【Mono講坦克】從61式到10式(三上)

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不寫不知道,一寫嚇一跳,74式要寫的內(nèi)容實(shí)在太多了(2萬字+),文本量暴增為61式兩倍以上,不知《現(xiàn)代兵器》雜志上那段只寫了一頁多一點(diǎn)的74式該有多濃縮。
想來想去這么長的文章一次發(fā)完估計(jì)大家要看到睡著了,姑且拆成上下兩篇發(fā)出來。
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書接上回。
上回說到,中特車ST在1955年立項(xiàng),次年也就是1956年,匈牙利事件爆發(fā)。英國大使館的武官實(shí)地測量了布達(dá)佩斯城內(nèi)被匈牙利人繳獲的T-54A,西方得知T-54A的具體防護(hù)數(shù)據(jù)后,認(rèn)為現(xiàn)有的20磅坦克炮和90mm坦克炮不能對其構(gòu)成有效威脅,加快了新一代坦克炮的研發(fā)。這一事件實(shí)際上催生了105mm L7坦克炮和120mm L11坦克炮,在對T-54A防護(hù)水平的評估基礎(chǔ)上,西方進(jìn)一步認(rèn)為,未來的主力戰(zhàn)斗坦克需要能在2000碼距離上有效地對付T-54A,也就由此提煉出“主戰(zhàn)坦克”的定義。
經(jīng)過六年多的研制,1962年61式戰(zhàn)車正式服役,但從經(jīng)典的火力、機(jī)動、防護(hù)三要素來看,已經(jīng)全面落后于60年代初西方主流水平。很顯然,這款中型坦克在服役前就已宣告過時,研制更先進(jìn)的替代型號只是時間問題。
大部分資料都認(rèn)為,日本戰(zhàn)后第二代坦克STB的研制,始于61式服役后的1963年,但事實(shí)上相關(guān)技術(shù)預(yù)研可上溯至1956年:這一年,技術(shù)研究本部開始著手進(jìn)行下一代戰(zhàn)車發(fā)動機(jī)的單缸樣機(jī)研制。
此前的第一代戰(zhàn)車發(fā)動機(jī),也就是三菱的HA/HM系列發(fā)動機(jī),應(yīng)用在60式裝甲車(8HA)、61式戰(zhàn)車(12HM)上,屬于四沖程風(fēng)冷柴油機(jī),采用廢氣渦輪增壓方式提升了功率。但8HA和12HM僅在結(jié)構(gòu)和原理方面相似,而汽缸規(guī)格、活塞尺寸并不相通,這就造成彼此之間缺乏零件互通性。

新研制的戰(zhàn)車發(fā)動機(jī)在發(fā)展不同的亞型,滿足不同噸位車輛使用需求的同時,應(yīng)照顧到彼此的零件互換性,比如說在汽缸、活塞等部分,采用相同規(guī)格的通用件。同時考慮到坦克裝甲車輛對發(fā)動機(jī)單位體積/單位重量功率的追求,新一代戰(zhàn)車發(fā)動機(jī)也就向著功率密度更高的二沖程發(fā)動機(jī)發(fā)展,這在5、60年代的世界主要坦克生產(chǎn)國都成為了一種熱潮。到1960年,新戰(zhàn)車發(fā)動機(jī)的單缸原理樣機(jī)完成了驗(yàn)證工作,開始研制具體的臺架試驗(yàn)機(jī)型,這種4缸二沖程試驗(yàn)機(jī)型號為4ZE,用于增壓裝置、進(jìn)氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等配套設(shè)備的預(yù)備試驗(yàn)。

