前几天有网友提及苏联的”钢铁洪流”, 让我想起前段时间Ouyanhui网友贴了一篇关于二战德国四型坦克的文章. 我现有时间也凑凑热闹.
讲到二战德国坦克大家自然就想到虎型和豹型坦克. 没错, 它们代表德军当时最先进的坦克技术, 但德军使用最普遍的是一般人忽视的四型坦克, Panzerkampfwagen IV (简称Pz. Kpfw. IV 或 Pz IV). 德军的四型坦克与 苏军的T-34坦克从1941年苏德战争开始一直对抗到1945年战争结束, 贯穿整个苏德战争. 1943年底开始一个装甲师包括一个豹型坦克营和一个四型坦克营, 譬如在诺曼底的SS第12th装甲师(是否满员就另当别论啦). 有 一个误区就是认为四型坦克跟苏军的T-34坦克无法比. 事实是德苏双方为了有效击败对方坦克都不断改良己方 坦克. 四型坦克和T-34坦克是两个实力相差不大(如果不是旗鼓相当)的对手.
坦克主炮的穿甲能力由各种因素决定. 简单来说穿甲能力等同动能能量(Kinetic Energy), 焦耳越大, 穿甲能力越强. 动能能量的一个重要条件是炮口初速(muzzle velocity), 而炮口初速则受炮管长短影响. 炮管越长, 炮口初速越快. 如果坦克主炮口径越大, 所用炮弹会越重, 自然威力也增加.
除了以上因素外, 坦克炮的穿甲能力跟所用穿甲弹有密切关系. 1940年德军率先采用高爆反坦克弹(HEAT), 首先在四型坦克的Kw.K 37 L/24 (24倍口径) 坦克炮应用. 使用最初的7.5 cm Gr.38 Hl/A型号, 短炮管的L/24 坦克炮初速 (muzzle velocity) 450m/s, 在一百米距离能穿透 70mm装甲; 后来改良的B型号, 能穿甲 75mm; 而C型号的穿甲能力更达到 100mm. 当然一百米距离在野外对四型坦克是危险的. 要正面冲到离T-34坦克这种距离无疑凶险十足. 但在村庄城镇这种距离应是普遍 (萤火虫网友曾对穿甲弹有很好研究).
坦克的钢材质量也影响穿甲的几率. 有个英国网友宣称在二战期间英国的炼钢技术最高, 德国次之, 苏联排第四. 在二战中德国坦克采用的是FHA, faced-hard Armor, 装甲 (后期的豹型坦克改装RHA, Rolled Homogeneous Armor, 装甲). 据网友介绍钢板加厚是难度很高的技术. 火候如果掌握不好加厚了的钢板反而变得脆弱. 苏联坦克安装的是glacis装甲, 有效地弥补钢材质量的不足.
大家知道在1941年苏德战争初期德国坦克面对苏军的T-34和KV系列坦克是困难重重. 虽然下半年加入配置 5 cm L/60坦克主炮的J/J2型号三型坦克对战场局势有所帮助, 但德国坦克面对苏军中, 重型坦克的劣势没有很大改善. 这个局面一直维持到1942年7.5 cm L/43坦克主炮的出现
德国装甲军之父, 古德里安, 当初设想反坦克职责由配置高速坦克主炮的三型坦克负责. 配置大口径短炮管的四型坦克发射高爆弹(High Explosive)对付战壕, 地堡等防御工事, 是支援步兵的辅助坦克. 后为简化生产线 试图合二为一但不成功. 同时三型坦克在苏联战区不能有效应付苏联坦克, 而三型坦克已达升级极限无法 进一步增强. 德国人就将注意力集中在四型坦克上.
德国对四型坦克的设计始于1934年, 1937年开始量产. Wikipedia对德国四型坦克有大概的介绍(其各型号的 生产数量跟我的数据有点出入但大致相同). 我这里就摆些四型坦克与苏联T-34坦克对比资料.
单纯认为四型坦克不能正面击穿T-34坦克的不是思维停留在1941年就是对四型坦克认识不深. 当配置高口径初速, 长炮管的7.5 cm L/43坦克主炮的F2型号四型坦克装备到前沿装甲师, 马上给对手留下深刻印像. 在北非战场上英国人称 Panzer IV F2 为Mark V special. 在东线斯大林格勒战区少量的Panzer IV F2也有不俗的表现.
