石英夾心裝甲旨在在不顯著增重和劣化抗穿的前提下提高坦克對破甲彈和碎甲彈的防護效能。本研究起始于1952年，最初僅針對破甲彈。計劃調(diào)在不犧牲對動能彈的防護的前提下，提高針對破甲彈的防護。

大多數(shù)材料抗射流侵徹的能力遵循密度定律，即藥形罩與靶板材料密度之比的平方根。依次可以推測，低密度靶靶相對高密度靶的效率更高。然而大厚度的輕質(zhì)材料不符合設(shè)計需求，因此有必要尋找不遵循密度定律的新材料，其中最值得注意的是玻璃。在特定條件下，以厚度衡量，玻璃的抗彈能力優(yōu)于鋼，個別情況下甚至可至2倍以上。石英夾心裝甲是這一現(xiàn)象的實際應用。關(guān)于玻璃優(yōu)秀的抗彈能力，有必要先做一些說明。

玻璃是典型的硬脆材料，在常規(guī)載荷下不會發(fā)生塑性流動。理論上塑性流動在任何載荷下都不會發(fā)生。盡管其彈性模量較鋼低，僅有69 GPa，但彈性極限很高。當受射流侵徹時，高彈性極限將顯現(xiàn)其作用。若靶材為金屬，例如鋼，射流頭部將推動靶材使之塑性流動，而后續(xù)射流將不受影響；但不會塑性流動的玻璃在壓縮波卸載后將會回彈，沿徑向沖擊射流，進而造成射流的對稱破壞。由此，鋼背板將能更有效地抵抗受干擾的射流的侵徹。對射流侵徹金屬和玻璃靶的X光和高速攝影可證實以上理論。

由圖可見，射流在空氣中和侵徹25.4、50.8和76.2 mm玻璃后均有良好的對稱性，然而隨著玻璃靶的增厚，射流逐漸變得不穩(wěn)定，并且有相當一部分消失了。

玻璃的特性使之在吸收射流能量后通過彈性回彈將其反作用于射流。此特性在玻璃的高抗射流能力中起到了重要作用。本質(zhì)上，玻璃能吸收和儲存任何侵徹體的能量，無論其侵徹原理是否基于動能，并在隨后釋放回射彈的方向。由此可以推測，動能彈對侵徹石英裝甲的打擊可能造成很強的外層損傷，但內(nèi)層可能幾乎不受影響，因為僅被傳導了很少動能。

在討論石英的防護效能時，將使用等效厚度描述。石英的等效受厚度和角度影響。薄石英的等效非常高，厚度為25.4 mm時相當于鋼的3倍。而隨著厚度的增加，等效將迅速降低，102 mm石英僅有1.5倍等效。當石英板傾斜時，有效厚度按余弦規(guī)律相應增加。例如60° 102 mm的有效厚度為203 mm，此時等效系數(shù)將降至1或更低。盡管大厚度的石英靶在體積上不再具有優(yōu)勢，其總重量仍然低于鋼。例如以重量計算，60°?102?mm的石英的防護能力相當于鋼的3.5倍(以厚度計則是1.13倍)。

XM60的鋼車體設(shè)計為65° 96.5 mm，即對射流的有效厚度為229 mm。如果使用石英夾心裝甲，將25.4 mm鋼換為102 mm石英(4倍)，則理論上等效厚度為343 mm，即在不顯著增重的前提下提高了50%的效能。此水平的防護足以阻擋大多數(shù)破甲彈，后文的測試部分將具體介紹。

XM60的炮塔防護比車體更好，因為其厚度更大。若使用石英夾心裝甲，則可免疫幾乎所有敵方的直射破甲彈