到61式戰(zhàn)車服役之后,開始出現(xiàn)了要求對61式進(jìn)行升級的呼聲。61式在生產(chǎn)了一批基礎(chǔ)型號之后,定型了一個改進(jìn)型號61式B型(1966年),結(jié)果關(guān)鍵的火力機(jī)動防護(hù)三大性能沒有顯著改善,外部最大的變化只是換了新款的附加油箱安裝支架。這方面其實(shí)也有日本研究人員的無奈,在大藏?。ㄘ?cái)政部)的審計(jì)之下,新型號的研制和舊型號的改進(jìn)成了自相矛盾的事:如果說在研的新型號性能更先進(jìn),那么落后的舊型號繼續(xù)改進(jìn)就是不必要的;如果說落后的舊型號改進(jìn)后主要性能有了顯著提升,那么還花錢研制新型號干什么?戰(zhàn)后日本的戰(zhàn)車研制普遍走了“重視新型號研制,輕視舊型號改進(jìn)”的道路,在這一現(xiàn)實(shí)背景下,新一代戰(zhàn)車的研制工作于1965年正式展開。
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STB設(shè)計(jì)理念與思想
1965年,技術(shù)研究本部開始了新戰(zhàn)車開發(fā)的項(xiàng)目,接續(xù)此前已經(jīng)預(yù)先啟動的基礎(chǔ)研究展開工作。新戰(zhàn)車稱為STB,也就是ST之后的第二代戰(zhàn)車。對于當(dāng)時的日本戰(zhàn)車研究界來說,61式的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)落后確是不爭的事實(shí),但對于如何確立下一代戰(zhàn)車的技術(shù)指標(biāo),卻抱著一種漠然的態(tài)度,很長時間里都缺乏一個具體目標(biāo)。要討論STB的具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),先要說明STB的設(shè)計(jì)思想是如何確立的。
之前在SS和ST開發(fā)過程中,技術(shù)研究本部的開發(fā)官近藤清秀起到了主要領(lǐng)導(dǎo)作用,堪稱日本戰(zhàn)后裝甲車輛研究的靈魂人物。但是在61式服役之后,近藤清秀升任進(jìn)入陸上自衛(wèi)隊(duì)幕僚監(jiān)部,不再負(fù)責(zé)基層開發(fā)工作,因此這次STB開發(fā)項(xiàng)目由技本選派了新的負(fù)責(zé)人,這也就是宍(ròu)戶義世。關(guān)于宍戶義世其人,介紹資料不多,從技術(shù)研究本部年鑒里面,也只查到他主要的研究領(lǐng)域是在懸掛裝置方面,有過一些懸掛裝置的應(yīng)用專利,“油氣壓懸架”這個詞正是經(jīng)他翻譯引進(jìn)到日本的。在參與STB設(shè)計(jì)的技術(shù)人員中,又有著“宍戶二佐的STB”這一說法,大概是指他在STB的開發(fā)上投注了異于常人的熱情和精力,說成是親兒子也不為過。也是在這一時期,結(jié)合西方國家戰(zhàn)車發(fā)展的動態(tài),由他總結(jié)并提出了STB的基本理念和設(shè)計(jì)思想。
與SS、ST這種“經(jīng)濟(jì)適用型”戰(zhàn)車截然相反,STB的基本理念,概括地說來是要盡可能地應(yīng)用當(dāng)時日本已經(jīng)掌握的各種裝甲車輛領(lǐng)域高新技術(shù),研制一種達(dá)到世界先進(jìn)水平的坦克。而通過“日本也能研制先進(jìn)戰(zhàn)車”這樣的宣傳,遏止可能的入侵,間接地提高日本的防衛(wèi)力量。這樣的想法固然有其天真可笑之處,后來STB進(jìn)入量產(chǎn)階段時也因此飽受成本問題的困擾,但不可否認(rèn),這樣的基本理念貫穿了此后幾十年間日本戰(zhàn)車的研發(fā)歷史,也算是首開先河了。當(dāng)然,裝甲車輛的研發(fā)并不是高喊“世界先進(jìn)”的口號就能成功的,在具體實(shí)施層面,仍需要務(wù)實(shí)的設(shè)計(jì)思想,必須有所取舍??偟恼f來,STB使用了風(fēng)險較低、相對保守的總體布局設(shè)計(jì),但在車內(nèi)子系統(tǒng)的配置上努力做到追趕世界先進(jìn)水平。
在STB的各個子系統(tǒng)中,優(yōu)先度較高的項(xiàng)目主要有火炮穩(wěn)定器、自動裝彈機(jī)、液氣懸掛系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)和傳動裝置,這些項(xiàng)目的研發(fā)在1965年前后乃至更早的時期就開始了。日本在1965年從英國進(jìn)口了2門105mm L7系列坦克炮及其彈藥,用于技術(shù)試驗(yàn),值得注意的是,日本僅引進(jìn)了105mm坦克炮的炮管技術(shù),配套的炮架、炮尾、反后坐裝置是根據(jù)自身需求研制的。為了在制造正式原型車前驗(yàn)證部分關(guān)鍵系統(tǒng),先行制造了STT,也就是ST測試臺架(ST test rig)。STT重約37噸,總體呈現(xiàn)箱型車體+履帶的外形,于1966年3月完成。由于此時預(yù)定搭載的發(fā)動機(jī)尚在實(shí)驗(yàn)室臺架階段,STT最初使用的是61式的12HM發(fā)動機(jī),履帶也沿用61式的型號。

與61式的后置動力、前置傳動布局不同,STT采用了動力傳動整體后置的布局,發(fā)動機(jī)的飛輪端向后安裝,與61式剛好相反。STT配備了新研制的MT75傳動裝置,在緊湊性、操作性和動力性能上比起61式有較大進(jìn)步。除了動力傳動系統(tǒng),STT還驗(yàn)證了可調(diào)液氣懸掛裝置在車姿控制方面的可行性:通過將車體前傾或后仰,能夠擴(kuò)大車載火炮的高低射界,有助于車輛依托地形發(fā)揚(yáng)火力保存自己;而通過車體左右傾斜,可以修正耳軸側(cè)傾,改善車輛在崎嶇地形上射擊的精度。

STT在1967年8月正式換裝10ZF二沖程柴油機(jī),又在車體上直接安裝了105mm炮實(shí)施試射,驗(yàn)證了37噸級的底盤可以承受火炮后坐力,后來又搭載原型炮塔實(shí)施進(jìn)一步測試。

一次試制原型車的制造
基于此前的種種試驗(yàn)結(jié)果,技術(shù)研究本部于1968年3月制作了STB的實(shí)物大模型,并舉辦了展示研討會,供討論、修正、確認(rèn)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。隨后,以陸自富士戰(zhàn)車學(xué)校為中心,列出了車輛性能的具體要求,簡要概括如下:
武裝方面,要求配備105mm炮,觀瞄與火控需整合激光測距儀、彈道計(jì)算機(jī)、火炮穩(wěn)定器、夜視設(shè)備;
防護(hù)方面,除了基本的裝甲防護(hù)指標(biāo),需要配備核生化三防系統(tǒng);
機(jī)動方面,除了前述新研制的液氣懸掛、發(fā)動機(jī)、傳動裝置,還需要具備潛渡能力。

