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M1艾布拉姆斯系列主战坦克

央视国际 (2003-01-06 17:47:05)

1.背景:

  1963年8月1日美国和联邦德国开始联合研制70年代的主战坦克,即MBT-70,并于1967年10月各自展出样车,后因两国在设计上存在分歧,加之成本较高,联合研制计划终于1969年底破产。随后美国在MBT-70基础上开始研制新的XM803坦克,于1970年制成样车,但仍因结构复杂,成本过高,又于1971年底被国会否决。

  在两车计划被相继取消后,美国陆军随即提出研制XM1坦克计划,于1972年2月成立了一个由使用单位、研制单位和陆军参谋部3方组成的特别任务小组,正式开始了XM1坦克的研制工作。

  2.设计思想:

  接受MBT-70和XM-803两车研制失败的教训,该坦克研制初期就严格控制了研制、制造成本,并力图达到提高性能的要求。

  该坦克的19项设计要求中,陆军特别强调了乘员的生存力,其次才是观察和捕捉目标能力及首发命中率等要求。提高乘员生存力的重要性体现了现代坦克的发展趋势。为此XM1坦克设计采用了新的防护配置和现代火控系统。根据1973年10月中东战争经验,对设计要求又作了部分修正,如要求增大战斗行程、加强侧面防护、改进车内弹药储存等。

  3.研制生产过程:

  1973年1月陆军参谋部正批准特别任务小组提出的XM1研制大纲,1973年6月陆军分别与通用汽车公司(GMC)和克莱斯勒(Chrysler)公司签订了研制样车合同,1976年1月底两辆样车完成,并在阿伯丁(Aberdeen)试验场进行对比评价试验。

  1976年11月12日陆军宣布克莱斯勒样车获胜,并与之签订了制造11辆样车的合同,从而开始了该坦克的全面工程研制,于1979年11月完成,历时36个月。在此期间,克莱斯勒公司为陆军制造了11辆样车,1978年2月开始对样车进行第二阶段的性能试验和使用试验(DT/OT II),包括在各种气候和模拟战场条件下试验,试验内容主要有机械拆卸和维修;各种机动性试验;武器试验和环境试验。该阶段试验总行车里程约为89635km,发射炮弹19100发。

  在全面工程研制阶段中,利马陆军坦克修配厂改造为M1坦克的第一制造厂,它便成为西方国家最现代化和生产率最高的坦克制造厂。

  1979年5月间陆军决定试生产XM1坦克110辆,在利马坦克厂制造,1980年2月完成头两辆生产型车。为纪念原陆军参谋长,二次大战中著名的装甲部队司令格雷夫顿W·艾布拉姆斯(Greighton W.Abrams)将军,特把该坦克命名为艾布拉姆斯主战坦克。从1980年9月到1982年5月又对这些坦克在部队进行了第三阶段的研制试验和使用试验,试验表明该坦克主要性能已满足或超过了1972年提出的研制要求。

  早在1981年2月陆军就已批准生产7058辆M1坦克,同时将XM1坦克正式定名为M1艾布拉姆斯主战坦克。1981年9月利马坦克厂和底特律坦克厂开始小批量生产M1坦克,1982年3月底特律坦克厂开始制造生产型车。

  1984年陆军把M1/M1A1坦克的计划生产总数提高到7467辆(其中4199辆M1A1)。为提高生产率和产品质量,两个坦克厂对生产设备和生产工艺进行了较大的改进,1984年初月产量达70辆。

  M1坦克的生产于1985年2月全面结束,共制造了2374辆,以后转向生产改进型M1坦克和装120mm滑膛炮的M1A1坦克。

  1988年春季,美国陆军曾考虑把该系列坦克的生产总数提高到12000辆,以取代所有M60系列坦克。

  应当指出,1974年12月美国和联邦德国曾签订了一份谅解备忘录,其中包括对联邦德国豹2修改型车进行试验评价,以期在豹2和M1两车装备部队前取得最大可能的部件标准化,取得的主要协商结果是计划在M1坦克上装备联邦德国制造的120mm滑膛炮。