Thomas Jentz 在Panzertruppen第一卷中描述一个在1942年5月的战例:
“在哈尔科夫附近的一次战斗中, 新成立的第二十三装甲师在来自第三装甲师一个战斗纵队的支持下成功切断并 击溃一支苏军主要武装. 其第201装甲团配有34辆二型坦克, 112辆三型坦克, 32辆四型坦克, 和3辆指挥车. 战 斗前拨给他们12辆F2型号四型坦克. 在5月12日第201装甲团接收6辆(苏军在5月12日发动进攻. 德军在 5月17日展开反攻. 在5月12日第201装甲团至少有6辆F2型号四型坦克).
战斗打响时, 第201装甲团第一营可以投入9辆二型坦克, 36辆三型坦克, 和13辆四型坦克. 到5月27日他们仍然 有6辆二型坦克, 19辆三型坦克, 和10辆四型坦克. 他们的损失包括3辆50mm L/42三型坦克. 4辆50mm L/60 三型坦克, 以及1辆F2型号四型坦克. 他们宣称摧毁79辆苏军坦克, 包括45辆T-34, 13辆Mark II, 12辆Christi, 和9辆KV-I (Christi=BT).
第三装甲师第六装甲团第三营在5月5日有5辆二型坦克, 34辆三型坦克, 和6辆四型坦克(75mm L/24) operational. 从5月12日至22日期间他们摧毁5辆KV, 36辆T-34, 16辆BT, 和5辆Mark II.”
即使在1941年, T-34坦克也不是无懈可击. 根据一份苏第十坦克师指挥官签字的报告(1941年8月2日, 俄文原文由 Charles C. Sharp 提供)全师官兵认为他们的T-34是可靠的机器. 但有几样缺点: 1)驾驶员舱盖如被炮弹击中会倒塌; 2)履带外层(tread)很薄弱, 任何炮弹都可以打掉它们; 3) 主离合器(clutch)和边离合器失灵; 4)过壕沟时坦克底部会下坠, 并且因履带相对光滑跟地面产生的摩擦力不足.
德军也摸索到T-34坦克的缺陷. 让我们看看德军在1942年上半年前对付苏T-34坦克的方法. 根据 Thomas Jentz 所著 Panzertruppen 一书: 在1942年5月26日, 德陆军最高统帅部的快速部队将军向各装甲单位发放 "我们在东线各单位的坦克与T-34作战指南"
"…
T-34比我们的Pz.Kpfw.III和 IV型坦克快, 操纵性更好, 越野性能更佳. 它的装甲坚硬. 其7.62 cm主炮穿甲性能比我们的5 cm KwK.和7.5 cm KwK 40 优越. 它的坡度装甲防护往往导致炮弹打滑弹开.
使用5cm KwK (KwK=Kampfwagenkanone,战斗车辆火炮) 坦克主炮与T-34作战只有在近距离攻击其侧面和背后才有成功可能. 最重要是尽可能将炮弹与坦克平面成90度角击中. 如果命中其炮塔圈, 就算是高爆弹或机枪子 弹经常会导致其炮塔阻塞(jamming). 另外, 近距离用穿甲弹击中其主炮底套(mantlet)会穿透并令其焊接接缝爆 裂. 使用7.5cm PaK 40(PaK=Panzerabwehrkanone,反坦克炮)反坦克炮+7.5 cm Hohlgranate 空心弹则可以在 远达1,000米距离穿透T-34坦克."
(德军四型坦克的F2/G型号装备的7.5cm KwK L/43(43倍口径), H,J型号装备 的7.5cm KwK L/48坦克主炮就是7.5cm PaK 40反坦克炮的坦克版).
T-34坦克前部装甲对德5 cm及以下口径坦克主炮的防御可以说是几乎万无一失. 但笼统地说四型坦克的坦克主炮不能穿透T-34坦克前部装甲是不正确的. 大家谈到T-34坦克都会提及它有名的坡度装甲(slope armor). 坡度装甲其中的一个缺点是它抗击大口径炮弹的能力. 当炮弹直径大于坡度装甲的实际厚度, 它就会有很大 机会在坡度装甲上打洞穿透(俗称overmatching). 大家先看一下T-34坦克的的装甲防护
图为T-34/85的侧面装甲配置图(基本上维持T-34/76的原有配置).
