法兰西之铁:AC 120 重型坦克歼击车(1941–1945/战后背景)
这是现代设备加上老式外壳的结合产品。虽然昙花一现,但是整体技术其实也算优秀。
AC 120 自行火炮(更为人所熟知的名称是并不准确的 AMX 50,或者以第一次世界大战英雄费迪南·福煦元帅命名的 “AMX 50 福煦”,这一称呼同样不甚准确)是一台法国试验型战车,诞生于二战结束后法国全面重整军备的大背景下。该自行火炮的设计基于前瞻性的 AMX 50 坦克底盘,旨在远距离消灭敌方装甲目标并支援步兵进攻。法国工程师渴望打造一款完全国产的自行火炮,有能力击毁假想敌的任何装甲车辆。
代号 AC 120 的自行火炮(即常被误称为 AMX 50 Foch 的型号)
研制历史
1945 年,世界多国都在思考坦克歼击车的发展——所有人均已意识到,未来的战争依然是机动化的钢铁碰撞,坦克在战场上的地位已不可动摇。尽管火箭弹以及早期紧凑型手持反坦克系统(指第一代尚不成熟的反坦克火箭筒)迅速发展,但军方仍无法放弃线膛炮——因为对火炮的依赖早已根深蒂固。各国军方理所当然地认为,没有什么比火炮更适合对抗坦克,于是纷纷启动了自走反坦克炮的研制计划。根据战术理论家们灵光一现的构想,军方需要一种高防护、重武装的自行火炮,它既能在远距离一击必杀战场上的任何坦克,又能免疫敌方的还击火力。
在这一思潮下:
英国 推出了 A.39“龟式”(Tortoise) 计划;
苏联 开发了 “704工程”(Object 704);
美国 也在研制类似的重型战车,如 T28 / T95。
法国自然不甘落后,决定打造属于自己的坦克歼击车——一款虽然航速较慢,但防护极佳且火力强劲的钢铁巨兽。幸运的是,法国具备相应的技术基础:二战结束后,在曾被德军占领的法国工厂里,留下了大量的工程技术文档以及各类军用装备的零部件。这款自行火炮的研发历程,正与战后法国的坦克发展计划紧密相连。
正是基于这些缴获的技术文件,法国于 1945 年年中启动了一项名为 “141 工程”(Projet 141) 的重型履带式平台研发计划,并将研发任务交给了新成立的 AMX(Issy-les-Moulineaux 工厂) 联合企业。
工程师们在深思熟虑军方对新式自行火炮的要求后,参考德国设计师的技术文档开始了设计工作。起初,研发团队原本打算打造一款超重型坦克;但联想到对德国“鼠式”(Maus)坦克的实车研究成果,以及法国自身旧有的 Char 2C 超重型坦克,还有战前 FCM 和 ARL 等项目的命运,最终放弃了超重型坦克的方案。
然而,军方依然希望开发一款能够抵御任何敌方战车与防空炮火打击的超重型坦克歼击车。他们并未完全抛弃坦克的概念,只是降低了预估的总重,并将研发路线一分为二——其中一条分支发展为了后来的 AMX 50。这两款战车均基于同一种底盘开发,仅在战斗室部分有所区别,且两个方向的设计工作在这一阶段是同步进行的。
早期 AC 120 自行火炮方案的示意图/草图。
在研发计划装备 100 毫米坦克炮的重型坦克的同时,AMX 的设计师们也开始着手设计一款专用的坦克歼击车,该车计划装备一门 120 毫米口径的法国反坦克炮。然而在计算过程中,工程师们发现:如果要把这样一门大口径火炮装在带有旋转炮塔的底盘上,在车辆平衡控制方面简直需要创造奇迹。正因如此,设计师决定放弃炮塔,转而采用带有理性倾角装甲板的固定式装甲战斗室(无炮塔布局)。