  4.出现的技术问题

  在第二阶段11辆样车试验中,燃气轮机空气滤清系统、传动装置、履带和燃料供给系统等均出了问题,在1979年下半年对3辆XM1车进行了结构修改,试验证明大部分问题得到解决。其中主要问题是履带脱落和发动机吸入尘土,前一问题是通过对行动和悬挂部件结构进行重新设计调整得以解决,后一问题的解决是在滤清系统中装入可靠的密封件。

  目前M1坦克唯一不能满足研制大纲要求的是履带寿命,现装在M1/M1A1坦克上的T156型履带寿命是1300~1800km。为了提高履带寿命,降低作战供应费用,美国已研制了新的XT158H型履带,目前正在进行试验和测定。

  5.装备使用

  目前,M1坦克主要装备美国陆军,M1和改进型M1主要装备在美国本土,而驻欧美军装备的M1坦克正用M1A1坦克代替。预计到90年代初美国陆军将有89个师装备M1、改进型M1和M1A1坦克。在陆军制式编制中,每个坦克营共有58辆M1A1坦克。

  M1坦克可用美国空军的C-5A银河喷气式运输机空运,在极短时间内可运至指定作战区域。

  6.在埃及特许生产

  1988年4月美国国会同意埃及特许生产565辆M1A1坦克以装备埃及陆军。按计划1991年美国向埃及提供15辆车,1992年开始用10年时间两国合作生产540辆M1A1坦克,其中主要部件,如发动机、武器系统等由美国提供。

  结构特点

  一、总体布置

  M1坦克伯是典型的炮塔型坦克,有4名乘员。车体前部是加强舱,中部是战斗舱,后部是动力舱。

  驾驶员位于车体前部中内,配有3具整体式潜望镜。关窗驾驶时,驾驶员半仰卧操纵坦克,夜间驾驶时可把中间的潜望镜换成AN/VVS-2微光夜间驾驶仪。驾驶员两侧是用装甲板隔离的燃料箱和弹药。

  旋转炮塔位于车体中央,其外形特点是低矮而庞大,几乎与车体一样宽。该扁平型炮塔和车体大都采用焊接件,这主要是接受了第四次中东战争的教训以及铸造件生产效率低的原因。车体上主要铸件只用3块,其他部分都用装甲钢板焊接而成。

  炮塔和车体各部分和装甲厚度不等,最厚达125mm,最薄为12.5mm,相差10倍。首上装甲钢板的厚度自下而上逐渐增厚,为50~125mm。
  炮塔内有3名乘员,装填手位于火炮左侧,车长位于右侧,炮长在车长前下方。装填手舱门上安装有1具可旋转的潜望镜,舱口有一环形机枪架。车内电台安装在炮塔壁左侧,便于装填手操作。炮塔内弹药大都放在炮塔尾舱内,装填手用膝盖控制一个杠杆能打开尾舱装甲隔门,收回膝盖,门自动关闭,并备以应急机械闭锁装置。

  炮塔上的车长指挥塔外形低矮,可360°旋转,四周有6个观察镜,指挥塔外部有1挺高射机枪。炮塔后部装有2根电台天线和1个横风传感器。

  车内油冷式发电机由传动装置驱动,最大电流是650A;6个12V蓄电池串并联连接,总容量是300Ah,供电电压为24V。

  M1坦克安装通气筒后可潜渡2.38m,M1A1坦克为2m。

  此外,M1坦克可在车首安装新的推土铲,以完成推土和清理阵地等任务。

  二、武器系统

  1.主要武器

  该坦克的主要武器是1门北约制式105mm M68E1式线膛炮,与M60坦克的M68炮有所不同。该炮由于改进了摇架结构,并将摇架重量减到115kg,从而减少了在炮塔内所占有的空间。反后坐装置也加以改进,带有液压驻退机和同心式复进机,其液压压力由原14.7MPa(150kgf/cm2)减至12.25MPa(125kgf/cm2)。该炮装有可测量炮管弯曲的炮口校正系统。

  2.弹药

  该坦克105mm炮弹基数是55发,其中44发装在炮塔尾舱内,左右弹药仓各存放22发,3发水平存放在炮塔吊篮底板的防弹盒内待用,其余8发装在车体后部弹药装甲隔仓内。

