d1^1.07 * Vc2^1.43 * m2^0.715)
计算单位：b、d取cm，Vc取m/s，m取kg。
Vc1^1.43=13969.376086402096615553043654651(Zis-S-53)
Vc2^1.43=13667.695096459863818688615792282(D-25T)
Vc3^1.43=13492.632024585934131276492166937(KwK36)
Vc4^1.43=17441.453635393030466301293335144(KwK42)
Vc5^1.43=16240.904820072467595828675893357(D-10T)
Vc6^1.43=19498.445997580453235705348599877(KwK43)
m1^0.715=4.8877422587918776724727907034571(BR-365)
m2^0.715=9.9891171439948563845618433001938(BR-471)
m3^0.715=5.2619791487843889653828023766925(Pzgr39)
m4^0.715=3.9377113059309506919663611184086(Pzgr39/42)
m5^0.715=7.2211789273430711348647319014868(BR-412)
m6^0.715=5.2619791487843889653828023766925(Pzgr39)
d1^1.07=9.8736618716898565323861313118288(BR-365)
d2^1.07=14.524466886107071168760058087475(BR-471)
d3^1.07=10.246993464162902608767744924695(Pzgr39)
d4^1.07=8.6360580283086476140920643111243(Pzgr39/42)
d5^1.07=11.748975549395295417220677651268(BR-412)
d6^1.07=10.246993464162902608767744924695(Pzgr39)
三、计算炮口穿深之比为（计算结果保留小数点后4位）
b1/b3=99.8062% （BR-365 Vs Pzgr39 @90deg）
b2/b4=118.1983% （BR-471 Vs Pzgr39/42 @90deg）
b1/b4=86.9553% （BR-365 Vs Pzgr39/42 @90deg）
b2/b3=135.6666% （BR-471 Vs Pzgr39 @90deg）
b2/b6=93.8792% （BR-471 Vs Pzgr39 @90deg）
b5/b6=99.6932%（BR-412 Vs Pzgr39 @90deg）
有理论分析可见，在炮口处，D-25T/L43和D-10T/L54对同材质垂直装甲的穿深分别是KwK43/L71的93.9%和99.7%左右，考虑到大重量弹头的存速性更好，可以认为D-10T/L54和KwK43/L71“炮”的穿甲威力是相同的，而D-25T/L43也近似于KwK43/L71，当然这是排除了炮弹的材质差距。
Quote:
二战各国火炮测试击穿标准
德国
击穿的定义：
弹头全部穿过
穿透率要求：
50%
目标装甲板：
类型：轧制匀质装甲（RHA）
厚度/硬度：
5-15毫米装甲板，贝氏硬度435-465
16-30毫米装甲板，贝氏硬度338-382
31-50，BHN 323-368
51-80，BHN 309-338
81-120，BHN 279-309
121-150， 235-265
151-275， 206-235
英国
有点麻烦
42年之前
20毫米以下口径，穿透定义为弹头全部穿过，穿透率60%
目标装甲板RHA，厚度3-30毫米，贝氏硬度440-475
2磅炮，穿透定义为弹头20%部分穿过，穿透率80%
25磅炮，穿透定义为弹头全部穿过，穿透率50%
目标装甲板RHA，厚度15毫米以上，硬度300-331
42-45年
所有武器，穿透标准一律为弹头全部穿过，穿透率50%
厚度与硬度关系
3-14毫米， BHN 340-388
15-80毫米，BHN 262-321
85-120毫米，BHN 255-302
125-160毫米，BHN 241-285
>160毫米 BHN ?