這些指標(biāo)于同年4月整理成正式性能要求,上報給防衛(wèi)廳長官,9月下達(dá)了原型車的制造命令,據(jù)此制造了兩輛一次試制原型車。1969年6月,首輛原型車STB-1完成,隨后在8月完成了第二輛原型車STB-2。


關(guān)于STB的具體情況,下面進(jìn)行較詳細(xì)的介紹。
首先,STB使用了傳統(tǒng)的布局形式,四人車組包含位于車體內(nèi)的駕駛員、位于炮塔內(nèi)的車長、炮手、裝填手。均質(zhì)鋼裝甲焊接車體,配合鑄造半蛋炮塔,總體呈現(xiàn)低矮的外形。動力系統(tǒng)整體后置,采用后輪驅(qū)動方式。
這一時期各主要坦克生產(chǎn)國對于如何降低車輛高度、改善避彈外形都有展開研究,例如美國就著力發(fā)展駕駛員在炮塔內(nèi)的DIT布局,英、法、西德提出了一些外置火炮設(shè)計(jì)概念,而瑞典則設(shè)計(jì)了獨(dú)特的無炮塔戰(zhàn)車。日本設(shè)計(jì)人員認(rèn)為,這類非傳統(tǒng)布局的技術(shù)風(fēng)險太大,而類似東方陣營T-55、T-62那樣的低矮外形常規(guī)布局坦克在技術(shù)風(fēng)險上相對較好把控。由于當(dāng)時日本的復(fù)合裝甲、反應(yīng)裝甲技術(shù)尚不發(fā)達(dá),因此仍沿用傳統(tǒng)的均質(zhì)鋼裝甲材質(zhì)。此前的61式戰(zhàn)車并不具備三防能力,從STB開始具備了核生化防護(hù)系統(tǒng),日本稱為CBR防護(hù)(Chemical、Biological、Radiation),總算也滿足了冷戰(zhàn)時期裝甲車輛防護(hù)的基本配置。
STB的全重限制設(shè)定在38噸,比起先前61式的35噸略重,這主要是為了提升防護(hù)性能所必要的重量支出,實(shí)際上意味著STB將放棄鐵路運(yùn)輸能力。根據(jù)當(dāng)時日本鐵路的情況,61式戰(zhàn)車的運(yùn)輸主要使用稱為チキ車(Chi-Ki車,長物車)的鐵路平板貨車,這種貨車的最大載重恰好就是35噸。

對于38噸重的STB,需要使用更大型的シキ車(Shi-Ki車,重物車)才能運(yùn)輸,但這種重型貨車的數(shù)量遠(yuǎn)比鐵路平板貨車來得稀少。STB選擇放棄鐵路運(yùn)輸是基于各方面的綜合判斷:既有這類鐵路重型貨車的客觀稀缺,又有日本基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的變革。原本陸上自衛(wèi)隊(duì)在1960年專門設(shè)立鐵道部隊(duì),負(fù)責(zé)在國鐵工人罷工、電氣線路災(zāi)時/戰(zhàn)時受損等緊急情況下,維持鐵路運(yùn)輸武器彈藥、人員設(shè)備的能力。但隨著1964年東京奧運(yùn)會的舉辦,日本社會快速實(shí)現(xiàn)了汽車化,作為基礎(chǔ)設(shè)施修筑的大量高速公路,使得后勤單位能夠通過掛車運(yùn)輸包括坦克在內(nèi)的各種物資,這支鐵道部隊(duì)僅維持了6年就解散了。放棄鐵路運(yùn)輸帶來了另一個好處,此前的61式寬度2.95米,而不考慮鐵路運(yùn)輸?shù)腟TB可以將車輛寬度增加到3.1米以上,在保證車內(nèi)空間的前提下有助于控制長度、降低高度。

STB配備二沖程發(fā)動機(jī)以追求功率密度性能,在60年代各國的坦克發(fā)展中并不罕見;而將雙流傳動裝置與發(fā)動機(jī)結(jié)合整體后置,在西方各國同樣是稀松平常。STB用750馬力的柴油機(jī)驅(qū)動38噸的車體,單位功率接近20馬力/噸,也只是和豹1、AMX 30基本相當(dāng)。60年代各國發(fā)展的坦克發(fā)動機(jī)不少都強(qiáng)調(diào)多燃料功能以簡化后勤,這對于日本倒是相當(dāng)實(shí)用的:STB采用的發(fā)動機(jī)在平時使用柴油,入冬時則可改用凝固溫度更低的JP-4航空燃料,以避免61式過冬換兩次油的麻煩。相比上一代的HA/HM發(fā)動機(jī),10ZF發(fā)動機(jī)與同系列的4ZF、6ZF有著大量相同規(guī)格零件,降低了后勤維保的壓力。


傳動裝置方面,當(dāng)時日本對美國的CD850、CD500等傳動裝置進(jìn)行了研究,在美國這類傳動裝置因?yàn)閯恿斎胼S與輸出軸整體呈現(xiàn)一個“十”字,稱作十字傳動(Cross-Drive),而這類傳動裝置在日本又得到另一個別稱:同軸傳動裝置。這一稱呼是指傳動裝置將行星變速機(jī)構(gòu)(變速行星排)和左右轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(轉(zhuǎn)向行星排)布置在同一橫軸上,具有結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。