依图中所示T-34坦克车身前部坡度装甲是45mm厚, 装置从垂直计算60度倾斜. 有效装甲是45mm/cos60°=90 mm. 而战场上实际厚度可能更高. 德军四型坦克的7.5cm Kw K 40(L/43)初速 740m/s, 1,000m穿甲 81mm (Pzgr.39穿甲弹; 1,500m距离可以穿透装甲 72mm)); 7.5cm Kw K 40(L/48)初速 920m/s, 1,000m穿甲 87mm (Pzgr.40穿甲弹). 按道理它们在一千米距离应不能穿透T-34坦克前部装甲但战场结果恰恰相反. (试验场的数据 跟战场结果会有出入. Pz IV(F2/G,H,J)能在战斗射程内(一千至一千五百米)从不同角度摧毁T-34. 这与坦克战斗人员, 战术, 战场环境, 射击角度目标与中弹角度等因素有关).
一位精通二战装甲的军迷这样解释. 这是”overmatching”效应的体现. 正如上述, 坡度装甲的一个劣势是对大口 径炮弹的有效防御性. 当炮弹直径远大于装甲板的实际厚度时, 它就有很大机会洞穿装甲板. 他给出公式: 有效装甲厚度=实际装甲厚度*(1+(坡度系数-1)*overmatching因素. 德军四型坦克的坦克主炮与T-34装甲的 overmatching因素是(45mm/75mm=0.6). 因此面对德军四型坦克的坦克主炮, T-34有效装甲厚度= 45mm*(1+((2-1)*0.6))=72mm (从平面计30度角坡度系数为2). 解释是否完全正确有待军坛的高人来评估
根据Red Army's Handbook的T-34坦克被击毁弹道研究报告, 从苏德战争开始至1942年9月: 被7.5 cm口径反坦克炮摧毁的T-34坦克占损失总数的10.1%(相比8.8cm口径反坦克炮摧毁的T-34坦克只占其损失总数的3.4%); 斯大林格勒战役:12.1%; 1943年(Orel行动中的中央方面军):40.5%; 1944年6-9月(第一白俄罗斯方面军):39%; 1945年1-3月(第一白俄罗斯方面军):29%; Oder-Berlin 1945年(第一白俄罗斯方面军):69.2%!
当然不是所有T-34坦克损失都是Pz IV坦克所为. 装备7.5cm反坦克炮的还有自行反坦克车StuG(Sturmgeschütz) 系列, Jagdpanzer IV, Hetzer 等等; 还有Pak 40 7.5 cm牵引反坦克炮; 更有威力强大的豹型坦克 7.5cm L/70坦克主炮. 但在1943年豹型坦克还在测试定型期间, Panzer IV H坦克在战场上是一个重要角色.
Pz-IV H 可看到装甲裙, 防雷层(Zimmerit). 坦克车身徽章显示此坦克隶属第二装甲师
整个二战苏联生产各类型T-34坦克共约57,500辆(T-34/85在1944年开始量产. 1944年一年就生产约11,000辆, 1944-45年共生产约22,500辆). 苏联人也通过实战不断学习和改良T-34坦克. 从26.5吨重的T-34/41 (装置76.2 mm/L30.5 的N-11坦克主炮, 炮口初速约 612 m/s), 28.5吨重的T-34/42 (装置76.2mm/L42 的F-34坦克主炮, 炮 口初速约 660 m/s), 到30.9吨重装置 F-34 坦克主炮的T-34/43 (重量的增加是炮塔装甲的微量加厚). 后来的最 终版32吨重装置了85mm/S53(L/54.6)的 T34/85融入一些德军坦克的设计如三人炮塔和烟雾喷发系统.
T-34/42 & T-34/43
以前我已提过T-34坦克在二战中的损失(报销约42,000辆). 这里就不再重复. 有个通俗说法, 战争早期T-34 坦克的平均生存率是七天, 后期延长到六个月.
比较少见的短炮管T-34照片 (N-11坦克主炮)
1941年入侵苏联的四型坦克主要为C,D,E,F1型号. 硬件方面与T-34坦克有大差距(直到1942年F2/G型号的出 现). 战争早期的四型坦克(A-F1型号)与战争中后期的四型坦克(F2/G,H,J型号)已有很大不同. 1942年初在Pz IV/F1基础上换装长炮管推出F2型号(后稍微改进定名为G型号). 根据Thomas Jentz, 在1942年7月1日所有F2 型号改名为G型号. 但早期G型号还装置L/43坦克主炮. 后期G型号都配置L/48坦克主炮. 配置 7.5 cm L/48 坦克主炮的G和H型号四型坦克直到1943年4月才取代配置7.5 cm L/43坦克主炮的G型号四型坦克. 德国人共 生产出少于两百辆的F2型号四型坦克.