美国
击穿的定义：弹头的某个有意义的指定部分必须顺利穿过目标装甲板
穿透率：50%
目标装甲：RHA
6-13毫米厚度，硬度330-370
25毫米厚度，硬度240-350
38毫米、51毫米、63毫米厚度，硬度240
76-127毫米，硬度220-240
127毫米以上，硬度220
苏联
击穿的定义：弹头全部穿过
穿透率：80%
目标装甲：RHA
各种厚度，硬度为250-380
B)从实测和实战上比较
苏制炮火的数据图，链接见：http://www.battlefield.ru/index.php?option=com_content&task=category
D25T（AP）和 Kwk43(APCBC）
α=30度
500M 1000M 1500M 2000M
D25T（AP） 122m 115mm 107mm 97mm
Kwk43(APCBC) 185mm 165mm 148mm 132mm
D25T（AP）在1000米处的垂直穿深为142mm，有资料称155mm,而有人折算Kwk43(APCBC)在1000米处的垂直穿深为165/cos30=191mm+,两者差距如此之大，与理论值比较相去甚远，问题何在？难道D25T（AP）炮弹真的是次品？
先抛开靶板和材质因素，注意一下D25T（AP）在1000米处30度穿深和垂直穿深的差别：115mm vs 142mm, 115/cos30=133<142, 为什么？德马尔公式中的等效厚度是b/(cosα)^n,其中，对普通穿甲弹头来说，n值一般是大于1的，所以上述现象很好理解。
Quote:倾斜穿甲德马尔公式：
b*Ｋ^1.43*secα^n=Ｖc^1.43*m^0.715/d^1.07
其中
b---装甲厚度
k---装甲材料系数
α---装甲倾角
n----弹跳系数
Ｖc-----着速
m----弹丸质量
d--弹丸直径
倾斜穿甲乌波尔尼科夫公式；
Cb^0.7*Ｋ*secα^n =Ｖc*Cm^0.5*d^0.05
其中
Cb----装甲相对厚度，b/d
Cm----弹丸相对质量,m/d^3
n=-0.08*Cb^2+0.66*Cb+0.52
注意，由于两式存在一个乘方的关系，乌波尔尼科夫公式中的n要除以0.7才等于德马尔公式的n，而且波尔尼科夫公式的n值解析式是针对全口径钢芯普通穿甲弹而言，如果套到次口径钨芯弹或者风帽穿甲弹身上，是完全错误的！这就是很多人用德马尔公式推导出天文数字的根本原因。
D25T（AP）弹是全口径钢芯普通穿甲弹，完全可以应用其中的n值解析式。下面是具体演算过程：
Cb=115/122=0.9426
n=-0.08*0.9426^2+0.66*0.9426+0.52=-0.0711+0.6221+0.52=1.071
德马尔公式的n=1.071/0.7=1.53
等效厚度=b/(cosα)^n=115/(cos30)^1.53=143mm 而垂直穿深的实测值是142mm,理论计算和实测仅仅相差1mm,完全证明了德马尔公式的准确性！
那么我们是否可以用德马尔公式来计算Kwk43(APCBC)的垂直穿深？答案是否定的，因为从德马尔理论上来讲，n值的确定受装甲相对厚度，炮弹/装甲的材质，以及弹头形状的影响，相对厚度越大，装甲越硬（炮弹越软），弹头越尖，其n值越大，也就是越不宜击穿，而APCBC是钝头弹，而且弹头有其他合金，n值要小很多，次口径钨芯穿甲弹，由于材料特性与钢铁不同，而且直径也小于全口径，因此n值的确定也不同。那么，如何证明这些理论判断呢？17磅炮的资料提供了实证：
Quote:17磅炮Mk.IVMk.V性能参数口径:76.2mm,(炮身长L/58.3)
　　开发年度弹种　　　弹头重量　　　炮口初速　　贯彻力
　　1942　　穿甲弹　　Mk.3T 7.69kg 884m/秒　　110mm
　　1943　　被帽穿甲弹Mk.4T 7.71kg 884m/秒　　　118mm
1943　　风帽穿甲弹Mk.8T 7.71kg 884m/秒　　　140mm
　　1944　　脱壳穿甲弹Mk.1T 3.458kg 1190m/秒　　195mm
　　1944　　榴弹 Mk.1T 6.98kg 876m/秒
　　*贯彻力为射击1000码(914m)距离上呈30˙角放置的均质压延装甲时的数据。
　　后缀T为发射药含曳光剂
我的理解是17磅炮的“风帽穿甲弹”是APCBC。由上表可知，AP的测试成绩为110mm,APC为118mm，APCBC为140mm，三种弹的口径，质量，初速几乎相同。我坚持认为：APC/APCBC在垂直匀质靶板上的成绩不会超过同类的AP弹,在速度/口径/质量完全一样的情况下，APC/APCBC不可能有比AP弹更多的能量，除非德马尔的数学模型不适用了，例如钝头弹（圆柱体+风帽）的垂直穿深肯定不如尖头弹，前者的能量主要用来对装甲变形做功,而不是用来延压扩孔。所以，我们可以用AP的垂直穿深成绩来近似计算APCBC的垂直穿深。
注：被帽穿甲弹在击穿表面硬化装甲时比较复杂，好在靶板都不是表面硬化。
对76mm的AP来说：
Cb=110/76=1.447
德马尔n=1.867
等效厚度=118/(cos30)^1.352=144mm
由此我们可以推知APCBC的N值，即144=140/cos(30)^n, n=ln(0.979)/ln(0.866)=0.15。这个结果是令人惊异的，如果德马尔公式中的n<1，则说明钝头APCBC穿甲弹在穿甲过程中，经过的距离是小于几何厚度b/cosα,也就是说发生了转正效应！而且是“转正“到了几乎垂直的地步！