  M68E1火炮除了可发射M60坦克制式炮弹外,还可发射最新研制的M735曳光尾翼稳定脱壳穿甲弹、M774曳光尾翼稳定脱壳穿甲弹、M883曳光尾翼稳定脱壳贫铀弹芯穿甲弹和M737TPDS教练弹。M68E1火炮发射M774式尾翼稳定脱壳穿甲弹时,初速为1524m/s,直射距离约1700m。

  3.火控系统

  该坦克采用了指挥仪式数字式坦克火控系统,主要特点是光学主瞄准镜与火炮/炮塔相互独立稳定,火炮/炮塔电液驱动,并随动于主瞄准镜。在正常工作条件下,炮长用主瞄准镜捕获目标,炮长的火控指令和自动弹道传感器的弹道修正数据同时输入弹道计算机,计算机解算弹道并控制火炮和炮塔的转动从而使火炮稳定地瞄准目标。该火控系统使M1坦克具有在行进间射击固定目标和运动目标的能力。

  由加拿大计算设备公司(Computing Devices Company)研制生产的数字式弹道计算机是一种全求解的固态计算机,自动输入的数据包括目标距离、目标速度、倾斜角和横风速度,手工输入的数据包括药温、气压、气温、炮膛磨损、4种弹道选择、炮口校正装置信息等,弹道计算距离为200~4000m。炮长主瞄准镜是一单向(高低向)独立稳定瞄准线的单目潜望式瞄准镜,它与激光测距仪和热像仪组合,构成测距、昼夜三合一的瞄准镜。现用Nd:YAG激光测距仪的距离分辨率为15m。为加强坦克在烟幕中的作战能力,正准备改用工作波长为10.6μm的CO2激光测距仪,并于1987年开始批量生产。

  该坦克火控系统与豹2坦克的火控系统同属指挥仪式,但为降低成本,而又不太多地降低火控性能,M1坦克没有配备独立的车长瞄准镜,仅有1个在炮长主瞄准镜上延伸的望远镜,车长不能超越炮长独立地搜索、识别和瞄准目标;炮长主瞄准镜水平向未稳定,仅向低向独立稳定;减少了弹道数据的自动输入,仅用4种主要自动输入的弹道传感器,其他弹道数据参数需要手工输入。所有这些措施较有效地控制了火控系统的成本,实际成本仅为整车成本的20%。

  4.辅助武器

  在主炮右侧安装有1挺M240式7.62mm并列机枪,在炮塔顶装填手舱口处安装1挺M240式7.62mm枪枪,该机枪旋转范围为265°,俯仰范围为-30°~+65°。在车长指挥塔上安装有制式M2式12.7mm机枪,可360°回转,俯仰范围为-10°~+65°,机枪回转可电动或手动操作,俯仰操作为手动。

  三、推进系统

  1.发动机

  该坦克发动机是阿夫柯-莱卡明(AVCOLycoming)公司(现改为达信-莱卡明公司)的AGT-1500燃气轮机。该坦克是世界首次采用燃气轮机作为主动力的制式坦克,这在进行多年争论之后选中了燃气轮机,原来存在的问题已基本得到解决。该机输出功率是1103kW(1500马力),主要燃料是柴油或煤油,也可用汽油。为气排气口位于车体尾部,进气口在车体顶部。AGT-1500燃气轮机不但零件少,定期检修间隔时间长,且冷却系统简单而效率高,排烟最大为减少。此外,该机零部件保养简单,整机更换极快,不超过1h,但是燃气轮机也存在燃油消耗率高,初始成本偏高的缺点。

  2.传动装置

  该坦克采用了底特律柴油机(Detroit Diesel)公司的X-1100-3B全自动传动装置,主要部件有液力变矩器、行星变速装置、液压泵、液压马达、液压制动器等。通过操纵液力变矩器和行星拓进行变速,通过操纵液压泵和液压马达进行差速无级转向。液力变矩器可自动闭锁。该传动装置有4个前进档和2个倒档,可实现连续转向和空档原位转向。制动器为多片摩擦式,工作制动时用液压操纵,紧急制动时用机械操纵。

