『候知健』中国99A坦克，怎么设计能对抗美军M1？，核心材料两代差距
在中国兵工学会2014年出版的《装甲防护材料技术》中 ， 我国的装甲科研工作者在陶瓷装甲一章里 ， 明确指出英国的挑战者和美国的M1系列是世界上防护性能最好的坦克 。 这其中非常关键的原因 ， 在于这两种坦克的装甲陶瓷材料十分优异 。 
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图：美国M1A2坦克
和传统的装甲钢相比 ， 陶瓷材料具备硬度高、强度高（尤其是在高温下）、密度低的特点 ， 因此能在更轻的重量下提供更高的防护能力 。 这种以陶瓷为核心材料的现代复合装甲技术最早由英国在70年代实用化 ， 至今发展了三代 ， 而美国的M1系列坦克上正好全部使用过这三代技术 。 
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图：内容来自2014年首版公开发行的相关理论专著
第一代复合装甲以三氧化二铝为陶瓷材料 。 刚玉宝石的主要成分就是它（红宝石、蓝宝石都是刚玉宝石）；很多手表、手机在宣传时 ， 喜欢说自己用的是蓝宝石表面材质 ， 其实就是人造的透明刚玉 。 三氧化二铝的“装甲宝石”材料 ， 硬度是装甲钢的三倍以上 ， 而重量不到一半 。 
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图：各种形状的氧化铝陶瓷装甲块
英国最早开发的乔巴姆复合装甲中 ， 核心的陶瓷部分就是三氧化二铝材料；随着英国向美国转让装甲技术 ， 第一代乔巴姆装甲也成为了M1坦克的标配 。 由于它的制造工艺相对简单稳定 ， 容易稳定批产 ， 价格也比较好接受；我国目前的陶瓷装甲应用研究 ， 都是围绕三氧化二铝而展开 。
第二代陶瓷装甲的性能更高 ， 有两个主要的发展方向：碳化硅与硼化钛 ， 前者重量最轻 ， 后者抗弹性能最好；但它们在制造上都异常困难 ， 烧结温度高 ， 制造方法非常复杂 ， 工艺非常难以稳定 ， 而且成本高昂 。
美国在花了很大力气研究以后 ， 成功的获得了高韧性的硼化钛陶瓷装甲技术 ， 并应用在了M1A1坦克上 。 我国对于硼化钛陶瓷装甲的研究 ， 目前仅能在实验室范围内进行 。 
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图：硼化钛板
第三代陶瓷装甲技术的突破不在陶瓷材料本身上 ， 而在于美国利用贫铀合金进一步大幅强化了陶瓷材料的性能发挥 。 M1A2坦克就采用了贫铀装甲 ， 这项技术的保密程度极高 ， 完全由美国独自掌握 ， 我国至今不清楚其具体的设计原理 。
不过材料并不决定一切 ， 坦克的生存能力取决于很多方面的因素；只要设计足够科学合理 ， 材料上的不足 ， 很大程度上是可以依靠后发优势 ， 在总体设计和新技术运用上弥补回来的 。 在我国科研人员的不懈努力下 ， 99A坦克成功的做到了这一点 。
2.M1系列坦克的设计优化程度并不高
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【『候知健』中国99A坦克，怎么设计能对抗美军M1？，核心材料两代差距】图：挑战者II坦克的人员分工示意 。 这类没有自动供弹机的坦克 ， 需要四个人才能玩转：驾驶员（Dirver）坐在底盘里开坦克 ， 其余三个人都坐在或者站在炮塔的吊篮里 ， 跟随炮塔转动 。 其中炮手（Gunner）负责火炮和并列机枪的瞄准射击 ， 装填手（Loader）负责从弹仓和炮弹架里抽出炮弹并装填打空的火炮；而车长（Commander）则观察战场 ， 和上级、同僚联系 ， 指挥坦克作战 。
无论是美国M1系列坦克 ， 还是英国的挑战者系列坦克 ， 它们实际上都还存在很大的重量优化空间 。 这两种坦克都特别重 ， 关键的原因在于它们没有自动装弹机 ， 只能采用三人制的炮塔 ， 于是炮塔的体积一下子就大了 。 由于坦克极其强调炮塔的正面防护 ， 随着炮塔的高度和宽度加大 ， 前主装甲的重量也随之飙升 。
这使M1、挑战者不得不把炮塔后舱设计的特别大 ， 以平衡整个炮塔的重心 ， 维持在座圈中央范围内 。 弹药隔舱设计 ， 实际上是必须采用大后舱设计的结果 ， 本身并不带来多大的生存能力优势 。 实际上M1和挑战者的炮塔侧后方的装甲 ， 厚度都很薄——不然整车的重量就会高到车辆动力系统和路面都无法承受的地步了 。 
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图：M1系列坦克的炮塔被吊起 ， 吊篮部分清晰可见 。 如果炮塔的重心不平衡在圆形座圈的中央范围内的话 ， 在转动炮塔时就会遭遇到很多问题 。
从总体优化的角度看 ， 坦克采用自动装弹机设计取消装填手 ， 采用两人制炮塔缩减尺寸 ， 减小中弹概率 ， 省下的重量拿来增强防护要划算的多 。 这种思路实际上并不只是苏联坦克的专利 ， 法国的勒克莱尔坦克也是典型例子 。
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