这款新自行火炮的外观和总体布置与德国“猎豹”(Jagdpanther)坦克歼击车上的设计方案惊人地相似,该项目获得了官方命名:Canon Automoteur AC 120。
关于其研发过程的具体细节留存不多,但已知该自行火炮的原型车在 1950 年就已经制造完毕并准备好进行展示——在 1950 年 7 月 14 日巴士底日(法国国庆节)的香榭丽舍大街阅兵式上,这台唯一的自行火炮原型车骄傲地驶过路面,吸引了全场赞叹的目光。军方并没有向大众透露这其实并不是一辆预量产车。在完成阅兵方阵的游行后,这辆战车被送往试验场进行全面测试,并在那里一直待到 1951 年年中。
为向军方展示而制造的自行火炮模型。
根据测试结果,军事专家认定这款新自行火炮的表现令人满意。因此,武装部队司令部决定将其正式列装,并生产首批预量产型自行火炮以加强装甲部队。按照设想,AC 120 将通过伏击作战,并为装备 100 毫米火炮的 AMX 50 坦克提供火力支援,在安全距离外击毁敌方目标。
然而,技术的进步打乱了军方的计划——当时纸面上的研制工作正在全力推进,到了 1952 年,FAMH 公司的工程师们已经设计并组装出了庞大的 TOB 120 摇摆式炮塔的木质模型。他们成功地将 120 毫米 SA 46 火炮以及自动装弹机塞进了这个炮塔中。
这个炮塔被成功安装在了 AMX 50 基础型坦克的底盘上,大幅提升了坦克的作战性能,但这也宣告了自行火炮项目的终结——拥有旋转炮塔且具备同等火力的重型坦克,彻底摧毁了无炮塔坦克歼击车的概念设计。
导致该项目取消的另一个因素,是新成立的北约(NATO)内部推行的武器口径标准化与通用化计划——尽管当时曾有过将这辆试验车换装 155 毫米口径火炮的计划,但这些构想最终仅停留在草图阶段。
1952 年,法国国防部正式叫停了 Canon Automoteur AC 120 的所有研制工作。该项目被归档封存,量产计划被取消,而唯一建造出来的那台原型车则被送往索米尔(Saumur)装甲博物馆展出。
结构特点说明
AC 120 自行火炮采用了同类战车的经典布局:前部为结合了驾驶舱与战斗舱的统一乘员舱,引擎和传动系统则照例设在车体后部。
该自行火炮共有 4 名乘员:车长、驾驶员、炮手(瞄准手)和装填手。所有乘员都置身于同一个装甲空间内——这种布局能够合理利用车内空间,在将车辆尺寸控制在许用范围内的同时,容纳一门高威力的大口径长身管火炮。
装甲车体
AC 120 自行火炮的装甲车体为一个复杂的全焊接结构,设计时充分吸取了第二次世界大战期间同类战车的实战经验。
AMX 公司的工程师放弃了传统坦克的炮塔布局,将驾驶舱和战斗舱整合在车体前部的宽敞空间内。这使得他们能够后移内部部件,并使车体正面装甲板获得最大的倾斜角度,从而大幅提高抗正面弹药打击的能力。
车体承载结构由高强度均质轧制装甲钢板构成,装甲板之间通过自动和半自动焊接进行“榫接”连接,并在装甲板边缘进行熔焊,随后使用与装甲钢具备同等抗拉强度的焊条填充焊缝。为了在火炮发射时的强剧烈动态载荷以及越野行驶时增强结构刚度,自行火炮的结构中还引入了由合金钢制成的内部角钢、强化三角板和支撑梁,为车体结构的各个关键节点提供了额外的强度。
在当时来看,该自行火炮的正面投影提供了极佳的防护:它由 120 毫米厚的整块钢质装甲板组装而成。其中上装甲板还设置了 55° 的倾角,这使其等效装甲厚度达到了 210 毫米——这几乎相当于 1941 年 KV-2 坦克的防护概念,对当时的各类反坦克火炮来说几乎无法贯穿。
