IS-7重型坦克

IS-7重型坦克

苏联研制的重型坦克
IS-7重型坦克是第二次世界大战期间苏联研制的IS系列重型坦克中的一型。该坦克拥有倾斜外形的车体和由怪异曲面组成的炮塔,另在炮塔上带有小型内控式机枪塔。1947年苏联科京设计局对整体外形又进行了重新设计:大而扁平的新式炮塔和具有斜面的车体大大改善了它的避弹性能。
  • 中文名:IS-7重型坦克
  • 类型:重型坦克
  • 别名:ИС-7
  • 原产国:苏联
  • 服役期间:定型,未服役
  • 诞生时间:1945-1948
  • 研发厂商:基洛夫工厂
  • 生产日期:1948-1949
  • 制造数量:少于50
  • 战斗全重:68吨
  • 全长:7.38米
  • 宽度:3.40米
  • 高度:2.48米
  • 主要武器:130mmS70
  • 发动机:M-50T(1050马力)
  • 最大速度:59.6km/h

历史沿革

1945年末,苏联科京设计局就开始着手制定一项代号为“260工程”的重型坦克研制计划。总设计师虽然仍由科京担任,但实际的项目设计IS师则由IS-2主任设计师,在苏联有着“天才坦克设计师”之美誉的尼古拉·沙什穆林担任。在研制IS-7的过程中,他一直将KV系列的失败作为反面教材,旨在生产一种集重装甲、重火力、高机动等特点于一身的新式重型坦克,以超越以往的重型坦克。

据现有的资料显示,他在IS-7开发期间,在莫斯科红军装甲兵军事学院进行了装甲钢板和装甲防御相关的研究,并提交了以此为题的博士论文。在论文中,他对以往单纯的“厚装甲=装甲防御力“的传统设计构想进行了尝试性的挑战。他认为,通过增加坦克装甲板硬度导致坦克重量大增,从而大大降低了机动能力的情况是可以避免的。

1946年,沙什穆林回到列宁格勒。凭借着超人的大脑和该市海军研究所的各项资源,他开发出全新的“260工程”。同年9月8日进行了成功的样车测试,12月25日,第2号样车顺利通过45公里行驶测试,它拥有倾斜外形的车体和由怪异曲面组成的炮塔,另在炮塔上带有小型机枪塔。

1947年,他对整体外形又进行了重新设计:大而扁平的新式炮塔和具有斜面的车体大大改善了它的避弹性能。

样车最终于1948年初完成,不久,苏军将其正式命名为IS-7。

性能数据

它拥有倾斜外形的车体和由怪异曲面组成的炮塔,另在炮塔上带有小型内控式机枪塔。1947年苏联科京设计局对整体外形又进行了重新设计:大而扁平的新式炮塔和具有斜面的车体大大改善了它的避弹性能,车体长7.4米。样车最终于1948年初完成,不久苏军将其正式命名为JS-7。

IS-7的基本构造与苏联传统重型坦克相差甚远,沙什穆林在不到4年的时间里,就能设计完成这种近70吨重,集“高机动,重火力和重装甲”于一体的重型坦克,其高昂的斗志和充沛的精力令人感到惊讶。在IS-7的研制过程中,科京设计局也得到了当地海军研究所的大力帮助,其中IS-7由海军1050马力船舶柴油引擎提供强大动力,而由海军130毫米驱逐舰主炮改制的大口径坦克炮的威力在苏军坦克炮中无人可比,因此IS-7的研制成功,与列宁格勒州、市党委之间的友好关系密不可分。

IS-7的成品现存只有库宾卡坦克博物馆里唯一的一辆,苏联当年究竟生产了多少辆IS-7,如今依然是未解之谜,但根据一些资料,仅最初的1946年设计样车就有3辆。

从研制工作一开始,沙什穆林便将坦克的车框和炮塔等外装甲部分,列为增强坦克装甲防御力的研究重点。研制过程中,由于战争结束后研发时间颇为充裕,样车的外装甲部分曾被反复多次制作修改,设计人员颇为奢侈的制作了数个车体及炮塔用于击穿实验来检验其防护效果并选择适当的加工工艺,一辆样车完成测试任务之后也进行了击穿实验来检验防护效果。