  3.操纵机构

  驾驶员使用“T”形操纵杆驾驶车辆,杆上装有油门控制装置和自动变速箱控制装置及车内通话装置。驾驶员前部有2个踏板,其中右边是工作制动器踏板,左边是停车制动器踏板。

  4.行动装置

  该坦克采用改进型扭杆悬挂。在第一、二、七负重轮平衡肘上安装有旋转式诂振器和固定的行程限制器,减振器装在侧甲板内。前部诱导轮曲臂上装有1个伸缩式液压减振器,可液压调整诱导轮。

  第一、二、七扭杆是高强度扭杆,其余为普通制式扭杆,所有扭杆都托在铝管内,以防碰伤扭杆表面,第一、二根扭杆用钢板覆盖。
  该坦克每侧有7个铝制负重轮、1个诱导轮,1个主动轮和2个无轮缘托带轮。采用T156型双销挂胶履带。负重轮直径为635mm,动行程为381mm,由于负重轮较多,因此,单位地面压力减少,且负重轮直径较小,车高降低。

  四、防护系统

  该坦克设计把乘员生存力作为主要性能指标,为此综合采取了多种防护措施。

  (1)采用了装甲隔离措施。用装甲隔板将炮塔内弹药仓和乘员舱分隔开,一旦弹药仓被命中或着火爆炸,气浪会先将炮塔顶部3块泄压板冲开,使乘员免受二次效应的伤害。动力舱和乘员舱用装甲隔板分开。

  (2)降低车辆总高,至炮塔顶高为2.37m。

  (3)提高越野速度和加速性,从0至32km/h加速时间为7s。

  (4)主要防护部位采用类似乔巴姆装甲的复合装甲,防护力较M60坦克大为提高。

  (5)车体两侧各安装6块装甲裙板,可向上翻转,既保护了悬挂又可避免因车侧中弹引起二次效应。前部裙板厚约40mm,后部裙板厚约20mm。

  (6)车内安装了哈隆(Halon)全自动灭火系统。动力舱和战斗舱中安装的红外传感器(动力舱有3个,驾驶员舱1个,炮塔内3个)能在2ms内发现所有着火点并自动启动灭火系统,能在150ms内把火灭掉。驾驶员也可手动灭火。

  (7)车内装有M25A1个人三防面具,无超压三防装置。

  (8)炮塔前部两侧各装有6管M250烟幕弹发射器,车上还装有发动机热烟幕施放装置。

  型号演变

  1.改进型M1坦克

  首辆改进型1坦克于1984年10月完成,1986年5月完成最后生产,共制造894辆。

  作为M1A1坦克的过渡性车型,该坦克仍采用105mm火炮,但安装了与M1A1坦克相同的更坚固的铸钢炮耳轴,其他方面改进均达到M1A1标准,包括加强了防盾、炮塔装甲和行动装置部件如诱导轮曲臂、扭力轴、减振器等。侧减速比提高,并在炮塔尾部增加了1个储物篮。
  该坦克战斗全重55.3t,比M1重900kg,公路最大速度由72.4km/h减至66.8km/h。

  2.M1A1坦克

  该坦克于1984年8月28日定型,在此之前曾制造了14辆样车并进行了试验,研制代号为M1E1。M1A1坦克生产始于1985年8月,1986年7月正式装备,目前计划生产4199辆。

  该坦克主要特征是装备了火力更强大的120mm滑膛炮,除了保留改进型M1坦克的改进项目外,还增装了伽莱特(Garrett)公司的集体三防装置。

  该坦克主要装备美国驻欧部队,原装备的M1坦克已运回美国,国内仅有陆军第三装甲骑兵团装备了M1A1坦克。截止1987年5月美国陆军共装备4100多辆M1系列坦克。

  1987年5月通用动力公司地面系统分部与坦克机动车辆局签订了3299辆M1A1坦克的多年生产合同,费用35亿美元,时间4年,计划于1991年4月完成最后交货。

  (1)武器系统

  该坦克的主要武器是1门联邦德国莱茵金属(Rheinmetall)公司研制的Rh120式120mm滑膛炮,由美国特许生产,总承包公司是国家水力升降机公司(National Waterlift Company),美国型号为M256。由于M1坦克炮塔设计时就考虑了安装120mm火炮,因此主炮改装仅重新设计了防盾和炮耳轴。火炮和炮塔的组合由通用动力公司负责。