STB采用的MT75同軸傳動裝置由三菱技師大高繁雄研制,此前已在STT上進(jìn)行試驗(yàn)。MT75的構(gòu)造類似M41輕型坦克使用的CD500傳動裝置,在細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上則有許多因地制宜的改進(jìn)。CD500的變速部分含有液力變矩器,屬于一種液力自動變速箱,因?yàn)橐毫ψ兙仄髟谝欢ㄞD(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有自動平衡轉(zhuǎn)速和扭矩的特點(diǎn),可以簡化行星排構(gòu)造:CD500僅用一個二進(jìn)一退行星變速器配合液力變矩器,就可覆蓋從起步到37km/h的速度范圍,在此速度以上可以閉鎖液力變矩器,獲得更高的動力傳輸效率,改善燃料經(jīng)濟(jì)性。但在日本技術(shù)人員看來,理論上能夠省油的高速直接擋實(shí)際上并不容易達(dá)到,車輛作戰(zhàn)時更常見的中低速以及加速行駛過程中,液力變矩器并不閉鎖,始終存在油液攪動,因而有相當(dāng)一部分動力在傳輸過程中浪費(fèi)了。此前在ST的研制過程中也遇到了液力變矩器的動力傳輸效率問題,最后通過高低擋切換副變速器的設(shè)計(jì)解決,而根據(jù)這一經(jīng)驗(yàn),也將MT75傳動裝置設(shè)計(jì)為二級機(jī)械變速:動力進(jìn)入傳動裝置后,分為直駛流和轉(zhuǎn)向流,在轉(zhuǎn)向流部分經(jīng)歷一次變速和二次變速。

所謂一次變速就是一個高低擋行星排,二次變速則是一個4進(jìn)1退行星排,理論上具有8個前進(jìn)擋和2個倒擋,省略掉部分減速比相近的前進(jìn)擋位,就設(shè)置為6個前進(jìn)擋。轉(zhuǎn)向機(jī)采用典型的雙差速式,在CD500基礎(chǔ)上改進(jìn)而來,將原本的離合器式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)改為行星排式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),通過結(jié)合對應(yīng)的制動器實(shí)施左右轉(zhuǎn)向??偟恼f來,MT75傳動裝置賦予車輛更好的操控性,變速機(jī)構(gòu)具備半自動熱換擋功能,僅在起步時需要踩離合器踏板,此后加減速行駛都通過電氣-液壓控制機(jī)構(gòu)實(shí)施半自動換擋。在轉(zhuǎn)向性能方面,MT75的每個前進(jìn)擋都有一個與車速相匹配的轉(zhuǎn)向半徑,車速越大轉(zhuǎn)向半徑越大,且具備中立擋實(shí)施中心轉(zhuǎn)向的能力,配備這種傳動裝置的車輛在狹窄道路上的行駛能力比起61式會有顯著提升。

當(dāng)時西方各國研制的新式主戰(zhàn)坦克幾乎都采用了105mm坦克炮,其中最典型的就是英國的L7,日本也不例外,于1965年通過購買許可證的形式引進(jìn)。此前雖有考慮引入自動裝彈機(jī)以提升裝填速度,并借此省去裝填手,實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計(jì)的小型化,但考慮到構(gòu)造的復(fù)雜性,在效費(fèi)比等方面并無優(yōu)勢,這一設(shè)計(jì)也就退而求其次,改為輔助裝填裝置,僅實(shí)現(xiàn)取彈、揚(yáng)彈工作機(jī)械化。當(dāng)時美國將研發(fā)精力投入到火炮/導(dǎo)彈發(fā)射器兩用炮上,日本則判斷為時過早,僅在技術(shù)動態(tài)上保持關(guān)注。受到MBT70項(xiàng)目中采用的20mm遙控機(jī)炮影響,日本也打算為STB配備可從車內(nèi)遙控操作的車頂機(jī)槍。此前61式配備的車頂機(jī)槍操縱都由車長指揮塔內(nèi)的機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)控制,且不具備瞄準(zhǔn)裝置,僅能通過曳光彈觀察彈道。STB為車頂機(jī)槍配備了專門的瞄準(zhǔn)系統(tǒng),在車長指揮塔上設(shè)有周視潛望鏡,車頂機(jī)槍的火線與周視潛望鏡的瞄準(zhǔn)線聯(lián)動。