下装甲板相对较薄(为 100 毫米),但也采用了理性的倾斜角度。
车体前部的核心部件是用于安装火炮的炮罩开口,外部覆盖着一个厚度同为 120 毫米 的巨大半球形铸造防盾。防盾紧密贴合装甲板切口,能保护火炮的反冲机构以及炮手和车长的工作位免受子弹、弹片和小口径炮弹的伤害。防盾的几何形状经过精心设计,可防止火炮在俯仰瞄准时发生卡死。
侧面装甲的厚度有所不同:
车辆下部的垂直装甲板厚度为 40 毫米;
而构成战斗室侧壁以及动力传动舱上方区域的车体上侧面装甲厚度稍厚,为 50 毫米,并带有小幅度的倾斜角度。
自行火炮车体尾部最终方案的结构图/示意图。
车体尾部与装甲防护
车体尾部由厚度为 40 毫米 的垂直及倾斜装甲板构成,开有用于安装与拆卸动力系统部件的工艺切口和舱门,以及排气管通孔。尾部装甲旨在保护关键的传动部件免遭来自后方的炮弹碎片和机枪火力打击,但面对敌方的重型火炮时则几乎没有抵抗力。
车体和装甲战斗室的顶板由 20 毫米厚 的装甲板拼装而成。根据区域的不同,顶板上开有用于安装通风系统外罩、潜望镜观察镜座的开孔,以及供乘员进出的舱门。动力传动舱(MTO)上方的顶板开有供发动机冷却散热器及辅助部件进气的通风口。顶板的所有钢板拼接缝均在内部使用了钢质衬板进行额外加固,以提高车体整体强度。
车体底部采用冲压槽型(盆状)钢板制成,以赋予结构更高的抗弯曲和抗扭转刚度。车体前部底盘拥有 30 毫米厚 的装甲防护,用以吸收反坦克地雷的爆炸能量。车体中部和尾部的底板厚度为 20 毫米(此处无乘员坐席,不过部分弹药储存在车体中部靠近战斗室壁板的位置)。工程师在底盘下平面开有多个工艺孔和应急逃生舱门,并用带有密封垫圈的大型螺栓盖板将其紧固。
内部空间与乘员布置
自行火炮的内部空间分为两个主要舱室:
前部战斗/驾驶室:将驾驶舱与战斗舱整合在由前部装甲板和战斗室保护的统一乘员舱内。4 名乘员的所有工作位均设于此。
右前方 为 驾驶员(操纵手) 的工作位,配备有监控发动机参数的仪表盘、传动系统控制杆和踏板,以及安装在舱门盖上的旋转式观察镜,用于监视路况。
120 毫米主炮左侧 为 炮手(瞄准手) 的工作位,配有望远瞄准镜、双向高低/方向手轮以及用于开火的电点火击发元件。
炮手后方(主炮左手侧、战斗舱后部) 为 车长 的工作位,配备有带周视观察镜的指挥塔、立体测距仪目镜以及用于与其他战车或上级通信的无线电台。
驾驶员后方 为 装填手 的工作位,配备有一个带机枪的旋转塔,四周环绕着主炮的弹药架,装填手由此将炮弹取出并供弹至炮栓推弹线上。
后部动力传动舱:乘员舱与后部的发动机和传动舱通过金属隔板完全隔开,保护乘员免受运转中发动机的噪音、热量和油气蒸发干扰。
战斗舱地板铺有花纹钢板,下方隐藏着硬质转向拉杆和屏蔽的车辆电网缆线。为了在射击后清除车内的有毒气体,战斗室顶部安装了功率强大的电动抽风机。
武器系统
主武器
该自行火炮的主武器为一门 120 毫米 D.1203 线膛炮(有时被称为 SA 46),倍径为 58 倍径,采用单体结构炮管。
制退与复进机制:炮口前端安装了多室主动式炮口制退机,通过将火药燃气向两侧和后方分流来缓冲巨大的后坐力。炮栓采用半自动楔式炮栓。击发后,机构会自动将空弹壳抛入战斗舱内,并将炮栓锁止在打开状态以便装填新炮弹。反冲装置包括沿炮管轴线布置的液压制退机和液气复进机——制退机吸收经炮口制退机后的剩余后坐能量,复进机则使火炮复位。高效的反冲装置确保了对远距离目标进行快速射击时仍能保持瞄准线不偏离。