Quote:当弹丸接触并开始破坏倾斜装甲时，装甲对弹丸有反作用力，使弹丸减速，弹丸则有惯性力向前。反作用力的合力与弹丸的惯性力组成力偶。当α不大时，特别是对钝头穿甲弹，这个力偶将使弹丸向减小α角的方向转动，称为转正效应，这有利于穿甲不利于抗弹，当α角较大时，这个力偶的方向会使弹丸向增大α角方向转动，使穿透距离增长。甚至力偶大到一定程度时，使弹丸反射跳离装甲表面，形成所谓“跳弹”。当装甲硬度越低，弹丸容易在装甲上碰击成坑，即反作用力的方向越不容易形成跳弹。或当装甲较薄时，越不能对弹丸提供足够大的反作用力，也越不容易形成跳弹。这是为什么Cb越大，或装甲越硬时，n值越大的重要原因。设计弹丸时，为了避免形成跳弹采用平顶的钝头形状，同时也能避免尖头弹那样容易碰碎以致不能穿入。钝头部的直径甚至达到0.8d，常另加尖头的薄防风帽来减小飞行阻力。防风帽一碰即毁，对穿甲不起作用。有的弹丸在头部加硬质合金的被帽。
Quote:Further, after the first encounters between the JS-2 and German heavy tanks, it turned out that the sharp-nosed 122 mm APHE round - the BR-471 - could only penetrate the frontal armour of a Panther up to 600-700 metres. The less powerful frontal armour of a Tiger could be penetrated at distances up to 1200 metres. However, at such distances only very well trained and experienced gunners could score a hit. The vertical armour of a Tiger I, although thicker than that of a Panther, was more easily defeated by the sharp-nosed projectile of the JS-2 Main Gun, whilst it often ricocheted off the sloped armour of a Panther. Later, Soviet designers noticed the blunt-nosed projectiles worked fine against sloped armour. After several tests, designers revealed the effect of "normalisation" (Learn more about "normalization" effect). The powerful HE round, OF-471, when fired at German tanks, caused cracking and could even completely tear off the front armour plate at the seam weld. The first results of the IS-2 in combat (backed by the results of its tests at the Kubinka testing grounds in January of 1944) forced designers to look for new solutions to its problems.
大体意思就是苏联设计者发现了钝头弹丸对于倾斜装甲有良好的击穿效果，并且提到“转正效应”----normalisation。
那么我们敢不敢把17磅炮APCBC的n值套到kwk43上面去？都是各自的靶板弹射各自的炮弹，而且APCBC就是把尖头给削去了，加了点的其他合金对小角度30度影响不大，弹头形状类似，各自的炮弹相对于各自的装甲材质类似，连相对厚度都类似：165/88=140/76。答案应该是可以的，其中的误差应该很小。那么等效厚度=b/cos(30)^0.15=1.022b,也就是说APCBC的垂直等效厚度比倾斜30度时仅仅多了2.2%.有人可能要质疑，贝尔金公式不是可以计算钝头弹的等效厚度吗？为什么还要这样套？理由如下：贝尔金公式在30度测试成绩折算为垂直等效厚度时，也帮不了多少忙。
Quote:德马尔公式在弹速不太高时，计算结果与实际情况相差不大。其准确度往往取决于K值的选用。K值来源是基于实验，已将许多的复杂的实际因素包括在内，可以保证计算有相当的准确度。但是这种试验是破坏性的，所计算的每批或每种装甲也不一定都能实验获得K值。因此，有的改进工作就企图把装甲与弹丸材料的一般机械性能反映到公式中去。其一为K.A.贝尔金公式
Ｖc=215*sqrt(Ｋ1*σs*(1+φ))*b^0.7*d^0.75/(m^0.5*cosα)
式中σs——装甲屈服限，kg/mm^2
φ反映弹丸相对质量和装甲相对厚度的系数，其值为6.16*Cm/Cb=6.16*m/(b*d^2)
