浅析日本97式中型坦克装甲防护设计的优劣

剑桥的老铁匠

浅析日本97式中型坦克装甲防护设计的优劣

引言
日本97式中型坦克是日军打满全场的主力坦克，日本陆军曾经对此寄予厚望，而其在诺门坎事件的表现也算是可圈可点，日本国内至今仍有人认为这款坦克在当时是非常先进的坦克，那么事实是如此么？这就是我们将要分析的。


日本97式中型坦克。1944年。

1.装甲材质
古人云，工欲善其事必先利其器。作为一款主力坦克，无论它长得是那副模样，想抵御高速袭来的穿甲弹丸，好的装甲钢是必须的。有了好的装甲钢才能最大限度的提高防护水平，那么日本的装甲钢如何呢？

图为日军战车用装甲，日军有两种装甲钢，一种是均质装甲，这种装甲在二战是主流，大多数坦克用的也是它，日军的均质装甲倒是并不差劲，为锰镍钴钼合金钢，因为日本霸占了不少殖民地，因此稀有金属含量并不低。另外一种是表面硬化装甲，日本人仍然采用老式的海军装甲生产法，渗碳式硬化。虽然硬化层可以做的比较厚，但是费工费时，一块钢板要达到足够的渗碳层需要一周左右时间。另外日本糟糕的质量品控也极大的影响了战时生产，日军对供应97式的装甲板进行检查时发现合格率低于60%。
（ps：皇国海军的DS钢和MNS钢都是不错的均值钢，如果海军造坦克的话，没准还真比陆军造的好）


（留个档，再有人把这个倒腾到兔子窝里我就删了百度贴。） [

剑桥的老铁匠

但这都不算什么，东西麻烦点费事点不要命，要命的是人家有比你更好的。
德国人在二战中研究出了火焰硬化技术，只需要很短的时间就能达到比日本人更好的效果，在硬化装甲最重要的指标之一：表面硬度上。日军钢板只能达到BHN550，而德国的火焰硬化居然可以达到BHN601！这一指标已经达到了海军战列舰用渗碳装甲的中上水平。

（ps：TL硬化钢最大硬化深度为10-15%，对薄板而言低了点，但也并不是完全的坏事）

综上所述，日本的装甲钢品种相对列强并无特别优势，尤其是硬化装甲还不如德国的火焰硬化，另外日本的普通装甲和渗碳装甲都有镍，虽然平时不是问题，但战时被封锁就无米下锅，这点是不如德国E22型装甲钢的，此钢没有镍，照样能保证力学性能达标。毕竟除了稀有金属烂大街的苏联，谁都没有底气大手大脚使用。即使美国也是如此，美国4130型装甲钢也是不含镍的，这点美德两国惊人的一致。

（ps：此不足指生产性和综合性）

(此处对德国TL硬化装甲做补充说明：TL硬化装甲为火焰硬化工艺，采用天然气烧入硬化，个人认为虽然叫火焰硬化，但本质仍是渗碳的一种，优点是生产速度快，设备运转周期短。缺点是硬化深度较低，最多能硬化至30%，且此时效果已然不佳，通常硬化厚度在10%-15%上下）

剑桥的老铁匠

日本97式坦克装甲厚度和角度列表

日军给97式用的是渗碳装甲，这种装甲对小口径尖头穿甲弹效果特别好，因此日军用94式37炮测试97式坦克的装甲，实际测试是打不穿的，因此日军认为此车的防护达到了相当水准，可以抵御当时主流反坦克炮的攻击。



94反坦克炮的穿甲能力，500码可以击穿44mm装甲，但是无法击穿97式的正面防护。那么究竟是怎么回事呢？

剑桥的老铁匠

由此图标可以清楚的发现，日本坦克最脆弱的地方是HULL front

这里厚度较低，为25mm11度，接近垂直，而后世研究表明，这个角度最不利于抗弹。



如图所示，15度以下小倾角装甲的抗弹性能极差，甚至出现了不如垂直装甲的尴尬场景。而30度以上跟15度以下的小倾角比，简直是天差地别，抗弹极限由500不到飙升到接近1000.
用小倾角的理念是设计不出大倾角的效果的，原因在于当倾角较小时，弹头是延性扩孔破坏，并没有发生倾角效应，相反，小倾角反而损失了部分防御效果，这是糟糕的设计。
而超过一定角度之后将发生明显的倾角效应，对二战的中口径穿甲弹而言，这个角度大概在25-35度左右，一旦超过这个角度，防护的效果将大大提升，在没有超过阀值之前随角度提升，效果增长速度飞快。这也就是大倾角装甲为何强势的原因。
德国采用55度大倾角装甲是经过深思熟虑的结果，比苏联60度小，更接近最佳抗弹角度，而55度80mm正好是E22装甲最大厚度，方便战时批量生产。
与之类似的，美国人一直用47-51度的装甲，这是最佳抗弹角度，而美国人不在乎装甲生产麻烦一点也就采用了。