安装与瞄准机制:火炮通过万向节支架安装在车体前装甲板上,火炮开口外部由厚度为 120 毫米的铸造装甲防盾覆盖。瞄准机构采用手动机械传动——炮手通过转动手轮改变火炮姿态。水平瞄准角为 16°(左右各 8°),垂直俯仰角范围为 -6° 至 +16°。
击发与弹药:火炮通过电子击发按钮进行射击,同时备有机械击发系统作为后备,以防电网损坏时失去战斗力。主炮备弹量为 40 发 分装式(弹头与药筒分离)弹药。弹药类型包括初速达 1000 米/秒 的穿甲弹,以及用于摧毁防御工事的高爆杀伤弹。炮弹置于沿战斗舱两侧布置的金属弹药架内。
120 毫米 D.1203 线膛炮身管极长且威力巨大——战场上几乎没有它无法摧毁的硬目标。
辅助武器与防空系统
为防御来自空中的袭击和应对敌方步兵,战斗室顶板上装有一个防空/自卫武器模块,配备一门 20 毫米 MG 151/20 自动机炮(基于德国 MG 151 重机枪研制)。其用途是打击轻型装甲车辆、防御步兵近接攻击以及应对空中目标——为此,该枪塔可 360° 旋转,且拥有相当大的仰角。据不同资料估计,其备弹量为 500 至 600 发,以 50 发为一链装入弹链。装填手可在装甲防护下,从自己的工作位操控该机炮的瞄准机构并进行射击。
注:网络上也有关于顶板另行安装一挺步兵口径 Reibel 机枪的说法,但并未找到确凿的书面证据。该机枪可能属于标配武器库的一部分,但主要用于乘员下车后的自卫。
航空版本的 20 毫米 MG 151/20 自动机炮。
观瞄系统
火炮的射击精度由光学瞄准镜保障。为了测量目标距离,车长可使用基线长 1.2 米的立体测距仪,测距仪的物镜安装在战斗室顶部的装甲保护罩内。
测距仪的配备使乘员组能够在 1000 米以上的距离上精确计算射击修正量,这完全符合该车在预先准备好的阵地上远距离摧毁敌方装甲车辆的战术构想。
动力、传动与履带底盘
动力系统
车辆尾部为独立的动力传动舱(MTO),其核心是一台 Maybach HL 295 V12 汽油发动机,与当时计划安装在 FCM 50t 试验型坦克上的引擎相同。在最大功率下(2800 转/分),该发动机可输出 1000 马力 的强劲动力。
在研发该发动机时,迈巴赫公司的专家运用了他们多年来积累的全部经验:
- HL 295 采用自然吸气结构(无增压);
- 得益于早期发动机的研发技术,气缸内能形成气体涡流,对气缸扫气产生了积极作用;
- 燃油由位于发动机前部的两个 Bosch 喷油泵直接喷入气缸,且喷油量根据发动机转速进行调节——这也沿用了早期发动机的技术设计。
在 HL 295 发动机的气缸夹角(V型中间)位置,还安装了一台功率为 60 马力(44 千瓦)(6000 转/分)的辅助动力单元(APU)。该辅助动力单元具备多种功能:预热并启动主发动机、为通风和冷却系统供电、作为备用炮塔旋转驱动力,甚至可在车辆停驶时作为二次发电机为自行火炮系统供电或给蓄电池充电。
Maybach HL 295 V12 汽油发动机实物。
传动系统与操控机构
AC 120 自行火炮的传动总成由迈巴赫(Maybach)公司设计局研发,专为配合上述发动机工作而设计。它被描述为一个位于车体尾部、安装在发动机后方的机械式总成。