Ｋ1——考虑弹丸结构特点和装甲受力状态的效力系数，当b/d值不太悬殊时，普通穿甲弹射击均质装甲时的K1值可以采用下表的推荐值。
尖头弹（头部母线半径=1.5~2.0d） 0.95~1.05
钝头弹（钝化直径=0.6~0.7d,头部母线半径=1.5~2.0d） 1.20~1.30
被帽穿甲弹 0.9~0.95
Ｋ1值也可以用下列公式计算：
尖头穿甲弹：Ｋ1=0.9427*Cb^0.5(2.6*i/(1+φ)+0.333)
钝头穿甲弹：Ｋ1=0.9427*Cb^0.5(2.2*i/(1+φ)+0.333)
式中，i为弹形系数：
对尖头弹：i=8/n1*sqrt(2*n1-1)
对钝头弹：i=8-5n1/(15*n1)*sqrt((1-n1)*(2*n1-n2-1)+n2^2)
对被帽弹：i=(0.9~0.95)*8/(n1*sqrt(2*n1-1))
其中，n1——弹头部曲率半径和弹丸直径之比r/d;
n2——弹头部钝化直径和弹丸直径之比d'/d。
贝尔金公式可属德马尔公式应用于倾斜装甲抗弹能力计算的变形之一。其应用不如德马尔公式或上述倾斜装甲计算公式广泛。
将贝尔金公式的矛盾双方放到公式两边得到:
2165*[Ｋ1*σs*(1+φ)]^0.715*secα^1.43*b=Ｖc^1.43*m^0.715/d^1.07
与德马尔公式比较:
Ｋ^1.43*secα^n*b=Ｖc^1.43*m^0.715/d^1.07
可以发现公式右面是一样的，2165*[Ｋ1*σs*(1+φ)]^0.715*secα^1.43代替了Ｋ^1.43*secα^n，我认为原文有一处错误，Ｋ1值越小，等效厚度越小，那么钝头弹的Ｋ1值一定会小于尖头弹，所以，Ｋ1的取值范围应该修改为：
AP(C) （头部母线半径=1.5~2.0d） 1.20~1.30
APBC（钝化直径=0.6~0.7d,头部母线半径=1.5~2.0d） 0.95~1.05
APCBC 0.9~0.95
而且个人认为贝尔金公式只适用于不发生转正效应的情况下：根据贝尔金公式，面对某一角度的装甲，把APC弹换成APCBC弹，其等效厚度之比就是各自的Ｋ1^0.715之比，但是在小角度的情况下，钝头的APCBC弹会发生转正效应，其等效厚度之比会显著小于各自的Ｋ1^0.715之比，所以贝尔金公式不适合钝头小角度着弹计算。最后，在大角度计算中，根据K1取值范围，APCBC的等效厚度只有AP(C)的85%-77%，随相对厚度的不同而发生变化，至于精确计算钝头弹的等效厚度，我们必须知道：
n1——弹头部曲率半径和弹丸直径之比r/d;
n2——弹头部钝化直径和弹丸直径之比d'/d。
这样详细的数据一般难以弄到.
那么，根据17磅炮的数据，D25T（AP）和Kwk43(APCBC)的垂直穿深数据修改如下：
500M 1000M 1500M 2000M
D25T（AP） 152m 142mm 133mm 122mm
Kwk43(APCBC) 189mm 169mm 151mm 135mm
但仍不能说明问题，在500米处，Kwk43(APCBC)的穿深比D25T（AP）多了24.3%，而理论值差距应该在6%左右。这时候我们在回来看看穿透率问题。1000米处，Kwk43(APCBC)的169mm是50%穿透率下的成绩，而D25T（AP）是80%穿透率下的成绩，显然D25T（AP）的成绩含金量更高一些。那么50%和80%的穿透率差距体现在测试成绩上到底有多少？
我们再来看看苏制火炮性能图，注意那个76 mm F-34, ZIS-5，其中列举了很多IP和CP的区别，其中在垂直穿深上的数据如下：
IP=94 CP=86
IP=90 CP=81
IP=84 CP=75
IP=78 CP=68
IP=69 CP=62
IP即20%穿透率，CP即80%穿透率，里面的规律就是，500米以外，IP/CP约等于12%，那是20%和80%的差别，50%和80%的差别，姑且取6%。
那么我们修正一下D25T（AP）和Kwk43(APCBC)的垂直穿深数据：
500M 1000M 1500M 2000M
D25T（AP） 161m 151mm 141mm 129mm
Kwk43(APCBC) 189mm 169mm 151mm 135mm
这个结果，和某些资料提供的D25T（AP）在1000米处155mm垂直穿深的数据相当接近。
而且我们看出Kwk43(APCBC) 的穿深优势越来越小，这与其轻弹的存速性不如122mm有直接关系。
有人可能要质疑了:说了这么多我算是看明白了，就是变着法得让Kwk43的成绩缩水同时抬高D25T的成绩啊。呵呵，我是靠数字说话，不是靠口才。而且这还没完，Kwk43还要继续缩水。
在前面的穿透率数据中，不知大家发现了一个规律没有：越是厚的靶板，其硬度越低，各国都是如此，没有例外：
Quote:德国
目标装甲板：
类型：轧制匀质装甲（RHA）
厚度/硬度：
5-15毫米装甲板，贝氏硬度435-465
16-30毫米装甲板，贝氏硬度338-382
31-50，BHN 323-368
51-80，BHN 309-338
81-120，BHN 279-309
121-150， 235-265
151-275， 206-235
英国
厚度与硬度关系
3-14毫米， BHN 340-388
15-80毫米，BHN 262-321
85-120毫米，BHN 255-302
125-160毫米，BHN 241-285
>160毫米 BHN ?
