第二次世界大戰(zhàn)期間，美國M4“謝爾曼”中型坦克擁有理想的裝甲，可以有效防御敵方的威脅。

隨著時間的推移，德軍開始大量小組和單兵反坦克武器，尤其是一次性使用的“鐵拳”，已經(jīng)對“謝爾曼”構成了嚴重的威脅。為此，美軍裝甲部隊自己動手，用各種找得到的東西來加強坦克的裝甲。當然，美國陸軍相關部門也沒有閑著，他們對此進行了研究，成果就是美國第一套采用非金屬填充物的附加組合裝甲。

威脅的改變

在早期的M4“謝爾曼”上，車體正面投影的裝甲厚度為50.8～108mm，裝甲的傾斜角度和彎曲形狀在一定程度上又提高了防御能力。后來，車體正面裝甲厚度增加到63.5mm，早期炮塔正面裝甲厚度為76.2mm，后期增加到89mm。不過，車體側面的裝甲厚度一直保持不變，始終都是38mm。

二戰(zhàn)中后期，美軍尷尬地發(fā)現(xiàn)，“謝爾曼”坦克的裝甲只能防御中小口徑火炮的威脅，德軍坦克75mm以上口徑的主炮可以輕松地在數(shù)百米距離上擊穿車體和炮塔的正面裝甲。因此，美軍出動了大批對地攻擊機、轟炸機，通過空襲的方式消滅德軍的裝甲力量，以減少它們對美軍坦克部隊的威脅。

“諾曼底登陸”之后，美軍坦克部隊發(fā)現(xiàn)，由于德軍裝甲部隊已經(jīng)被陸軍航空隊大幅削弱，他們最主要的威脅變成了德軍步兵部隊裝備的各種便攜式反坦克武器，例如“坦克殺手”和“鐵拳”。一旦被這種武器擊中，空心裝藥破甲戰(zhàn)斗部可以輕松擊穿“謝爾曼”的側面裝甲，殺傷人員、引爆內(nèi)部的燃油和彈藥。美軍坦克車組不得不利用各種材料給坦克制作附加裝甲，但這樣臨時措施存在很多不足之處，所以美國陸軍軍械部開始尋找可行的附加裝甲方案。

HRC填充材料

美國陸軍軍械部于1943年中期啟動了新的研究項目，并一直持續(xù)到戰(zhàn)爭結束。首先，考慮了附加裝甲的各種方案，鋼材型號、厚度和配置方案各不相同。此外，還考慮使用各種非金屬材料。

理論上，用其他材料代替裝甲鋼，可以在重量顯著減輕的情況下獲得相同水平的防護性能，或者在不增加重量的情況下增強防護性能。對于這種非金屬材料裝甲的最佳成分的研究持續(xù)了很長時間，對于樣品的性能測試直到1945年初才開始。

為了增強坦克的防護性能，建議在車體側面和炮塔四周懸掛特殊的金屬盒，內(nèi)部裝填混合材料。這種附加裝甲的第一個填充材料HRC1，由50%的鋁塊和50%的粘合劑（40%的瀝青和10%的鋸末）混合而成。第二個填充材料HRC2的組成更加簡單，成本也更低：80%的石英礫石和20%的粘合劑（15%的瀝青和5%的鋸末）混合而成。粘合劑將松散的骨料粘合成一個整體。美國工程師計劃將這些填充材料倒入帶有緊固件的厚壁鋁盒內(nèi)，以便將其懸掛在坦克上。

與裝甲鋼板不同的是，HRC附加裝甲的硬度較低，韌性較高，并且密度顯著降低。據(jù)推測，破甲戰(zhàn)斗部爆炸產(chǎn)生的高溫金屬射流或穿甲彈丸在擊穿HRC附加裝甲時，會損失大部分能量，剩余的能量將會被坦克自身的裝甲有效吸收。此外，美國設計師認為附加裝甲內(nèi)不同材料之間的明顯差異會對高溫金屬射流和穿甲彈丸造成偏轉，這將有助于提高防護能力。