实验中苏军使用了自己的122毫米,130毫米和缴获的德军88毫米及128毫米等各型反坦克炮。采用较大口径反坦克炮的原因在于二战中的实战经验以及美苏两国的穿甲力学研究和靶场测试表明,倾斜装甲对传统穿甲弹和被帽穿甲弹的防御效果随弹丸口径不同而差异明显,弹丸口径如果小于装甲厚度将很难击穿倾斜装甲。

而大口径穿甲弹对装甲整体结构破坏很大,美苏对虎王的击穿实验中都出现了105~122毫米级别加农炮在正常的直射距离无法击穿虎王车体正面装甲,却能在远距离将虎王的车体装甲“砸”脱焊的情况,在战场上这也属于无法修复的损失。

虽然这和德国在生产虎王时饱受战略轰炸和稀土金属来源断绝等困扰而导致虎王材质和工艺较之前的虎式等下降明显有关,但更主要是因为虎王采用的车体外形过于简单,穿甲弹的动能无法被很好的分散转移,因此美苏战后对90~85毫米以下级别的坦克炮兴趣大幅降低,仅在轻型车辆上使用76毫米级别火炮。并且美苏战后设计的新型重型坦克的车体都采用了较为复杂的凸起式正面装甲构型。

最终科京设计局选择了在IS-3上采用过的箭簇车首但形状更加优化,车体侧装甲采用船型构造,侧下主装甲向下倾斜,外部用薄钢板焊接构成三角形横截面的储物结构来放置随车工具等杂物,而真正的车体侧面垂直面则几乎全被履带和负重轮挡住,这种车体设计在击穿实验中效果良好。

在吸取了IS-3由于沿用战时较低的工艺标准而导致装甲焊接质量较低的教训之后,科京设计局对IS-7的工艺标准定的很高,各样车皆制造水准也颇高,上述努力获得了成功的回报,实验中样车的正面装甲,特别是焊缝附近反复承受了多发穿甲弹攻击而没有被击穿,但这种设计的缺点是占用车内空间较大,并且较高的工艺标准会带来高昂的成本,量产车必须维持和样车一样的高工艺标准,这样在战时就没有简化工艺的空间。这点上不如同时期美国新研制的重型坦克和稍后苏联的279工程使用的铸造车体经济实惠。

发展历史

起源

尽管IS-3已经拥有了比较完美的坦克三项指标,只要解决了初期生产批次的质量便可以保持战后初期苏联坦克部队的技术优势。但是苏联人依然遵循技术装备发展的原则,一边解决新车的问题,一边研制其下一代替换车辆,各个设计局又开始加班加点,为红色钢铁军团注入新的毁灭之血。一系列的坦克或者怪兽由此诞生。

火力

首先设计之初,IS-7搭载的就是两种从未在坦克上使用过的重炮:

第一种是122毫米BL-13-1加农炮,其身管长度、精度与弹道均Д-25T要高,可以使用同样弹药,而且初速从781米/秒提高到1007米/秒。

第二种是130毫米S-26加农炮,该炮为ОКБ-172工程重型坦克歼击车搭载的改进型海军B-13舰炮,弹重33公斤,初速900米/秒。

两种火炮均采用分装式装填,为了弥补IS-2射速低的问题,并且考虑到重达33公斤的弹丸基本不可能人力装填加装了半自动输弹机。

同时为了提高成员舒适度,IS-7使用了主动抽气系统,在射击后自动将废气吸出车体。

火炮俯角3度,仰角3度+15度,合计18度。

然而俄罗斯人并不满足,1948年12月,IS-7试装了S-26改装而来的S-70火炮,初速提高到925米/秒,结果令人满意,IS-7随后确定使用该火炮,作为试验的重点,S-70的实验一直持续到1951年,中途陆续建造了越20种设计样车,而其同宗兄弟便是著名的“远射能手”M46加农炮,冷战时期这种加农炮出色的远距离精确射击能力为其获得了“穷人的核武器”的绰号,其国产版本59式加农炮及其改型仍为解放军重要的现役装备。

搭载的半自动化装弹机,装填手仅仅需要向输弹带上安装药包和弹头,既可以自动入膛射击,输弹带可以最大容纳6发。

同时由于战争结束,一系列早已实验完成但为了避免影响生产而没有装备在战时坦克上的自动化火控系统也出现在坦克身上,现代意义上的坦克火控系统正是从各国战后初期研发的新型坦克上开始起步的。体积和空间较大的IS-7理所当然的成为了世界上首批搭载第二代火控系统和侦查系统的坦克之一,成为坦克进入自动化时代的先驱者之一:

IS-7试验搭载了主动式红外夜视仪(战前苏联就在BT-7上进行了测试,战后更是借鉴了缴获的德制同类设备改进设计),大幅提高了坦克的夜间战斗能力。此外为了更好的发挥S-70火炮的精确射击能力,IS-7还搭载“Гроза”(暴雨)火控系统,增配了体视式或合像式测距仪和以凸轮等为函数部件的机械式弹道计算机,性能比其先的坦克有了明显改进,改变了二战时各国坦克那种靠光学瞄准具上的分划板估测距离然后凭经验计算射击提前量的作战模式,虽然IS-7本身并没有最终投产服役,但为之后的苏联坦克应用火控系统铺平了道路。

防护

作为二战以后苏联建造的最重型坦克,无论从材料上、设计上还是防护上,IS-7拥有相当强的防护能力:

车首造型继承IS-3的设计,并改进了几何形状,首次在车首前上装甲厚度150毫米倾角65度,车首下部150毫米50度,车体正面最薄弱环节也达到惊人的100毫米63度,并留在装甲后部留有空腔以阻挡空心装药弹的威胁。同时吸取IS-3的不足,在装甲拼接部分内衬附加装甲,此种设计也延续到其后的T-10坦克上。

炮塔则采用75L铬镍钼装甲铸造,半球形,正对时,正面最大厚度为炮盾350毫米/0度,正面炮台厚度210毫米。

值得一提的是53S与75L,分别为战后全球最强坦克轧制装甲钢与铸造装甲钢,大量使用稀有金属,其性能如下:

1946年9月8日1号原型车抵达测试场开始测试,2号和3号稍后抵达,同年12月2号原型车开始接受打击测试,装甲在缴获的德军各型反坦克炮(主要是128毫米炮)和IS-7自己预定使用的130毫米炮的打击下表现出色,正面无一被击穿。

动力

众所周知坦克等重型车辆对发动机有着特殊的要求,需要很高的扭矩和较低的转速并能适合恶劣的工作环境,并且需要较小的体积。这就是为什么二战中的航空发动机早已突破2000马力大关,而1000马力以上的坦克发动机在21世纪初依然属于先进技术。在二战中各国设计师为发动机伤透了脑经,在当时的技术条件下,通常的选择是相对马力较大的汽油机,但汽油机存在机械效率低于柴油机,同功率下汽油机转速远远超过柴油机导致容易起火和零件磨损,对散热要求高,输出扭矩较低等先天问题。

没有大扭矩的柴油机将导致同功率下坦克机动性差、过载使用负荷大、汽油容易起火等问题经常导致坦克意外损失,并且马力越大问题越突出,德国的虎王采用的700马力级汽油机不仅动力严重不足,还使车组饱受发动机故障的折磨。

正因为二战的经验证明汽油机其实不适合用作坦克发动机,柴油机很快就普及开来,20世纪60年代以后各国几乎都不再使用汽油机作为坦克引擎,即便是大型工程车辆也多半采用柴油驱动。为了避免重蹈德国同行的覆辙,也为了更好的打动重视机动能力的苏联军方,为此必须找到一颗合适的心脏,而科京设计局出色的人脉关系则提供了充足的选择。

苏联作为较早在军事领域应用大马力柴油机的国家,其选择也较为丰富,并且苏联海陆空三军装备之间技术共通工作做得非常好,一款成熟的基础发动机经常有若干不同用途的衍生品,比如2台坦克发动机整合在一起成为一台船用或航空发动机,并且早已经过测试和完善,成为了一台成熟可用的发动机,这样科京设计局就不需要像别国设计师那样面对将两台发动机并联所需要面对的一系列问题,只要专心处理非坦克专用发动机体积过大的问题即可。

IS-7先后搭载过5种引擎配置:

1、并列两台600马力КЧ-30四冲程柴油机,在2000转/分钟时每台输出600马力,总输出1200马力、

2、并列两台600马力B-12坦克柴油机,在2000转/分钟输出600马力,总输出1200马力、

3、1200马力B-16帕斯克柴油引擎、

4、1200马力ТД-30航空柴油引擎、

5、1050马力M-50鱼雷艇柴油引擎1850转速下1050马力,

前两种引擎配置又分别尝试了传统机械传动和电驱动,最终M-50以更低转速、更大的扭矩、更高可靠性胜出。

拜1050马力(772.2KW)发动机所赐,IS-7的单位功率11.3KW/T,与以机动性著称的T-34-85中型坦克的11.5KW/T相差无几,应该说IS-7的动力是相当充沛的,达到了中型坦克的标准,但设计组给IS-7定下了令人咋舌的机动性目标:公路时速70KM/H!虽然稍后该指标降为比较实际的公路时速60公里/小时,这是个颇为玩味的数据,因为首先苏联军方从来没有提出过这样的要求。

改良

基于不成功的初期样车上的反馈,设计团队在1946~1948年改进了设计,炮塔和车体都被重新设计,主要目的在于增加车内空间,动力装置的布局也被优化。挤占车内空间的机枪们大部分都被移出车外,变成外置机枪——二战中德军步兵反坦克火力让苏军坦克损失很大,为此在进入“核大战时代”之前,战后初期设计的苏联新型坦克很多都采用了不考虑在作战中重新装填的外置机枪,例如T-54早期型号等,这种“机枪强迫症”直到核武器成为各国陆军需要面对的首要问题时才有所缓解。

新的炮塔其实1946年底就被设计出来,虽然外观上和旧方案相比更低矮,但实际上整体更宽,因此内部空间有所增加。遥控机枪塔被移除,并列机枪被移到火炮上方以腾出空间。而车顶的14.5毫米高射机枪在行军时则可以放倒固定。

车体的变动则更加明显,首先整体放宽,原先如同现代防雷车一样几乎成V字形的车底被改成相对平缓的式样,车内空间大大增加,弹药的摆放位置也被优化。需要指出的是,由于二战中苏联坦克的损失统计里,地雷是名列前茅的主要损失原因,IS-7设计时相当注意地雷的防护,2个版本的车体底部都分2层且呈倒三角结构,悬挂扭杆实际上安装在车舱之外由装甲独立包裹。

修改后的260工程1948年版本和之前的1946年版本其实几乎是两辆完全不同的坦克,连火炮也做了小许改动,炮口制退器都换成了仿照德军128毫米反坦克炮的“胡椒瓶”式制退器。

空间获得释放之后IS-7适当增加了备弹量,最终定稿型备弹30发,但依然是不足的,其他一些不足也得到了改良。应当说苏联坦克设计部门并没有因为战争结束而降低工作效率,但技术上的复杂外加全新设计的车体让IS-7依然进度较慢,好在战后宽松的环境让科京设计局有足够的时间去慢慢完善改进设计,最终他们差不多用了3年时间才使IS-7基本达到实用标准,同时期其他苏联坦克所用的时间要短得多。

最终命运

苏联军方的顾虑:

许多人为IS-7在正式降生前一刻被扼杀感到痛惜:它拥有德国重型坦克令人印象深刻的坚甲巨炮的同时还有苏联坦克出色的机动能力,战后借鉴了德国,美国的先进技术让苏联坦克大大改善了工艺,和平时期宽松的条件也让苏联人可以精心制造装备……

看起来苏联有足够的精力和金钱来装备已经初步完善了的IS-7,而在1946~1949年的欧洲,老对手德国已是各国占领下的一片废墟,那些永远留在了绘图板上的梦幻战车们此刻成为了美苏英法设计师们的桌上的参考资料。

美苏两国虽然在各自占领的德国领土上组建了完全听命于华盛顿或者莫斯科的“德国武装力量”,但此时他们都只有美苏装备可用,要等到德国投降20年后的1965年才有战后第一款德国坦克:豹1型投产,而战后初年的法国还在尴尬的搜刮各国战时生产的旧坦克维持武装(法军装备了数十辆黑豹,在东南亚的法军则悲催到使用日本遗留89式坦克维持秩序!)

战前和战时在重型坦克发展上走了弯路的英国和美国虽然奋起直追,但毕竟缺乏相应技术储备和使用经验,对重型坦克的定位也并不如经验丰富的苏军那样清晰明了,此时他们的新型重型坦克计划,例如1948年开始研制的M103等针对的则是在1945年柏林胜利阅兵式上耀武扬威的IS-3,而M103计划开始时IS-7已经接近定稿等待国家验收了……看起来在战后的第一轮军备竞赛中,IS-7可以让苏联占尽先机,然而苏联军方却依然选择了拒绝。

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