美国
目标装甲：RHA
6-13毫米厚度，硬度330-370
25毫米厚度，硬度240-350
38毫米、51毫米、63毫米厚度，硬度240
76-127毫米，硬度220-240
127毫米以上，硬度220
苏联
击穿的定义：弹头全部穿过
穿透率：80%
目标装甲：RHA
各种厚度，硬度为250-380
我先不对装甲材料进行跨国横向比较，先考虑某一个国家内部：它的大厚度打靶成绩是不断“贬值”的。因为加工大厚度硬质装甲是相当麻烦的事情，所以钢板厚度越大，就越“软“，k值也可能越低。而且有一个很重要的现象：120毫米和150（160）毫米厚度都是一个坎。就匀质钢板而言，不考虑表面硬化，由此我们可以推测各国为了提高坦克产量，一般不会对120-150MM的钢板进行深加工以便达到80-120MM的k值，对于德国来说，虎王装甲如果没有进行表面硬化，很可能是不会超过同期豹式的。
回头再看原始测试成绩，发现苏联靶板薄了一个等级。
30度入射角
500M 1000M 1500M 2000M
D25T（AP） 122m 115mm 107mm 97mm
Kwk43(APCBC) 185mm 165mm 148mm 132mm
前面我们把D25T（AP）的115mm/30度折算成143mm，与实测值几乎完美吻合，在这里我又把122mm/30度折算了一下（过程省略），得到153mm的等效厚度，与152mm的实测值完美吻合（再次感谢伟大的公式）。这就是说苏联这批靶板k值没有变，因为k值对等效厚度的影响是k^1.43次方，k值有一点变动，等效厚度就有相对大不少的变化，而我们的理论计算中把k看作定值。也就是说115-152mm的苏联靶板，其k值是稳定的，作为120mm-150mm的靶板，其k值大于本国的150mm+级别是很自然的，苏联120-150mm靶板的k值大于德国150mm以上靶板的k值，也是很有可能的。如此，Kwk43(APCBC)在500米处，189mm的等效厚度成绩，比D25T（AP）的161mm，多了17.4%的穿深,而这样的差距，是很容易被k的不同所抵消，事实上，不到10%的k值差距就把这个差距弥合了，同时也对战场上的击穿距离产生几百米的效果。所以，最初应用德马尔公式计算出的出口处6%左右的垂直穿深差别，是可靠的。
在这里肯定有人不服，认为我说的这些，仍不能排除如下可能：德国装甲/炮弹材质均比苏联货优秀。德马尔公式6%差距是理论的，实际上Kwk43(APCBC)比D25T（AP）穿深多了17.4%.原因就是D25T（AP）炮弹质量差，或者苏联靶板很差。为了回答这个问题，只有战场上见了，我会结合实际战例进行考证，看看究竟谁是“次品“。
做一下小节：很可能，Kwk43(APCBC)依靠其低穿透率下的成绩，在大厚度靶板低k值的配合下，在不应有的高n值的离谱等效厚度折算下，获得大幅优于D25T（AP）的假象，把我们都大大忽悠了一把。

第二篇装甲篇
Quote:Further, after the first encounters between the JS-2 and German heavy tanks, it turned out that the sharp-nosed 122 mm APHE round - the BR-471 - could only penetrate the frontal armour of a Panther up to 600-700 metres.The less powerful frontal armour of a Tiger could be penetrated at distances up to 1200 metres. However, at such distances only very well trained and experienced gunners could score a hit.
The Panther's frontal armor is 85 mm thick and sloped at 35 degrees to the horizon. Therefore, when shooting at it from the above stated distances the angle of the projectile's trajectory at the point of impact is close to 0 degrees, and the difference between the axis of the projectile and the right angle to the armor's surface (angle of impact) is close to 55 degrees.