根據(jù)初步的測試結果，美國軍械部門認為HRC2的設計比較成功。這種以礫石為主要材料的混合物具有較輕的重量、較高的防護能力和較低的生產(chǎn)成本的特點。接下來，所有的研究工作都將圍繞這種HRC2附加裝甲進行。

附加裝甲套件

確定了最佳的“裝甲填充物”之后，軍械部開始為M4“謝爾曼”坦克研制一套附加裝甲，同時，并不排除為其他型號的坦克和裝甲車輛研制類似附加裝甲的可能性。事實上，這種新型附加裝甲的研制工作只是確定各個模塊的數(shù)量和形狀。

根據(jù)測試結果，建議采用各種形狀的單獨模塊為坦克制作附加裝甲。每個模塊都是由25.4mm厚的鋁板焊接成的鋁盒，內(nèi)部澆注254mm厚的HRC2混合材料。盒蓋上設有掛環(huán)，用于懸掛在坦克上。坦克上也會焊接相應的掛鉤，并使用12.7mm直徑的鋼纜懸掛附加裝甲。

M4附加裝甲套件包括六個用于保護車體側面的模塊，采用了與車體外形類似的形狀，可以覆蓋駕駛艙、戰(zhàn)斗艙和發(fā)動機艙。炮塔部分由七個模塊組成，六個在側面，一個在后部。但是，車體和炮塔前部并沒有安裝附加模塊，可能會在最后推出。

實彈測試

直到1945年秋，第一套測試用新型附加裝甲套件才制造完成。一輛M4“謝爾曼”坦克在安裝附加裝甲之后，在阿伯丁試驗場進行了實彈測試。測試重點就是附加裝甲提高防護水平的程度。

實彈測試中，美軍動用了繳獲的德國反坦克火箭筒。54枚“坦克殺手”反坦克火箭彈和“鐵拳”100（據(jù)稱穿甲厚度為200～210mm）損壞甚至擊穿附加裝甲，但并不能威脅到坦克自身的裝甲。無論是車體還是炮塔上的附加裝甲模塊，都幫助坦克有效抵擋住步兵反坦克武器的攻擊。

美軍使用最大口徑為76mm的穿甲彈，對附加裝甲進行了實彈測試。HRC2裝甲模塊吸收了部分穿甲彈丸的能量，但剩余的能力足以對坦克造成明顯破壞。測試表明，這種附加裝甲對動能穿甲彈的防護能力明顯低于相同重量的附加鋼裝甲。此外，附加裝甲的懸掛方式也遭到批評，在遭到敵方火力攻擊時，鋼纜可能會斷裂，從而造成整塊附加裝甲脫落。

奠定基礎

在單獨測試和安裝在坦克上的整體測試過程中，鋁盒和HRC2填充材料構成的附加裝甲表現(xiàn)相當不錯。附加裝甲成功完成了主要任務，削弱了高溫金屬射流的威力，但防御動能穿甲彈的效果還比較差。綜上所述，這種附加裝甲的制造相當簡單，且成本低廉，安裝和更換損壞模塊的難度也不大。

然而，由于二戰(zhàn)已經(jīng)結束，這種附加裝甲并未投入批量生產(chǎn)。美國陸軍不再需要通過這樣的緊急方式加強坦克的防御水平。在和平時期，軍械部門可以有充足時間坦克裝甲進行更徹底的研究，甚至可以研制一款全新的坦克，提高整體的防御水平。

由于美國坦克的后續(xù)發(fā)展都與均質(zhì)裝甲的改進有關，因此始終沒有裝備非金屬材料填充的附加裝甲模塊，而這樣的設計思想也被遺忘了很長時間。但是，相關的測試結果卻證明了這種設計的可行性，隨著美軍坦克和裝甲車輛的發(fā)展，附加裝甲模塊終于成為美軍裝備的一部分。