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ADM 213/378 德国装甲

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中将

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发表于 2013-12-4 20:17:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 seven_nana 于 2017-6-22 19:17 编辑

ADM 213/378 德国装甲

本帖内容未经允许不得转载

原始文件的版权性质为英国皇家版权(Crown copyright)

本文翻译自英国海军的官方报告。

黑色字体部分为原文的翻译,红色字体部分为我添加的注释。



装甲技术委员会

1946年8月15日的会议

有关探访德国事宜的各类报告

在德国战败之后,我方获得了探访德国钢铁制造业,并对德国的装甲制造方式进行调研的机会。本委员会已得到了多份有关该话题的报告,如海军造船部的Offord先生以及弗斯-布朗(Firth-Brown)钢铁公司的Walker先生探访德国与捷克斯洛伐克的报告,以及美国海军的Queneau中校探访多特蒙德与埃森的报告。关于舰用装甲方面,这些报告中强调,克虏伯公司认为其所生产的低硫磷钢铁,对于装甲制造具有十分重要的意义。大部分的钢材都是由平炉冶炼得来的,并且在冶炼过程中对脱氧和脱硫环节予以了高度重视。美国海军的Queneau中校在其报告中提到,克虏伯公司有一种回收利用铬金属从而将其用于装甲制造的工序,并认为这种工序应该是只会被用于制造合金含量较低的坦克用装甲的,而在制造舰用装甲时通常是不会用到这种工序的。在制造舰用重型装甲方面,德国人的观点是与我们大体一致。在实际制造的环节,德国人的做法是不经锻造,而直接将钢锭轧制成装甲板。根据他们的说法,这样做是为了避免成品装甲上出现分层现象(Lamination)。在处理工序方面,德国人所用的方式与英国并没有多大的差异。对于渗碳硬化装甲,德国人偏好采用较厚的硬化层,因此会在制造装甲时采取更久的渗碳时间,以确保碳元素能够深层渗入装甲。这种做法会导致装甲表面的碳含量增高,根据我们的经验,这样做并无好处可言。

根据建议,本委员会将会参考德国探访过程中所能获得的一切值得调查的资料,以期对英国钢铁制造业有所助益。

提尔皮茨号的装甲

从德国战列舰提尔皮茨号上拆得的装甲板已于1945年8月时运抵英国,并已安排了比尔德莫(Beardmore)、弗斯-布朗(Firth-Brown)、以及英国钢铁(English Steel)这三家企业对其进行全面的冶金与物理性能测试。这批装甲共有三种不同类型:第一种是厚度为12.5英寸的舷侧装甲;第二种是厚度自12.5英寸削薄至6.5英寸的舷侧装甲;第三种是铸造装甲,可能是从火控塔或测距仪外罩上拆下来的。就该项事宜,上述企业分别发来了如下编号的报告:

厂商名称报告编号提交日期
比尔德莫(Beardmore)No.4621946年3月11日
弗斯-布朗(Firth-Brown)R.L.C.44151946年1月2日
英国钢铁(English Steel)G.821946年2月8日

关于这些冶金与物理性能测试的细节如下,我们同时列出了英国装甲的对应数据,以便对两国装甲的差别进行比较。该表中列出的德国装甲的特性中,有两点值得注意,一是其低硫磷含量,二是其具有较大的断面收缩率。

英德两国渗碳硬化装甲的参数比较

化学成分

装甲编号
弗斯-布朗(Firth-Brown),编号No.60390.29%0.21%0.025%0.023%0.45%3.81%1.94%0.43%--
提尔皮茨,编号No.EM 10/120.32%0.20%0.014%0.008%0.34%3.67%2.11%0.24%0.03%-
比尔德莫(Beardmore),编号No.69140.44%0.20%0.025%0.026%0.29%4.16%2.32%-0.07%-
提尔皮茨,编号No.EM 14/120.34%0.23%0.019%0.009%0.24%3.86%2.20%0.21%--
英国钢铁(English Steel),编号No.36000.33%0.29%0.027%0.025%0.40%3.97%1.99%0.40%--
提尔皮茨,编号No.EM 30.34%0.23%0.012%0.013%0.26%3.69%1.88%0.21%-0.06%