黑豹的首上装甲为35度倾斜的85毫米装甲。在测试中的指定距离上射击该装甲时，炮弹命中时的落角基本是0°，弹头轴线与装甲板法线的夹角接近55°
D25T（AP）是一个很好的切入点，经典的全口径钢芯穿甲弹，完全符合n值的那个解析式，与德国后期遍地APCBC，盟国到处的APCR甚至APDS不同，它的计算公式简单得让初中生都能掌握；而且，D25T（AP）在战场上报销了各式各样的德国坦克，对它的计算，让我们第一次对德国坦克装甲防御值有了毫米级的精确认识！
如果我没有理解错的话，那就是D25T（AP）只能在600-700米处击穿豹D的首上85mm/55度匀质钢板，恐怕没有人说豹D的首上装甲很烂吧。这个122mm口径，不一定是苏联的，也可能是德国的，美国的，在下面的算式中，应用N值解析式，这个解析式的意思就是："合格"的全口径钢芯122mm AP，不是木头或钨芯做的。。。。。
Cb=85/122=0.6967
马式n=-0.08*0.6967^2+0.66*0.6967+0.52=0.9410
德式n=1.344
等效厚度=85/cos(55)^n=85*/(cos55)^1.344=179mm
这个179mm的意思是说在合格的122mm面前，豹式首上等效厚度。其实在德国128毫米全口径钢芯普通穿甲弹面前（当然德国可能没有此类弹种），也基本是这个数字。
对比D25T（AP）在本国靶板面前的垂直穿深数据：
500M 1000M 1500M 2000M
D25T（AP） 161m 151mm 141mm 129mm
Kwk43(APCBC) 189mm 169mm 151mm 135mm
161mm<179mm,也就是说，用苏联靶板做成的85mm/55度装甲，苏联的D25T（AP）大概在零距离也击不穿，但换上了德国靶板，600多米外就击穿了！我们不知道毛子实验的击穿率，不过按他们的说法，600-700米，那说明做了不止一次。一切真相大白，豹D首上装甲的质量，并不比苏联的靶板好，甚至更差。这是很多德军爱好者始料未及的，他们一方面在谈虎王火力时阐明D-25T的穿甲力不够，一方面在评价豹D装甲时充满溢美之词，但他们大概忘了“自相矛盾”的典故。本人要说明的是:以上数据是建立在D-25T AP弹的基础之上，如果这个成绩是APBC弹打的，那德国装甲k值就是另一个样子！
苏联炮弹靶板质量差一说是站不住脚了，D25T（AP）炮弹质量很烂？好，就算很烂，在同样烂的炮弹打击之下，豹D的首上装甲质量还不如苏联靶板，何况后来的豹G,虎王先不提，就算虎式装甲牛比，那其他德国坦克的装甲呢，比豹D好吗？测试靶板是很费钢铁的工作，确定一个穿深需要做上百次，然后统计击穿率，成千的2mX2m靶板被打烂。那难道苏联有大把的靶板用来测试，就没有足够优质钢板用于生产主力战车？！所谓德国坦克装甲质量超过苏联之说，在T34-85和Is2时代根本站不住脚,苏联炮弹质量差之说也根本站不住脚，如果你非要说D25T（AP）烂，那德国装甲更烂，大家一起烂。据我所知，苏联通过北极航线等途径，获得了西方大量优质钢材，而有资源耗尽之虞的反而是德国，不要把当时的形势搞反了，呵呵。既然苏联炮弹没有问题，那最初的穿深比率就是正确的，简单来说，Zis-S-53/L54.6等于Kwk36/L56，D-10T/L54等于KwK43/L71，D-25T/L43好于KwK42/L70，D-25T等于KwK43/L71，德国人依靠弹种优势获得了一些优势，如此而已。
既然对后期苏联炮弹/装甲质量的怀疑消失了，那么我们就来量化K值吧。Kwk43的39弹(APCBC)和40弹(APCR)在100米处的30度穿深分别为202mm/30°和237mm/30°,APCBC折合成等效垂直穿深，为202*1.022=206mm，在APCBC折算上很多人都犯了错误，APCBC对<=30度的倾斜装甲根本不感冒，而设计成120mm/30度的倾斜装甲，在德军清一色的APCBC面前根本就是没有倾斜，所以苏联Is2早期型的首上装甲，绝对是失败的防御设计。而APCBC对大倾角装甲的效果，即具体的n值换算，目前手头没有详细资料，不过可以定性地认为，60度这样的倾角对付APCBC要比30度好很多，应该是>=b/cosα,根据前面贝尔金公式的估算在尖头弹的85%-77%之间.