扭矩从发动机曲轴向变速箱的传递,首先始于一个“钢对钢”干式主离合器(主摩擦片),与该离合器相连的是一台采用常啮合齿轮的手动机械变速箱。转向机构同样与变速箱相连,并共同集成在一个整体式钢制曲轴箱内——这一设计方案极大地节省了动力传动舱(MTO)内部的空间。
车辆的转向操控系统基于行星齿轮转向机构,这使得战车在改变行驶轨迹时,能够平滑地将动力分配至两侧履带,且不会中断动力传递。
扭矩从转向机构向车辆左右两侧延伸,传递至侧减速器(最终传动)。侧减速器设计为减速齿轮箱,安装在装甲车体内部,并与设在车尾的驱动轮直接相连。
位于车体前部驾驶员工作位的控制杆与尾部传动总成之间的连接,通过沿车体底部(战斗舱下方)铺设的硬质拉杆系统实现。拉杆构件的设计中包含了中间支承,用于防止驾驶员在换挡时发生金属弯曲变形。为了方便对传动部件进行日常技术维护,工程师在尾部装甲板和车体顶板上均开有装甲检查舱门。
1950 年 7 月 14 日阅兵式上的该车。
该自行火炮的底盘基于德国坦克学派工程师的研发成果——从车辆图纸来看,工程师采用了带有德国研发特色的线性排列负重轮方案。
就单侧而言,自行火炮安装了 5 个直径为 800 毫米的负重轮,轮缘装有橡胶挂胶,用于在车辆于硬质路面上行驶时吸收震动。作为悬挂系统的弹性元件,车体底部横向安装了扭杆。
带有履带张紧机构的导向轮(诱导轮)位于车体前部;而为了保持扭矩,带有齿圈的驱动轮则因传动系统的布局置于车体尾部。
履带推进器由铸钢履带板组装而成,履带板之间通过钢制销钉连接。工程师为该车设计了两种履带:
主战履带:宽度为 650 毫米,可确保车辆质量均匀分散至地面,以保持通行能力。
运输履带:在使用主战履带通过铁路运输自行火炮时,车体尺寸超出了规定的铁路界限标准,因此车辆需要“换穿”宽度为 370 毫米 的运输履带。
观瞄与通信设备
AC 120 自行火炮的光学仪器综合体使 4 名乘员能够在钢制装甲的保护下观察战场态势——为此,工程师根据每名坦克的职责分配布置了光学设备。
驾驶员工作位:配备了用于观察道路的潜望镜,安装在驾驶员座椅上方的车体顶板上。潜望镜为驾驶员提供了前方扇形区域的视野,使其能够在敌方使用轻武器交火、关闭进出舱门的情况下,驾驶这台重达 58 吨的战车。
车长:拥有光学综合体——其工作位上方的战斗室顶板上安装了车长指挥塔。工程师沿该指挥塔外围安装了周视观察棱镜块,保证了 360° 全景视野,此外还配备了一台基线长 1.2 米的立体测距仪。光学仪器的物镜均由装甲外壳保护。
炮手工作位:配备了望远瞄准镜,其光轴通过机械拉杆系统与 120 毫米火炮的炮管同步。炮手通过该瞄准镜对敌方装甲车辆进行瞄准。瞄准镜的光学系统上刻有用于在不同距离射击穿甲弹和高爆杀伤弹的标尺分线。
装填手:拥有安装在指挥塔顶板上的潜望式观察镜,可在两次供弹的间隙观察地形。
为了保护玻璃元件免受子弹和炮弹碎片的伤害,潜望镜和瞄准镜的外部带有装甲檐口和薄装甲挡板。而在发生损坏的情况下,潜望镜的结构允许乘员在车体内直接更换光学元件,无需走出装甲防护之外。
车辆的外部通信由美制 SCR 528 无线电台 保障,该电台是当时法国装甲车辆的标准配置。
电台模块安装在车辆的乘员舱内,直接位于自行火炮车长的工作位。设备工作在 20 至 27.9 兆赫(MHz) 的频率范围内,采用调频(FM)信号。电台结构包括 BC 684 发射机 和 BC 683 接收机,允许预先设定 10 个固定通信频道,可通过设备前面板上的按钮进行切换。在复杂地形下,无线电信号的稳定收发距离可达 24 公里。