STB上應(yīng)用的裝甲車輛新技術(shù),主要集中在火控、炮控系統(tǒng)和行走系統(tǒng)兩大領(lǐng)域,包括激光測距、電子彈道計(jì)算機(jī)、火炮電驅(qū)動、可調(diào)式液氣懸掛等。
在60年代以前,美國為T95坦克研制了OPTAR“光達(dá)”光脈沖測距儀,英國也在FV4401坦克殲擊車上試驗(yàn)了類似設(shè)備。這類設(shè)備的基本原理是發(fā)射光脈沖并測量接收到反射信號的時間差,由此算出目標(biāo)距離,但受限于當(dāng)時的光源特性,并未取得很好的效果。隨著1960年激光器的發(fā)明,解決了光源問題,這類測距手段終于得以蓬勃發(fā)展起來:英國巴爾&斯特勞德公司與美國休斯公司合作,于1965年推出第一臺商業(yè)化激光測距儀LF1;此后在1969年的LF2上又將激光測距儀整合到坦克潛望瞄準(zhǔn)具內(nèi),用于酋長坦克的火控改進(jìn)。STB作為在1965年正式開始的項(xiàng)目,敢于上馬激光測距儀,是有很大野心的,并且這種激光測距儀能夠?qū)⑺脭?shù)據(jù)輸入電子彈道計(jì)算機(jī)解算,以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、迅速的射擊?;鹋陔婒?qū)動系統(tǒng)較此前61式的電液驅(qū)動系統(tǒng)有著飛躍式的進(jìn)步,結(jié)合雙向穩(wěn)定設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)行進(jìn)間對目標(biāo)的觀察,以便實(shí)施短停射擊。
在60年代當(dāng)時,以S坦克、T95、MBT70為首,均采用了液氣懸掛系統(tǒng)。液氣懸掛系統(tǒng)的特性,首先是有助于增大負(fù)重輪動行程,且彈性元件具有非線性特性,能夠改善駕乘舒適性,有助于越野行駛的高速化;其次,液氣元件自身具有一定阻尼特性,可以省去傳統(tǒng)的減振器,有利于構(gòu)造簡化。作為額外的好處,液氣懸掛在原理上容易設(shè)計(jì)成可調(diào)懸掛,實(shí)現(xiàn)車高、車姿的控制,對于改善車輛的越野機(jī)動性能,提升車輛靜止射擊精度和生存性都有所幫助。
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海外技術(shù)情報與二次試制
STB的設(shè)計(jì)理念強(qiáng)調(diào)采用世界先進(jìn)技術(shù),不過日本的技術(shù)人員實(shí)際相當(dāng)缺乏與國外業(yè)界的情報交流。當(dāng)時的自衛(wèi)隊(duì)高層大多是舊日軍轉(zhuǎn)業(yè)人員,大多都抱有“兵器技術(shù)就是機(jī)密”這樣根深蒂固的思想,在STB項(xiàng)目正式開始之前,上一次自衛(wèi)隊(duì)派技術(shù)人員出國考察還是1961年,由日本戰(zhàn)車之父原乙未生帶領(lǐng)的戰(zhàn)車火炮研修團(tuán)到歐美訪問。

1970年11月,STB-1首次對公眾展示,這輛呈流線型的新式主戰(zhàn)坦克很快引起了各界關(guān)注,但當(dāng)初STB立項(xiàng)時選定的一些技術(shù)參照對象,如T95中型坦克、MBT70主戰(zhàn)坦克此時已經(jīng)中止發(fā)展。STB這么個“閉門造車”的產(chǎn)物具體如何,日本人自己心里也沒底,還是有必要走出去開開眼界。
由于官方對于出國考察持消極態(tài)度,時任三菱公司特種車輛設(shè)計(jì)課長的林磐男想了一個“曲線救國”的辦法:他寫了一封信給英國的坦克技術(shù)評論家理查德·M.奧戈凱威斯(Richard Marian Ogorkiewicz,1926-2019),提出自己打算參加1971年的第一屆英國陸軍裝備博覽會(BAEE),想要借此機(jī)會收集技術(shù)情報,希望對方從中斡旋。這位奧戈凱威斯是英美軍事技術(shù)刊物的資深作者,當(dāng)時撰寫軍事評論文章已有二十年,也是北約工業(yè)顧問團(tuán)隊(duì)(NIAG,NATO Industrial Advisor Group)的專家。奧氏在西方各國裝甲車輛技術(shù)研究領(lǐng)域有極廣的人脈,能與M1的總設(shè)計(jì)師萊特博士(Dr. Philip Lett)、S坦克的總設(shè)計(jì)師史溫·博格(Sven Berge)、梅卡瓦坦克的總設(shè)計(jì)師塔爾將軍(Gen. Israel Tal)等業(yè)界大佬談笑風(fēng)生。

很快,奧氏的邀請函就經(jīng)英國大使館送到了三菱公司,林磐男也就應(yīng)邀赴英國參加71年BAEE博覽會。這次出國考察的機(jī)會成為日本軍事工業(yè)與西方技術(shù)交流常態(tài)化的契機(jī),此后幾乎每年都會派出代表團(tuán)赴歐美技術(shù)交流。
在參觀了英國的展會后,林磐男又訪問了西歐各國的軍工企業(yè),帶回了大量技術(shù)情報乃至用于實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品實(shí)物。比如說,他從瑞典拿到了S坦克防護(hù)性能測試的軍教片,觀看后受到了很大沖擊。瑞典作為永久中立國,其自主研發(fā)的S坦克總數(shù)只有350輛,但瑞典不僅為其制造了12輛原型車,進(jìn)行了充分的測試,居然還舍得拿出十幾輛實(shí)車,經(jīng)受從航空機(jī)炮到模擬戰(zhàn)術(shù)核彈沖擊波的十八般兵器摧殘,參與測試的車輛有多達(dá)6輛被擊毀。與日本同樣經(jīng)歷了戰(zhàn)后復(fù)興時期的西德,在豹1的研制過程中也制造了近30輛原型車。而日本的61式中型坦克僅制造了4輛原型車,令人深切感受到不同國家在裝甲車輛研制理念和做法上的巨大差異。又比如他在參觀西德迪爾公司位于杜塞爾多夫的工廠時,偶然發(fā)現(xiàn)豹1坦克的D640履帶與STB的履帶尺寸相近,只需對主動輪齒圈略作調(diào)整,就能與豹1坦克通用履帶。當(dāng)時STB正飽受履帶銷釘斷裂問題的困擾,迪爾公司表示40噸坦克的履帶拿給38噸的坦克用,可靠性沒問題,于是林磐男訂購了一套履帶,作為研發(fā)的技術(shù)參考。