机械性能

装甲编号屈服点(长吨/平方英寸)抗拉强度(长吨/平方英寸)伸长率断面收缩率悬臂梁冲击强度(英尺-磅)
弗斯-布朗(Firth-Brown),编号No.6039435125%59%69 - 77
提尔皮茨,编号No.EM 10/124150.527%64%73 - 73
比尔德莫(Beardmore),编号No.6914355125%59%
提尔皮茨,编号No.EM 14/123851.525%63%
英国钢铁(English Steel),编号No.3600415123.5%58%62 - 60
提尔皮茨,编号No.EM 3405324%62%59 - 58

对于本委员会来说,此次调查中所得到的最为重要的信息,是德国装甲采用了较深的硬化层。在德国装甲上,要到距离装甲表面45%~50%的距离时,硬度才会下降到BHN 300的级别;而在英国装甲上,通常在距离装甲表面25%~35%的距离时,就已经降低到BHN 300的级别了。

补充材料:320mm厚的KC n/A的断面图(出自Unterlagen und Richtlinien zur Bestimmung der Hauptkampfentfernung und der Geschoßwahl Heft a Textband)



硬化层的厚度总和为130mm,占总厚度的41%,基层厚度为190mm,占总厚度的59%。

铸造装甲样本的含碳量较低,碳含量为0.15%,铬含量为3%,钼含量为0.3%,钒含量为0.1%,最大应力(抗拉强度)为40-42长吨/平方英寸,悬臂梁冲击强度为80 - 100英尺-磅,并且不存在(铸造)缺陷。

对拆自提尔皮茨的装甲所进行的实弹射击测试,是安排在舒伯里内斯(Shoeburyness)靶场进行的。

对12.5英寸厚的装甲板的测试,是使用15英寸(Mark XVII B型)被帽穿甲弹在30度入射角下进行射击的,具体测试被分为以下两组:

A)数块4英尺6英寸×5英尺6英寸的小尺寸装甲板,这些装甲用于测试抵御炮弹穿透的能力,并收集数据以评估小尺寸装甲是否能适用于炮弹验收测试。

B)编号No.27885,11英尺×9英尺6英寸的大尺寸装甲板,用于测试穿孔(Penetration)极限与穿透(Perforation)极限。

此外,由于B组装甲的尺寸仅能支持3-4发的有效射击测试,因此在设定B组测试的炮弹速度参数时,也用到了A组测试中所获得的参数作为参考。

测试结果摘要如下:

A)4英尺6英寸×5英尺6英寸的小尺寸装甲板

入射速度炮弹情况装甲情况
1539英尺/秒达成穿透,弹体完整碎为数块
1507英尺/秒穿甲失败,弹体碎裂碎为两块,引发层裂趋势
1501英尺/秒达成穿孔,弹体碎裂,碎块落在装甲板前后两侧形成穿孔,碎为三块
1456英尺/秒穿甲失败,弹体碎裂背面形成平滑凸起
1450英尺/秒穿甲失败,弹体碎裂背面形成平滑凸起
1348英尺/秒穿甲失败,弹体碎裂背面形成平滑凸起

注释:层裂(Disc)是一种装甲的受损现象,其形状可参考下图(出自SUPP 6/910 The Penetration of Armour Plate)。



B)编号No.27885,11英尺×9英尺6英寸的大尺寸装甲

入射速度修正速度炮弹情况装甲情况
1497英尺/秒1507英尺/秒达成穿透,弹体完整形成层裂,裂纹延伸至装甲边缘
1454英尺/秒1462英尺/秒达成穿孔,弹体碎裂,碎块落在装甲板前后两侧形成13英寸×11.8英寸的穿孔,产生22英寸×13英寸的冲塞/层裂
1371英尺/秒1379英尺/秒穿甲失败,弹体碎裂背面形成12英寸×14英寸的平滑凸起

注释:此处的修正速度,是指对德国装甲的测试结果进行计算修正后得到的数据,其目的是与英国装甲的测试结果进行直接比较。由于德国装甲的厚度与下文中将会提及的英国装甲略有不同,且由于装甲的实际厚度也会与标称厚度略有不同,因此测试得到的穿孔、穿透速度不能直接进行比较,需要通过某种方式进行修正以获得进行公平比较的基础。在面对这种情况时,美国人是通过比较实测数据与经验式计算结果的比值来衡量不同厚度的装甲的抗弹性能的;英国人则是参照其厚度差异对入射速度进行修正后进行比较的。