书归正传，来计算Kwk43(APCBC)的靶板K值,由于100米内速度降不大，可以将206mm视为炮口处穿深。
b*Ｋ^1.43=Ｖc^1.43*m^0.715/d^1.07
其中
b=2.06dm
k,装甲材料系数
Ｖc=1000m/s
m=10.2kg
d=0.88dm
可得K=2120，
D-25T也是同理计算，但我们没有D-25T（AP）的近距离穿深数据，如果有的话，我们就可以单独计算出苏联靶板的k值，然后和德国靶板比较，就能验证苏德的靶板是否存在差异了。但是根据红军战神的计算，测试后期85mm,100mm，122mm时，苏联靶板的k值都在2200-2400左右，质量相当高，这与其优于豹D首上的实际表现是相符的。如果我们以2300作为苏联靶板的k值，D-25T的测试成绩，就要提高（2300/2120）^1.43=12.4%,成绩就要修正为按德国靶板标准k=2120：
500M 1000M 1500M 2000M
D25T（AP） 181m 170mm 158mm 145mm
Kwk43(APCBC) 189mm 169mm 151mm 135mm
确定苏联靶板的k值对确定D-25T(AP)的成绩有着巨大的影响，很可能，正如上表，D25T（AP）在出口处威力略小于Kwk43(APCBC)，这与理论分析是一致的；但在1000米之后就反超了Kwk43(APCBC)，这也很好理解，25kg的存速性要明显好于10.2kg.还可以发现一个有趣的现象，前面计算了豹的85mm/50度在122mmAP弹前面的等效厚度是179mm,正好介于我们对D25T（AP）修正的垂直穿深的500米与1000米之间！可见苏联靶板k值在2300左右的可能性是极大的，豹D的首上装甲k值与虎王的靶板类似，2120左右，令人联想到kwk43的测试时间与豹D的生产时间比较接近，那么，德国靶板与大部分德国坦克装甲的k值应该是很接近的，苏联与之同理，因此，后期谁的装甲更优秀，答案也许会让我们大吃一惊。另外，希望有人跟帖来演算苏联靶板的准确k值，以便让怀疑论者彻底死心。
虎豹的装甲确实是很多人感兴趣的话题：
虎式装甲很好，据说是淬火硬化过，不幸的是落后的垂直装甲（相对于后期），让100mm和80mm的防护成了鸡肋，不过话又说回来，要是虎式玩倾斜装甲，那绝对厚度就没那么厚了，倾斜装甲很费钢板。用D-25T在1200米外击毁虎来计算，有点不妥：第一，1200摧毁未必是其极限距离，第二，本来虎式就有9度的下倾角，1200米外击中，加上炮弹落角也就是1度左右，最后的应该是10度的命中角，而D25T（AP）不是钝头弹，对角度较敏感，所以虎式最终k值计算，要有更好的解决方式。
德国表面硬化装甲未必就超过苏联匀质装甲多少，不过确实超过普通德国匀质装甲不少，总之一切结论都要用数字来作证，而不是主观臆断。85mmD-5T的APBC在1000米处的垂直穿深为102mm，修正击穿率后为108mm，与虎式前装甲相同，而且APBC对小角度装甲不感冒，那么如果有战例或测试证明D-5T（APBC），确实有1000米处击穿虎I前装甲的能力，就可以说虎I装甲达到了苏联靶板的水平，应该是2300左右，前面提到豹D首上的k值是2120，那么虎I的装甲优于豹D。豹D首上，面对85mm普通穿甲弹，等效厚度是203mm，但要考虑到k值的差距，折算为181mm，85mmAP是无论如何也不可能击穿的，不过面对85mm的风帽或者次口径，那等效厚度就是另一种计算方式。
前面讲了APCBC对<=30度的倾斜装甲根本不感冒，那么大倾斜装甲在D25T（AP）和Kwk43(APCBC)面前的表现如何？且看下面：
100MM 倾斜装甲
弹丸： 88MM和122MM 为了简化计算,尖头普通穿甲弹
b*secα^n就是等效厚度，见下表：
Kwk43/88mm D25T/122mm
α=0 100mm 100mm
α=30 127mm 123mm
α=45 178mm 165mm
α=50 209mm 189mm
α=55 253mm 223mm
α=60 318mm 271mm
这个表格说明了一个问题，即在弹种相同的条件下，口径越大，击穿倾斜装甲的能力越大，但是Kwk43的APCBC弹对小倾角装甲根本不感冒，所以，在面对小倾角的时候，Kwk43（APCBC）的性能是比D-25T(AP)好一些的，但随着角度的加大，D-25T大口径的优势显示出来了，所以，在面对50-60度倾角装甲的时候，鹿死谁手不得而知，不过我们可以通过一个测试数据来说明问题。
Quote:The German 88 mm gun with muzzle velocity of 1000 m/s with a 10 kg projectile penetrates the Panther's frontal armor at distances of only up to 650 m.
Further, after the first encounters between the JS-2 and German heavy tanks, it turned out that the sharp-nosed 122 mm APHE round - the BR-471 - could only penetrate the frontal armour of a Panther up to 600-700 metres.
Later, Soviet designers noticed the blunt-nosed projectiles worked fine against sloped armour.
在面对85mm/55度豹D的时候，Kwk43（APCBC）能在在650米处击穿，D-25T(AP)能在600-700米处击穿，看来，两者在对付大倾角装甲方面棋逢对手。其实，如果D-25T使用APBC弹，其30度倾角的测试成绩会好很多.