  M256火炮采用立楔式炮闩,安装了热护套和大的圆形抽气装置,炮口校准装置改用锁紧螺检固定,更加安全,炮架与M68炮类似。

  为适应主炮的改变,还调整了火控计算机的弹道参数和炮长主瞄准镜的分划线。由于M256火炮仅发射破甲弹和尾翼稳定脱壳穿甲弹,所以改变了炮长主瞄准镜控制板上的弹药选择开关;由于滑膛炮炮膛磨损很小,因此取消了炮长控制板上的炮膛磨损修正按钮;弹道计算机存储窬从7K增加到12K;为适应新的弹种,炮长辅助瞄准镜分划也经改换。

  此外,重新设计了7.62mm并列机枪的机枪架和供弹系统,以消除对120mm火炮炮尾的干扰。

  (2)弹药

  火炮口径的增大,使M1A1坦克弹药基数减至40发,炮塔尾舱内仅能存放34发,车体后部弹药仓内存放6发,取消了炮塔吊篮底板上的3发待发弹。为克服旧弹药架可能导致半可燃药筒或弹药架本身破裂的缺点,在炮塔尾舱的弹药仓中安装了新的减振弹架;为抑制弹药相互引爆,在弹药架上布置有塑料棒和挡板,把炮弹相互隔开。此外车内弹药仓内还有聚乙烯衬料层。

  为配合安装120mm火炮,美国研制生产了几种120mm炮弹,总承包商是霍尼韦尔(Honeywell)公司防务部,各种弹药均采用可燃药筒和金属底托。这些炮弹主要有:

  XM827尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS-T)于1983年完成研制工作,用作M829尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS-T)的备用弹,采用了单一的贫铀穿甲弹芯。

  M829尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS-T),1985财政年度定型的制式炮弹。

  M830破甲弹(HEAT-MP-T),1985财政年度定型的制式炮弹。

  M831破甲弹(HEAT-TP-T),用作M830的训练弹,1984年4月定型并正式生产。

  XM859破甲弹(HEAT-MP-T),1984年开始研制。

  M865训练弹(TPFSDS-T),1984年7月定型,用于炮兵打靶练习等。

  M866训练弹(TPFSDS-T),临时训练弹。

  (3)炮塔

  该坦克炮塔尾舱顶部泄压板改为2块,炮塔手动方向机改为双速驱动装置,每转10密位和5密位。火炮手动俯仰驱动装置速度改为每转5密位。

  (4)三防装置

  除了目前的M25A1乘员防毒面具配有管路式独立三防装置外,在乘员舱增装了新的增压集体三防装置。该装置有2个通路,其中一个经过核生化过滤器,另一个不经核生化过滤器,后者用作换气系统,取消了炮塔废气排放风扇。增压装置安装在车体左侧炮塔突出部内,可由车长或装填手控制。车内装有声音报器和三防显示灯等,危急时探测装置可自动启动增压装置。增压装置的燃烧室可为车内供暖。

  (5)贫铀装甲

  从1988年6月开始,美国新生产的M1A1坦克采用了贫铀装甲,并首先装备驻联邦德国部队,贫铀装甲研制工作始于1983年。

  该坦克安装贫铀装甲的部位是车体前部和炮塔,贫铀装甲在两层钢板之间。增装这种贫铀装甲后,M1A1坦克车重从57154kg增加到58968kg。这种新式贫铀装甲的密度是钢装甲的2.6倍,经特殊生产工艺处理后,其强度可提高到原来的5倍,因此坦克防护力大为提高,能同时防御动能弹和化学能弹的攻击,以满足90年代战争的需要。

  3.M1A2坦克

  该坦克即M1A1第二阶段改进产品,改进项目最早于1985年2月1日批准,目前有7项,其中5项计划在1988年底开始生产,另2项要推迟18个月,产品定型后将称为M1A2。第二阶段项目改进将使M1A1的总体性能得到大幅度提高。据报道,M1A2首辆车计划于1992年出厂,1993年开始装备部队。

  (1)车长独立热像仪(CITV)

  这是该坦克的主要特征之一,由得克萨斯仪器公司(Texas Instruments)光电分公司研制。该独立稳定式热像仪具有猎潜式(hunter-killer)瞄准镜的目标捕捉能力,将大大提高坦克在能见度很低(黑夜和烟幕)情况下与敌交战能力。目前正在研究取消原车长观察用的炮长主瞄准镜光学延伸装置。