履帶運(yùn)回日本國內(nèi)裝車測試,但還是沒能解決斷履帶的問題。細(xì)究之下,才發(fā)現(xiàn)問題出在豹1坦克與STB的負(fù)重輪數(shù)量不同:豹1有7對負(fù)重輪,而STB只有5對,算起來單輪荷重反而是STB比豹1高出1噸,履帶在更高的負(fù)荷下發(fā)生斷裂也就不足為奇了。此后的STB活用了這一經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),采用了高強(qiáng)度的鎳鉻鉬鋼制造履帶銷釘,并進(jìn)一步滲碳處理強(qiáng)化表面硬度,這才獲得了比較滿意的履帶壽命。
1971年8月到年底,STB的二次試制原型車相繼完成,也就是STB-3到STB-6。建造4輛二次試制原型車,目的在于組成戰(zhàn)車小隊(duì)(坦克排),用于驗(yàn)證車輛的技戰(zhàn)術(shù)性能。如果說STB-1、2是在不顧成本逐步堆砌高科技做“加法”,那么STB-3、4、5、6就是在逐步刪去效費(fèi)比有限的子系統(tǒng),做一個“減法”。
首先被取消的是車頂遙控機(jī)槍,這挺機(jī)槍原本希望通過專門的潛望鏡實(shí)現(xiàn)光學(xué)瞄準(zhǔn),由車長在車內(nèi)遙控操作,但由于潛望鏡視野有限,對于快速運(yùn)動的空中目標(biāo)難以賦予足夠的提前量,最終還是改成了基礎(chǔ)的車外操作+機(jī)械瞄準(zhǔn)具。
其次,炮塔內(nèi)的輔助裝彈設(shè)備又一次被簡化。當(dāng)初一次試制原型車在人力裝填與自動裝填之間取了個折中,原本的計(jì)劃是將自動選彈的彈藥架作為戰(zhàn)斗室內(nèi)的即用彈藥架,通過揚(yáng)彈設(shè)備將炮彈送到炮尾,由裝填手人力推彈入膛?,F(xiàn)在簡化后只保留了半自動供彈功能,裝填手需要自己搖動手柄,通過彈藥架內(nèi)部的棘輪擒縱機(jī)構(gòu)驅(qū)動其旋轉(zhuǎn),然后取彈裝填。而且這個彈藥架的載彈量又被大幅削減,現(xiàn)在只剩下4發(fā),姑且算是曾經(jīng)有過自動裝填設(shè)計(jì)的證據(jù),不過簡化到這個程度和61式的吊籃底部彈藥架作用也是差不多了。在二次試制原型車上,增大了炮塔尾倉結(jié)構(gòu),焊接而成的尾倉向后延伸以容納更多即用彈藥。炮尾結(jié)構(gòu)隨著輔助裝彈設(shè)備的取消也有所變化,之前采用的是方便裝填手推彈的橫楔式炮閂,現(xiàn)在采用新設(shè)計(jì)的立楔炮閂。

除此以外,車輛的動力傳動系統(tǒng)、行走裝置也略有調(diào)整,功能上有所簡化。由于車載設(shè)備的簡化,相比于38噸重的STB-1、2,四輛二期試制原型車重量下降到37.6噸,最大行駛速度略有上升。
1971年底到1973年初,STB的4輛二次試制原型車在陸上自衛(wèi)隊(duì)富士學(xué)校以戰(zhàn)車小隊(duì)編制進(jìn)行了測試,此后STB-4用于車輛整備性試驗(yàn),STB-6送往土浦武器學(xué)校,在正式服役之前用于測試各種改進(jìn)部件的可靠性測試。1974年9月5日,STB正式定型,命名為74式戰(zhàn)車,并于1975年9月舉行了量產(chǎn)初號車服役儀式。


74式戰(zhàn)車的技術(shù)特點(diǎn)
74式的設(shè)計(jì)思想強(qiáng)調(diào)了火力性能的發(fā)揮,在機(jī)動、防護(hù)相對較為普通的平臺上,搭載了當(dāng)時較為先進(jìn)的火控系統(tǒng),以三菱電機(jī)生產(chǎn)的彈道計(jì)算機(jī)為核心,與富士膠片、日本光學(xué)等公司生產(chǎn)的光學(xué)設(shè)備相互整合。74式的主要光學(xué)觀瞄設(shè)備有J1望遠(yuǎn)瞄準(zhǔn)鏡、J2潛望瞄準(zhǔn)鏡、J3車長瞄準(zhǔn)鏡這三大件,依序介紹如下。


J1望遠(yuǎn)瞄準(zhǔn)鏡位于火炮右側(cè),分為隨動于火炮的前鏡體、固定安裝的后鏡體兩部分。J1望遠(yuǎn)瞄準(zhǔn)鏡除了作為備用瞄準(zhǔn)鏡,也兼做夜視瞄準(zhǔn)鏡:鏡體內(nèi)有用于可見光、紅外光的兩套光路,炮手扳動鏡體側(cè)面的選擇桿,即可將晝間光路切換為夜間光路,與紅外大燈配合實(shí)現(xiàn)夜間的瞄準(zhǔn)射擊。不過備用瞄準(zhǔn)鏡并不能獲得彈道計(jì)算機(jī)的彈道修正幫助,一般僅在依托棱線射擊時用于確認(rèn)射線是否被遮擋,炮手在晝間主要使用J2潛望瞄準(zhǔn)鏡實(shí)施射擊。