D-25T使用差一些的弹种AP，在垂直击穿和大倾角击穿方面和Kwk43（APCBC）平分秋色，只是在小倾角方面略有不足，但采用了APBC之后，我敢打保票其30度射击测试成绩比同类的Kwk43（APCBC）好不少，总之，两者是旗鼓相当的火炮。
Quote:Later, Soviet designers noticed the blunt-nosed projectiles worked fine against sloped armour. After several tests, designers revealed the effect of "normalisation" (Learn more about "normalization" effect). The powerful HE round, OF-471, when fired at German tanks, caused cracking and could even completely tear off the front armour plate at the seam weld. The first results of the IS-2 in combat (backed by the results of its tests at the Kubinka testing grounds in January of 1944) forced designers to look for new solutions to its problems.
However, in the summer of 1944, the problem of the poor AP performance disappeared. The performance of the D-25T gun of the JS-2 against the German tanks improved dramatically. The reports from the front described cases where the BR-471 APHE round 122 mm projectile fired from 2500 metres ricocheted off the front armour of a Panther leaving huge holes and cracks in it.
还是这一段，根据我的理解，由于豹D在苏联炮火面前的出色表现，苏联设计师们不得不计划在D25T采用钝头穿甲弹,其实D25T的APBC弹可以叫明显地提高对豹式大倾角装甲的击穿性能，正如德军的APCBC在面对T34-85的60度装甲时要比普通AP弹好得多，这也是德国炮弹基本是APCBC的原因，凭借APBC，D25T完全可以把小倾角时的性能优势拿回来，我推测Is2在使用了APBC以后，倾斜穿甲能力戏剧性地提升，1944年夏开始，德军坦克装甲被击穿的距离随之扶摇直上，豹G居然有被D25T（AP）从2500米外击穿的纪录，听起来有些不可思议，而根据我的分析，击穿它的就是D25T APBC弹，我们平时所见的D25T测试成绩都是AP弹，APBC的倾斜装甲成绩要好得多，完全有可能在2500米击穿豹G,前提是能蒙上。总之，很多人忽视了钝头弹AP(C)BC与尖头弹AP(C)在对付倾斜装甲上的明显差别，因此他们无法合理解释很多战例。
根据k=2120修正的击穿值如下：
500M 1000M 1500M 2000M
D25T（AP） 181m 170mm 158mm 145mm
Kwk43(APCBC) 189mm 169mm 151mm 135mm
个人比较倾向于D25T（AP）在1500米距离上对豹G首上有击穿能力，这是有战例作证的，那么由此回推豹G的首上装甲k值已经跌到1950的水平，那么其防御值179*（1950/2120）^1.43=179*88.7%=159mm，可以被D25T（AP）在1500米外击穿，而且我怀疑虎王的k值也跌落到这个水平！那么虎王的180mm炮塔就跌落到180*88.7%=160mm的水平，完全可以被D25T（AP）在1000米外贯穿。那么能不能被100mm/D10T在1500米外击穿呢，只需要换算一下，1500米CP厚度等于115mm，转化成50%击穿率下的值，115*1.06=122mm，再乘以k值转换系数，122*（2300/1950）^1.43=154mm，约等于160mm,也是可以解释的。虎王的首上对D25T(AP)是320mm等效厚度，但由于装甲劣化，320**（1950/2120）^1.43=320*88.7%=284mm,是不可能被击穿的，is2m的首上相对于88APCBC毫米，肯定比240*（2300/2120）^1.43=270mm大不少，也肯定比420mm小得多,也是无法击穿的。由此可见，后期苏联坦克装甲的质量是有优势的，不要对这个结论感到诧异，去问问丘吉尔和罗斯福吧，他们都支援了苏联什么样的钢铁。
不管这套体系是否正确，至少它能自圆其说，还可以继续用这套理论来解释其他战例，特别是T34-85的，由于德军的APCBC,T34-85在AP面前的140mm+等效厚度并不适用,对豹的击穿距离也有很多争议，我现在把粗略估算表格列出：
(Kwk43/AP) Kwk43/APCBC D25T/AP D25T/APBC Kwk43/APCR

豹D (200) 650 650 1500 650
豹G (650) 1200 1500 2500 1200
注：由于APCR面对大倾角装甲的表现并不比APCBC好多少，所以直接套用数据。从表中可以看出，D25T（APBC）很可能是二战坦克中威力最大的穿甲弹和榴弹。
小节一下:后期苏联装甲钢的质量应该是超过德国的，或者也可以说苏联工业已经可以制造出高质量的装甲钢了。
文章写完了，其实仅仅涉及了坦克很少的一些内容，算是小工程，还请大家踊跃批评指正。

[ 此贴被cccppccp在2008-04-07 22:26重新编辑 ]

顶端 Posted: 2008-03-20 09:11 | [楼主]