海军造船部较为关注编号No.27885的大尺寸装甲,从测试数据来看,其具体数据大致如下:

穿孔极限 = 1420±42英尺/秒

穿透极限 = 1485±23英尺/秒

作为对比,我们可参考以下两块520磅的英国渗碳硬化装甲的验收测试数据:

装甲编号硬化层深度穿孔极限
弗斯-布朗(Firth-Brown),编号No.50203.25英寸1389英尺/秒
英国钢铁(English Steel),编号No.98943.25英寸1377±17英尺/秒

由此来看,在穿孔极限方面,德国装甲显然有30-40英尺/秒的优势。但由于在估算德国装甲的穿孔极限时,误差值高达±42英尺/秒,因此我们很可能低估了两者之间所存在的差异(言下之意就是如果德国装甲的穿孔极限按最低值取,则英德两国装甲的穿孔极限基本相当)

对编号No.9894的英国装甲的测试结果进行审视,并将其与德国装甲的测试结果进行对比,以期获得更为准确的比较结果的过程,是一件颇为有趣的工作。

装甲编号入射速度修正速度装甲情况
英国钢铁(English Steel),编号No.98941373英尺/秒1394英尺/秒形成9.2英寸×10.8英寸的穿孔,产生19英寸×14英寸的冲塞/层裂
提尔皮茨,编号No.278851454英尺/秒1462英尺/秒形成13英寸×11.8英寸的穿孔,产生22英寸×13英寸的冲塞/层裂

也就是说,两块装甲的受损情况是大致相当的,测试德国装甲时所用的入射速度要比英国装甲高,两者的修正速度的差距为68英尺/秒。

根据以上比较结果,我们可以推得如下结论:就穿孔极限而言,在面对以30度角入射的英国15英寸Mark XVII B型穿甲弹时,编号No.27885的德国装甲相比同等厚度的英国装甲,具备50英尺/秒左右的优势。但需要注明的是,严格意义上说上述比较并非是完全公平的。

至于英国装甲的穿透极限,我们手头所掌握的资料并不充裕,因此为获得穿透极限数据,对编号No.9894的英国装甲进行了测试,其结果摘要如下:

入射速度修正速度炮弹情况装甲情况
1439英尺/秒1463英尺/秒穿甲失败,弹体碎裂背面形成平滑凸起
1504英尺/秒1528英尺/秒达成穿孔,弹体碎裂,碎块均落在装甲板前方形成12.5英寸×14英寸的穿孔,产生42英寸×42英寸的层裂
1555英尺/秒1582英尺/秒达成穿透,弹体碎裂形成20.8英寸×31.2英寸的穿孔,产生72英寸×50英寸的层裂

注意,第三组测试中,炮弹刚好落在装甲后方(言下之意就是炮弹刚好穿透装甲,再无剩余动能继续飞行了)。

根据以上数据估算,编号No.9894的英国装甲的穿透极限是1582英尺/秒(弹体受损)

而编号No.27885的德国装甲,估算得出的穿透极限则为1485±23英尺/秒(弹体完整)

以上对比测试昭示了一个值得注意的现象,即在面对能够将其穿透的炮弹时,硬化深度较大的德国装甲并未能将炮弹磕碎,而硬化深度较小的英国装甲却磕碎了炮弹,并且在穿透极限上还有100英尺/秒左右的优势。

此外在此次测试中,当炮弹以1463英尺/秒的速度(依照实际厚度修正后的速度)击中这块编号No.9894的英国装甲时,会被装甲挡住从而无法达成穿孔。而这个数据与前文中提到的验收测试数据是相悖的,依照那次验收测试的数据,炮弹在1377±17英尺/秒的速度下既能达成穿孔,这其中是有缘由的。那次测试是在1943年6月30日进行的,当时第一发炮弹以1400英尺/秒左右的速度(依照实际厚度修正后的速度)打在了装甲的底部,并形成了冲塞。因此我们认为第二次试验中得出的数据,即1485±33英尺/秒的穿孔极限,应该更为接近这块装甲的实际性能。