J2潛望瞄準(zhǔn)鏡位于炮塔右側(cè)前部,總的說來,屬于61式潛望瞄準(zhǔn)鏡的進(jìn)一步發(fā)展,二者具有十分相似的結(jié)構(gòu):鏡體本身固定安裝,上反射鏡與主炮通過連桿、齒輪等機(jī)械結(jié)構(gòu)聯(lián)動,保持炮鏡同步;上反射棱鏡下接有一組直角棱鏡、一組五棱鏡,將光路分成兩條。直角棱鏡內(nèi)發(fā)生一次全反射,用于將上反射鏡形成的倒像翻正,構(gòu)成等倍的觀察光路;五棱鏡內(nèi)發(fā)生兩次全反射,不翻轉(zhuǎn)倒像,而是由目鏡內(nèi)的凸透鏡來放大并翻轉(zhuǎn),構(gòu)成一個放大圖像的瞄準(zhǔn)光路。除了具體倍率、視場等細(xì)微差別以外,J2相比61式最大的區(qū)別在于瞄準(zhǔn)光路內(nèi)部具備可動分劃。根據(jù)火控計(jì)算機(jī)給出的信號,分劃板在電動機(jī)驅(qū)動下偏移,此后重新瞄準(zhǔn)以完成彈道修正工作。

J3車長瞄準(zhǔn)鏡安裝在車長指揮塔內(nèi),總體構(gòu)造類似于J2,但上反射鏡寬度從200mm左右增加至350mm左右。這樣做一是為了獲得更寬廣的水平視野,二是為了給鏡體內(nèi)的激光測距儀騰出光路。與61式不同的是,74式的車長指揮塔不可旋轉(zhuǎn),車長潛望瞄準(zhǔn)鏡固定指向前方,就不像61式那樣,在炮手迎擊一個目標(biāo)時車長可以轉(zhuǎn)動指揮塔對其他目標(biāo)實(shí)施測距。但話說回來,由于車長與炮手的瞄準(zhǔn)線始終與主炮保持連動,74式的炮手可以直接操縱車長鏡內(nèi)的測距儀實(shí)施測距,并不需要車長頻繁測距報數(shù),更有利于車長集中于搜索和指揮任務(wù)。與一些資料的描述不同,J3車長瞄準(zhǔn)鏡并不具備紅外夜視通道,夜間觀察只能依靠車長手持夜視望遠(yuǎn)鏡,這點(diǎn)與61式是一樣的。

74式使用日本光學(xué)生產(chǎn)的紅寶石激光測距儀,功率為300瓦,可測量300-3000m內(nèi)目標(biāo)距離,精度±10m。相比最大測量距離10km的61式車載1m測距儀,74式的激光測距儀最大測量距離較短,但測量精度更高,且測量速度遠(yuǎn)勝于61式。受激光器充電系統(tǒng)的限制,測距儀需要等到充電完成、指示燈亮起后才可發(fā)射測距波束,通常每分鐘可進(jìn)行6~10次測量(平均間隔6~10s),不過最初的3次測量可以每隔4s進(jìn)行一次,有利于測距失誤時快速補(bǔ)測。激光測距儀采用模電-數(shù)電混合電路,信號處理器部分為模擬式,邏輯電路部分為數(shù)字式,具有距離門控制功能。距離門由車長估測目標(biāo)大致距離后設(shè)定,激光測距儀可以根據(jù)預(yù)設(shè)的距離門篩除距離過小的測距結(jié)果,只輸出大于預(yù)設(shè)距離的數(shù)據(jù),防止地形地物遮擋對測距結(jié)果造成干擾。

激光測距儀獲得的距離數(shù)據(jù),自動輸入彈道計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算。這臺彈道計(jì)算機(jī)由三菱電機(jī)生產(chǎn),是一種模擬式電子計(jì)算機(jī),在操縱面板上有一系列旋鈕,可以通過旋鈕手動輸入數(shù)據(jù)。一般說來,會由車長預(yù)先設(shè)定好炮膛磨損、裝藥溫度、耳軸傾斜數(shù)據(jù),射擊時撥動彈種旋鈕,完成彈種設(shè)定后開始激光測距,測得的距離數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后輸出到J2和J3瞄準(zhǔn)鏡內(nèi),使分劃發(fā)生移動。雖然瞄準(zhǔn)鏡內(nèi)分劃會在豎直、水平兩個方向上移動,但這種火控機(jī)制不同于我們所熟知的擾動火控,更接近一種自動裝表火控:在火控環(huán)中,并不包含跟蹤目標(biāo)、獲取目標(biāo)角速度的過程,也就意味著不會給出目標(biāo)提前量的修正。分劃在豎直方向上的移動是補(bǔ)償目標(biāo)距離帶來的彈道下落,水平方向上的移動是補(bǔ)償耳軸傾斜帶來的彈道偏移。在打擊運(yùn)動目標(biāo)時,全憑車組個人經(jīng)驗(yàn)修正,一般由車長估測目標(biāo)速度后,根據(jù)距離和彈種飛行速度向炮手下達(dá)提前量指示。按照技術(shù)水平來看,74式的火控系統(tǒng)與同期的豹1A4主戰(zhàn)坦克、TAM中型坦克基本相當(dāng),較簡單的火控機(jī)制也有利于實(shí)現(xiàn)先敵開火,符合陸自戰(zhàn)車部隊(duì)的戰(zhàn)訓(xùn)。根據(jù)自衛(wèi)隊(duì)的文件看,74式從概略瞄準(zhǔn)目標(biāo)準(zhǔn)備測距到初彈發(fā)射僅需3秒,之后到次彈發(fā)射又僅需4秒。在射擊完成后,車長可扳動歸零開關(guān),使瞄準(zhǔn)鏡內(nèi)的分劃自動復(fù)位,回到激光測距儀的光軸線上,為下一輪射擊做好準(zhǔn)備。
前面提到,STB研制時希望通過可調(diào)式液氣懸掛滿足對機(jī)動性能的需求,同時提升火力性能、生存性能的指標(biāo)??烧{(diào)式液氣懸掛對火力性能的提升,主要是通過車體前后俯仰來增大火炮的可用俯仰角范圍。74式采用了低矮的炮塔外形,導(dǎo)致其火炮俯仰角僅有-6°~+9°,比61式的-10°~+13°還要差,但可調(diào)懸掛能夠在此基礎(chǔ)上增加±6°,實(shí)際可用俯仰角反而勝過61式。更大的可用俯角,配合更低矮的外形,使坦克在依托地形射擊時能夠更好地控制自身暴露面積,減少被發(fā)現(xiàn)、被擊中的概率。74式將懸掛降到最低時,車頂部高度僅有2.03米,比T-54這樣典型的東方陣營坦克還要矮30cm左右。