电子管和电台电路的供电来自车载电网,并使用电转换机(умформер / dynamotor)进行电压转换。天线引入端位于装甲战斗室顶板上,天线则采用弹性钢杆,用以发射和接收电磁波。
与无线电台组成统一综合体的还包括一套可供 4 名用户使用的车载通话器(ICS)。每名乘员均配备带有内置耳机和喉头麦克风的软质车长帽(头盔),喉头麦克风可直接拾取坦克手声带的震动。这一技术方案避免了发动机运转的背景噪音和 120 毫米主炮发射时的巨响进入无线电广播及内部通信频道。
电气系统
整车的电气系统采用单线制设计,车体本身充当负极。车载直流电网的工作电压为 24 伏。动力系统运转期间,电能的主要来源是发电机,该发电机直接由汽油发动机的曲轴驱动。
在发动机熄火停机状态下,由 4 组铅酸蓄电池 为用电设备供电。为了防止酸性气体毒害乘员,蓄电池被安置在独立的隔离舱内,并配备了专属的向外排气系统。
电流在动力系统的运转中发挥着关键作用:
没有电能就极难启动发动机;
电压为点火线圈、分电器以及发动机各气缸的火花塞供电。
在驾驶员工作位,电能输送至控制面板上的各项监测仪表,为仪表盘提供背光照明,并保障温度和压力传感器的工作。为了确保夜间行驶安全,车辆配备了外部照明系统——车体前装甲板上安装了带有防空灯罩的大灯,车尾装甲板上则安装了尾灯(位置灯)和制动信号灯。
战车的战斗潜力同样直接依赖于稳定的电力供应:
武器击发:120 毫米主炮和高射自动机炮的射击均通过按下电击发按钮完成,该按钮用于闭合电火花/电击发底火的电路;
照明与换气:装甲战斗室内安装了带有白炽灯的顶灯,用于照亮乘员的工作位。电网的一项至关重要的功能是为车顶的抽风机供电,以便在每次主炮射击后将装甲室内有毒的火药废气抽离;
通信设备:SCR 528 无线电台和车载通话器(ICS)的运行同样需要消耗电能。
工程师们高度重视战场环境下车载电网的安全性——车内所有的动力和信号电缆均穿入坚固的钢管中,可靠地保护电气线路免受各类机械损坏。电缆的防护消除了短路及随后在战斗舱内引发火灾的风险,而电线的全屏蔽设计还能抑制来自发动机点火系统的电磁干扰,从而保证坦克手耳机中的无线电广播清晰无杂音。电能的分配通过配电盘进行,盘内装有易熔断丝(保险丝),在过载时可瞬间切断损坏的电路分支。
结语
AC 120 项目是法国工程师在战后时期打造重型装甲坦克歼击车的又一次尝试——在其结构设计中,工程师采用了许多独创的技术方案,包括在战斗室顶板上安装可远程操控的测距仪模块,以及在前倾斜装甲板上安装 120 毫米大口径火炮。该车的研发建立在对二战缴获装备的研究经验之上。
量产计划的取消是由军事学派的变化和武器技术的发展所决定的:
摇摆式炮塔的研制成功,使工程师能够将 120 毫米口径火炮直接安装在坦克底盘上,为火炮提供了 360° 的全向射界;
假想敌军队中破甲弹(HEAT)的出现与普及,使单体倾斜钢装甲在步兵便携式反坦克武器面前变得脆弱。
1952 年,法国国防部停止了资金支持并终止了该项目的工作,认定重型坦克歼击车的概念已不再符合时代需求。如今,世界上仅存的一辆原型车作为展品,陈列于索米尔(Saumur)装甲博物馆中。
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