（ps：由图可见，即便是同为坦克用均质装甲对抗中口径炮弹，不同的条件仍然能造成不同的曲线。对小倾斜角损失部分抗弹性能这个结论而言，并不能认为是普遍现象，而应该认为是可能出现的情形之一。但即便如此，仍能发现15-30度区间内倾斜装甲效果加成的趋势是明显而一致的。）

（题外话：近日论坛研究发现的相关倾斜穿甲资料也印证了该图的正确性，因此30度上下相对垂直装甲的优越性显而易见）

gf4200ti

97另一个弱点就是铆接,大点口径的炮弹就算弄不穿,铆钉的飞溅也能杀死里面的成员

蒸汽装甲舰

这个帖子大好啊，很精细的分析。

jlsrc

炮塔的外形不错，
可惜小日本的陆军工业能力比几个坦克大国差距足有一代，当然造不出好坦克。

16inch

97一式，二式，三式都不超过20吨，应该算轻型坦克。四式和五式才超过30吨，才算中型坦克。

莫非是日本的划分标准和别国不同？

剑桥的老铁匠

16inch 发表于 2013-7-23 20:27
97一式，二式，三式都不超过20吨，应该算轻型坦克。四式和五式才超过30吨，才算中型坦克。

莫非是日本的划 ...

确有不同。

小胡子

但不得不承认，97看着很漂亮.........
事实上，二战后期的日式坦克在造型上都很好看

16inch

剑桥的老铁匠 发表于 2013-7-24 00:31
确有不同。

愿听教导。

kaka123

小胡子 发表于 2013-7-25 09:44
但不得不承认，97看着很漂亮.........
事实上，二战后期的日式坦克在造型上都很好看 ...

铆钉那么多，漂亮？

kaka123

楼主有时间仔细介绍一下神州啊。我在网上找不到详细资料。

jlsrc

16inch 发表于 2013-7-23 20:27
97一式，二式，三式都不超过20吨，应该算轻型坦克。四式和五式才超过30吨，才算中型坦克。

莫非是日本的划 ...

确实不同，因为早期日本发展坦克时，目标是中国军队，而且苏联的t34保密很好，以为一二十吨的坦克就足以横扫战场了，
而且对中国当时的道路情况来说，一二十吨确实已经够“中型”的了。
即使是东北，都全是泥路，一到春天开化的时候，走路时泥浆都要没脚脖。那还算正规的路呢。
农村的路更糟。

末日审判

按照4楼的说法，虎式坦克的车体首上防御效果也不好。虎式首上是两段式的，一段倾角太小，一段倾角太大，也不是什么好的设计啊。

剑桥的老铁匠

末日审判 发表于 2013-8-27 21:00
按照4楼的说法，虎式坦克的车体首上防御效果也不好。虎式首上是两段式的，一段倾角太小，一段倾角太大，也 ...

当然不好，所以首上护士还不如黑喵抗弹。

不过首下那25度100mm却算不错了，这个地方能有如此防护的二战车很少。

oldcat

剑桥的老铁匠 发表于 2013-5-18 21:04
日本97式坦克装甲厚度和角度列表

日军给97式用的是渗碳装甲，这种装甲对小口径尖头穿甲弹效果特别好，因 ...

为什么？

因为
500码44mm是针对垂直放置的匀质板材来说的

可惜的是
对面的美国37炮对于30度倾斜放置的表面硬化装甲板材都达到了46mm
所以九七/一式还是白给的料

Tillman

剑桥的老铁匠 发表于 2013-8-28 19:11
当然不好，所以首上护士还不如黑喵抗弹。

不过首下那25度100mm却算不错了，这个地方能有如此防护的二战 ...

黑豹60-65mm/55度，猫王100/50度，奸商二100/30度，都比这个强……
至于其他的，重光量都比猫式坦克差很多……

Tillman

以表面硬度作为装甲好坏的衡量标准吗，不是太靠谱。

拔剑四顾

这个所谓最佳抗弹角度略为可笑，战后的钢装甲坦克可是基本上都避开这个所谓最佳抗弹角度，越大越好，毛子的60度，英国人甚至到72度