图为四型坦克的B或C型号摄于1944年8月25日西线
Pz-IV G 可看到改装的宽履带(Ostkette), 炮塔装甲裙(Schürzen)
从1937年生产出第一辆原型车(Prototype)到德国投降, 德国生产Pz IV(装备75mm L/24 主炮的 A,B,C,D,E,F1) 共1,125辆, (装备75mm L/43, L/48 主炮的F2/G, H, J)共7,419辆(包括由F1转型为F2的25辆), 共8,544辆 (生产 总量有各种数字, 但都是约8,500辆). 占德二战坦克生产总数 (约30,000辆) 28.5%; 占德二战装甲战斗车辆 (包括自行火炮, 自行反坦克炮车等)生产总数 (约49,000辆) 17.4%.
根据德国军事历史学家, Burkhart Müller-Hillebrand, 在东线四型坦克的损失:
1941年5月计起369辆(全装备Kw.K 7.5cm/L24坦克主炮);
1942年502辆(其中装备Kw.K 7.5cm/L24坦克主炮的129辆;装备Kw.K 7.5cm/L43坦克主炮的373辆); 1943年2,352辆(其中装备Kw.K 7.5cm/L24坦克主炮的75辆;装备Kw.K 7.5cm/L43坦克主炮的574辆;装备Kw.K 7.5cm/L48坦克主炮的1,703辆);
1944年2,643辆(其中装备Kw.K 7.5cm/L24坦克主炮的26辆;装备Kw.K 7.5cm/L48坦克主炮的2,617辆); 1945年1月损失装备Kw.K 7.5cm/L48坦克主炮287辆 (1月后没记录)
共损失6,153辆
德四型坦克装甲防护薄弱. 早期四型坦克前部车身装甲只是50mm 轻度倾斜, 两边和后部仅有30mm厚. 后期 H型号前部车身装甲加到80mm+, 从垂直计10度倾斜, 勉强可以防御T-34坦克的部分正面攻击. 两侧所加装甲 裙(Schürzen)也仅是用来防护反坦克步枪的攻击. T-34/76坦克的F-34主炮和T-34/85的L-55/S-53主炮应没 问题穿透德四型坦克的侧面和后部装甲.
T-34坦克的机动性得益于其 39 Litre V-2柴油发动机(在1,800rpm产生500马力且省油). 苏联的柴油发动机技术 先进, 主要是拥有战前大量使用拖拉机(tractor)经验所致. 但柴油发动机有其缺点. 柴油发动机没有汽油发动机 那么容易起火. 但一旦着火, 柴油发动机比汽油发动机难以扑灭(这可能为什么T-34坦克一着火苏联人没努力 抢救). 柴油发动机在低温时难于点火. 苏联人使用压缩机. 为承受压力柴油发动机设计得相对大和重(因相对 低转速产高torque). 为容纳 V-2柴油发动机, T-34坦克只能牺牲坦克车内空间. 加上坡度车体结构, T-34坦克 内乘员可用空间相对少(T-34/ 76坦克的两人炮塔, 后来T-34/85改为三人炮塔).
在坦克主炮方面T-34先短暂装备N-11. 不久迅速被F-34代替. F-34在苏德战争早期对德军坦克的薄装甲占有 优势. 但于1942年始装备7.5 cm L/43的四型-F2/G 逐渐入列德军装甲部队. 它的火力足够对付厚装甲的英国 Matilda 坦克(北非战场)和苏联的T-34/76. 后德军的虎/豹型坦克出现, 苏军的T-34/76的火力已明显落后. 苏军 改良T-34, 在1944年推出装备85mm口径的T-34/85. 但因其使用的瞄准系统比德军瞄准系统差, 其准确性大打 折扣. 换言之, 如果在战斗距离内德坦克要用三发炮弹击中目标, 苏坦克可能要用五发, 六发.
T-34/85, 注意它的54.5倍长炮管
讲了这么多, 无非是想说明二战时德国的四型坦克不像一些博客所说的对苏联的T-34坦克处下风; 苏联T-34 坦克面对德国的四型坦克也要小心谨慎. 就综合坦克性能而言T-34坦克比四型坦克胜一筹. 但单纯比较一对一 是没有什么意义, 因为两者都拥有在战斗有效距离内KO对方的坦克主炮. 坦克的对抗还要考虑乘员素质(据 David Glantz 所著 ”Zhukov greatest defeat”一书: 有些苏军坦克兵只是在T-34坦克上受训几小时就被派上 战场), 战术(在1942年德军应付T-34坦克其中一个战术是把四型坦克置于T-34坦克之前释放烟雾弹 (Nebelgranaten). 一来掩护三型坦克两边包抄, 二来可能吓唬苏坦克兵以为坦克中弹冒烟因而放弃坦克)等因素.