74式具備兩套車姿控制盒,一套由駕駛員操縱,另一套由車長操縱,二者側(cè)重有所不同:駕駛員控制盒主要偏重于車體的前后俯仰和車高調(diào)節(jié),在車輛開上反斜面射擊陣地時可以通過旋鈕和搖桿預(yù)先調(diào)節(jié)車高車姿;車長控制盒也有類似的車姿調(diào)節(jié)搖桿,但還整合了水平儀,可以較精確地讀出側(cè)傾角度。74式的液氣懸掛具備左右±9°側(cè)傾的能力,車長可以直接調(diào)節(jié)修正車姿,也可以直接將側(cè)傾角輸入火控計(jì)算機(jī)運(yùn)算。


早前的61式戰(zhàn)車在炮塔和火炮的驅(qū)動裝置采用了電液操縱方式,通過電動機(jī)驅(qū)動液壓泵,提供火炮高低機(jī)和方向機(jī)的液壓動力。74式上改進(jìn)為伺服電機(jī)操縱方式,省去了油壓環(huán)節(jié),得以簡化炮控系統(tǒng),另一層面上也降低了車輛中彈后液壓油起火燃燒的風(fēng)險。炮手與車長各有一套火炮控制手柄,輸入動作產(chǎn)生高低、方向兩組電信號,經(jīng)過相應(yīng)的信號放大器和電力放大器之后,輸送給相應(yīng)的伺服電機(jī)。車長配備有超越控制機(jī)構(gòu),可以調(diào)炮指向目標(biāo)后移交炮手精密瞄準(zhǔn)。炮控系統(tǒng)的主要驅(qū)動組件安裝在火炮下方和炮塔左側(cè)的裝填手戰(zhàn)位前方,這主要是由于電機(jī)體積和散熱系統(tǒng)的限制,炮手附近裝不下。炮塔轉(zhuǎn)動最大速度為24°/s,火炮俯仰最大速度為4°/s,最小速度均為0.5密位/s。
74式是日本第一種配備火炮穩(wěn)定系統(tǒng)的坦克,采用穩(wěn)定火炮、鏡隨炮動的方式,在炮架下方安裝傳感器盒收集火炮運(yùn)動數(shù)據(jù)。傳感器盒內(nèi)裝有兩組陀螺儀,各自包含一個速率陀螺儀和一個速率積分陀螺儀,分別對應(yīng)水平和垂直方向上的運(yùn)動,用于輸出火炮運(yùn)動的角速度和角度,傳遞給火控系統(tǒng)?;鹂叵到y(tǒng)在穩(wěn)定模式下,會根據(jù)陀螺儀傳來的數(shù)據(jù)向炮控系統(tǒng)發(fā)送反饋,相當(dāng)于自動輸入高低、方向電信號,使火炮盡量保持指向的穩(wěn)定。這套火炮穩(wěn)定系統(tǒng)的精度為±3密位/s,實(shí)際上難以勝任行進(jìn)間精密射擊的需求,主要用于行進(jìn)間保持對目標(biāo)的觀測,實(shí)施短停射擊。由于74式的火炮俯仰角有限,觀瞄系統(tǒng)又是鏡隨炮動,越野行駛時容易因急轉(zhuǎn)彎或地形起伏過大,導(dǎo)致目標(biāo)離開視野中心,乃至超出視野。為了彌補(bǔ)這一點(diǎn),在火炮穩(wěn)定系統(tǒng)中加入了角度記憶功能,即使目標(biāo)一時超出火炮俯仰角范圍,仍會儲存陀螺儀數(shù)據(jù),使火炮能夠盡快恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。
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在74式服役之后,日本媒體將其奉為“世界最精銳戰(zhàn)車”。不可否認(rèn),74式的確集結(jié)了當(dāng)時日本在戰(zhàn)車研究領(lǐng)域的最新技術(shù),部分系統(tǒng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。但在基層自衛(wèi)隊(duì)員看來,74式仍有許多不容忽視的問題和缺陷。這些問題和缺陷在后續(xù)改進(jìn)過程中是否得到改進(jìn)?74式的使用情況又是如何?基于74式的變型車又有什么故事?相關(guān)內(nèi)容還是留待下回分解吧。

(未完待續(xù))
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