注释:这个第二次试验中得出的1485±33英尺/秒的穿孔极限,应该是在1463英尺/秒(未能穿孔)与1528英尺/秒(达成穿孔)这两组数据的基础上,通过某种方法估算得到的,上文中的其他一些弹道极限数据应该也是如此求得的。

根据以上分析,如果将编号No.27885的德国装甲与编号No.9894的英国装甲作为两国装甲的代表,则可以得出以下结论:

A)穿孔极限

相比硬化深度较大的德国装甲,英国装甲在穿孔极限上可能有65英尺/秒左右的优势(如果是以验收测试中获得的数据作为英国装甲的参考值,则是德国装甲有50英尺/秒左右的优势)。

B)穿透极限

相比硬化深度较大的德国装甲,英国装甲在穿透极限上有100英尺/秒左右的优势,且英国装甲能在炮弹刚好能穿透装甲的速度下磕碎炮弹。

以上测试之所以能呈现出如此结果,英国的装甲制造业居功至伟。

从梅彭(Meppen)获得的装甲板

下列装甲板已从克虏伯公司位于德国梅彭(Meppen)的靶场,转运至舒伯里内斯(Shoeburyness)靶场:

装甲编号装甲厚度装甲类型装甲尺寸
No.330843.25英寸均质装甲19英尺9.5英寸×10英尺6.5英寸
No.330853.25英寸均质装甲19英尺9.5英寸×10英尺6.5英寸
No.324383.25英寸均质装甲19英尺9.5英寸×10英尺6.5英寸
No.373634.75英寸均质装甲23英尺9英寸×9英尺10英寸
No.297854.75英寸均质装甲17英尺×10英尺
No.296914.75英寸均质装甲17英尺10英寸×11英尺6英寸
No.427166.4英寸均质装甲9英尺11英寸×8英尺2.5英寸
No.332286.4英寸渗碳硬化装甲20英尺10.75英寸×7英尺8英寸
No.325518.7英寸渗碳硬化装甲18英尺3英寸×11英尺6英寸
No.345078.7英寸渗碳硬化装甲18英尺8英寸×11英尺8.5英寸
No.293328.7英寸渗碳硬化装甲16英尺9英寸×11英尺5.5英寸
No.2986314.4英寸渗碳硬化装甲19英尺5英寸×10英尺
No.2987314.4英寸渗碳硬化装甲19英尺6英寸×9英尺10英寸
No.2990614.4英寸渗碳硬化装甲19英尺6.5英寸×9英尺11英寸
No.2378717.75英寸 16英尺3英寸×8英尺6英寸(弧形)
                       
其中部分装甲板将被用于射击测试,并将尽快付诸实施,其测试条件如下:

装甲编号装甲厚度装甲类型装甲尺寸测试弹种入射角度预定入射速度
No.330843.25英寸均质装甲19英尺9.5英寸×10英尺6.5英寸8英寸Mark IV B型被帽半穿甲弹60度1380英尺/秒
No.373634.75英寸均质装甲23英尺9英寸×9英尺10英寸15英寸Mark XVII B型被帽穿甲弹65度1240英尺/秒
No.2986314.4英寸渗碳硬化装甲19英尺5英寸×10英尺15英寸Mark XVII B型被帽穿甲弹30度1560英尺/秒

在上述测试完成后,我们才会考虑是否继续做进一步的测试。不过由于上述的其他装甲,基本都无法在英国装甲中找到类似厚度的产品,因此无法进行直接比较,这一点实为可惜。

注释:关于上述的三组测试的结果,请参考ADM 213/367

原始报告









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六年服役纪念章功勋勋章钻石金双剑金橡叶铁十字勋章行政立法委骑士团勋章政道纪念章旗手终身荣誉会员

发表于 2013-12-4 20:44:49 | 显示全部楼层
感谢一直以来77君对本版和论坛的大力支持.
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四年服役纪念章钻石金双剑金橡叶铁十字勋章荣誉勋章维多利亚十字勋章行政立法委骑士团勋章海武魂旗手TIME TRAVELER终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-12-4 20:54:07 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2013-12-4 20:44
感谢一直以来77君对本版和论坛的大力支持.

感谢先生一直以来的帮助和指正,现在获取资料比以往容易许多,愿为中文BB党的发展略尽一份绵力。
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