两者比较Pz IV 配置更好的瞄准系统(德军二战坦克的 Zeiss Optics 瞄准系统是二战各大国中最好的). 双方的 坦克主炮都拥有在战斗射程内摧毁对方的能力 (Pz IV 的75mm L/48 主炮发射APCR, Armour-Piercing, Composite Rigid, 炮弹在1,000米能穿透厚达 130mm的装甲; 而T-34-85的85mm L/55主炮发射APCR炮弹在 1,000米穿透厚达100mm的装甲). T-34的装甲防护(armor protection), 机动性(mobility), 可控性(maneuevrity), 可靠性(reliability)比Pz IV优越 (T-34的柴油发动机和较阔的履带更适合苏联的土地和严冬).
纵观四型坦克各型号G型号应为最合适. 约三百匹马力的ML汽油发动机足够驱动23.6吨重的坦克. 7.5cm L/43坦克主炮有足够威力在战斗距离正面洞穿苏T-34坦克. 一旦到加厚装甲车体增重到25吨的H, J型号. 其发动机(Maybach HL 120)已颇感吃力. 其稳定性不比虎型和型坦克好多少. 毕竟是 1934年的设计. 在1943年德国已有人提出停止生产. 但因豹型坦克没完全定型 (德国用了差不多一年时间去解决豹型坦克的 问题), 德国没有可替代四型坦克的中型坦克. 战争后期德国已无法有时间和安全地区去生产更好的豹型坦克, 四型坦克的生产一直维持到德国投降.
四型坦克内部: 从电台兵位置看主炮
德国也曾考虑选用坦克柴油发动机计划但最终没有实施. 其中有汽油发动机制造商Maybach在政府中的影响. 另外德国打得是海陆空三层次战争. 德海, 空军需求大量柴油发动机和柴油供应(譬如U型潜水艇就过千辆). 因输掉非洲和英美禁运, 德国战争资源日渐干枯. 不但油料紧缺, 连减轻柴油发动机重量所用的铝金属也缺供 (不要讲制造穿甲弹, ACPR, 所用的铝金属以及钨金属和制造坦克所用的铝金属). 另外, 有网友称从石油中提炼 分解的汽油比柴油多(这要请JieHu网友证实一下), 缺乏资源的德国只能选用多一点来源的汽油.
T-34/76坦克没有德坦克的指挥官(commander copula)设置. 加上两人炮塔空间狭小(有网友称苏坦克乘员挑选 高度为5'6"或以下). 苏坦克指挥官要兼任炮手因而苏坦克指挥官对战场情形的感知能力受到限制, 影响其判断 力. 还有T-34坦克系列缺乏电台, 影响方队联合作战(战争结束时只有三分之一的T-34/85装备无线电台).
总体上德四型坦克与苏T-34坦克都不是顶尖的坦克杀手. 但两者都是"足够好"的坦克. 苏T-34坦克性能普遍良好, 相对可靠, 量产方便. 四型坦克则拥有足够火力与所有盟军中型坦克周旋. 德国人在一战后没有在战场上 大规模使用坦克的机会, 而苏联人通过与日本作战获取坦克表现的经验, 多少对日后坦克设计有影响. T-34 坦克在当时绝对是前卫的设计.
到战争后期两者都达到升级极限. H型号已达到四型坦克升级极限(到1944年已是十年旧的设计), T-34/85也是 T-34系列的最顶峰. 四型坦克的最后型号-J型干脆放弃电动动力炮塔改为人工手动; 苏联人在战争结束前就赶着研制新型坦克取代T-34. 虽然如此, 两种坦克二战后都被其他国家使用. 四型坦克的最后亮相是在六十年代 戈兰高地与以色列作战的叙利亚军队. 而设计于1939年的T-34因更适合缺乏坦克工业的国家, 被使用得更多, 更广, 更久 (我不知德四型坦克战后是否还生产).
二战后各国纷纷在坦克上采用柴油发动机就是看中它低转产高马力高Torque. 二战后德国也把柴油发动机应 用到坦克上. 豹二坦克的MTU柴油发动机2,600rpm产1,500马力可比二战豹型坦克3,000rpm产700马力的 Maybach HL230 汽油发动机强力多 (有驾驶过豹2A6坦克的网友介绍其柴油发动机的巨大).
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