  (2)车长指挥塔(CWS)

  在重新设计的指挥塔上,将安装改进型周视潜望镜,较大的舱口和机枪座圈等,取消了高射机枪的电动和手动操纵机构。

  (3)CO2激光测距仪

  该测距仪工作波长与热像仪相同,测距范围加大,穿透烟幕和尘烟能力更强,对人眼是安全的。

  (4)驾驶员热观测仪(DTV)

  用于取代现装备的AN/VVS-2驾驶员微光驾驶仪,可昼夜使用并扩大了驾驶员视野。

  (5)战场管理系统(BMS)

  亦称车内通信设备(IVIS),是一种网络数据和信息系统,能自动地提供双方部队位置、后勤信息、目标数据和命令等。该设备使用微处理机进行处理,装在车长热像仪显示装置旁边,位于车长位置右边的炮塔内壁上。目前正在研制车辆定位/导航仪。

  (6)敌友识别(IFF)装置和提高生存力(ES)的装甲外壳

  由于经费或技术原因,这两项改进可能拖延。装甲外壳旨在增强坦克抵抗顶部攻击和增强坦克其他部位的装甲防护。

  4.M1A3坦克

  亦即M1A1坦克第三阶段改进计划产品,主要改进内容有先进的整体式推进系统(AIPS);改进型履带和悬挂装置;增强型烟幕弹发射器;高级火控系统;多目标捕捉系统和高级车辆电子学组件(包括甚高速集成电路和抗干扰装置)。

  5.美海军陆战队型M1A1坦克

  从1987年开始,美国海军陆战队将逐步用560辆改进型M1A1坦克换装760辆M60A1坦克。同时每个排建制由5辆减至4辆。计划1994年底换装完毕。

  该坦克与陆军装备的M1A1基本相同,只是安装了涉深水装置用的120mm炮的炮口罩,车体后部安装了废气筒,在炮塔后部车体左侧处安装了两个进气筒,分别用于乘员舱和动力舱供气,这样坦克涉水深度可达2m。潜渡后通过旋转炮塔,坦克可去掉这些进、排气筒。此外,还希望在车体尾部安装坦克与步兵联系电话和为保证装船安全用的系紧工具。

  6.M1E2坦克

  此即火炮增强计划产品,是在M60A3 TTS,M1和改进型M1上安装一种新的105mm炮管,不仅能发射现用弹药,也可发射未来高速穿甲弹,承受更高的膛压,如XM900穿甲弹。该炮管长达7m,加长了1.6m,由华特弗里特(Watervliet)兵工厂制造。除炮管之外,火炮大致与M68E1相同。考虑到新弹道性能,火控计算机内部必须做一些修改。改装工作于1987/1988年开始。

  变型车

  M1坦克底盘除了用作坦克试验台架车(TTB)外,还发展了3种车型。

  1.M1装甲架桥车

  该车于1983年由BMY(Bowen-Mclaughilin-York)公司开始研制,剪式车桥由3节组成。可跨越宽达30.49m的壕沟,车桥车身重约5t,采用了高强度铝合金和复合材料,载重可达63.5t。

  2.M1扫雷车

  样车于1986年4月在阿伯丁试验场进行了试验,安装的扫雷滚轮基本上与M60坦克的相同,只是重新设计了安装机构。

  此外,美国陆军为M1系列坦克研制了一套扫雷犁装置,于1986年定型、1988财政年度中期投入使用,计划每个M1坦克排配备一套扫雷犁。该装置包括一套连接在车体牵引钩上的与履带等宽的扫雷犁,一套安装在驾驶舱内的控制箱和一具改进型驾驶员昼夜潜望镜等。

  3.艾布拉姆斯抢救车

  该车采用了M1A1底盘,由通用动力公司投资研制,现已制出样车,82%的部件与M1A1通用。抢救车重60.8t,时速64.36km/h,可越过2.74m宽的壕沟;车上装有吊臂,臂上固定,可旋转270°,仰角70°,起吊高度8.54m;主绞盘拉力622kN,钢绳长97.5m。


(编辑:曹劲)