IS坦克机头单元的诞生：1944年斯维尔德洛夫斯克的研究
701对象
乌拉尔“装甲学院”
在苏联，从一开始，主要的装甲研究机构就是“装甲研究所”（TsNII-48），该机构在《军事评论》的版面上多次被提及。例如，文章 “装甲学院”。苏联学习制造装甲再次讲述这个传奇机构活动的原因是为了研究中型和重型装甲的焊接接头 坦克1944年在中央国家工业研究院-48号斯维尔德洛夫斯克分院进行的一项研究。这份曾经的绝密文件揭示了焊接生产的复杂性，并将国内技术方案与国外类似方案进行了比较。特别值得关注的是几种不同型号油箱头部组件的图纸和火烧试验结果。材料略有缩写。原始文件现保存于莫斯科的俄罗斯国家经济档案馆。
在世界坦克制造实践中，坦克装甲部件的焊接接头首先在苏联得到广泛应用。广泛使用焊接连接装甲的主要困难是装甲钢的可焊性降低。
在苏联，“通过复杂的科学研究和生产试验工作，积极解决了装甲焊接问题，以提高装甲的可焊性，并发展焊接工艺技术”。由于熔敷金属的强度和抗穿甲性能无法达到与主装甲相当的水平，因此需要设计一种能够减轻炮弹击中时焊缝所承受巨大载荷的坦克装甲部件连接结构。但目前的材料强度理论还无法通过计算确定连接类型和焊缝尺寸。
卫国战争期间，反坦克武器和坦克武器的威力不断增强 火炮 （75、88和105毫米口径反坦克炮的广泛使用，其初速高达1000米/秒）导致国产坦克的装甲威力相应提升。在如此强大的反坦克武器无法穿透装甲的情况下，焊接接头的维护变得更加困难，因为威力强大的穿甲弹的全部能量都会转移到接头上。解决中型和重型坦克的装甲接头问题至关重要，因此是一项紧迫的任务。通过对各种类型的接头进行直接测试，确定了各国国产和德国反坦克炮的现代穿甲弹的防护能力，这一任务得以解决。
试验分别针对中硬装甲部件的接头和高硬装甲部件的接头进行了测试。焊接采用不同类型的焊条：奥氏体焊条、硅锰焊条、铬镍钼焊条和优质UONI-13/55型焊条（碳素焊条，表面带有特殊涂层）。
因此，解决中型和重型坦克装甲接头问题至关重要，是一项紧迫的任务，必须采用最快速、最可靠的方法予以解决。为此，作者广泛采用了直接测试各种结构接头的方法，以抵御来自德国和德国不同容量的现代穿甲弹的攻击。
通过对各种装甲结构中各种连接类型的测试以及对其在不同口径反坦克炮火下性能的研究，可以可靠地评估其质量，并为国内坦克制造推荐最合适的高强度焊接连接类型，这些连接类型在国内坦克制造实践中得到了广泛应用。此外，重型坦克装甲连接类型的研发已经并将继续为制造威力更大、在面对大口径反坦克炮猛烈火力时具有更高生存能力的重型坦克提供保障。
不同类型焊接接头的研究。
公认的研究方法包括：制作中型和重型坦克的实验设计、配备各种接头的实物大小的装甲结构专用模型，并用各种口径的穿甲弹和高爆弹测试这些设计。中型坦克的实验车体和相应的模型分别用以下炮弹的穿甲弹和高爆弹进行测试：a) 45毫米反坦克炮，初速760米/秒；b) 76毫米反坦克炮，初速660米/秒，以及在某些情况下，用德国75毫米和88毫米反坦克炮，初速在770米/秒至1000米/秒之间。
重型坦克的实验车体和相应的装甲结构模型用以下炮弹的穿甲弹和高爆弹进行了测试：a）德国 75 毫米反坦克炮，炮口速度为 770 米/秒；b）国产 85 毫米反坦克炮，炮口速度为 820 米/秒；c）德国 88 毫米反坦克炮，炮口速度为 1000 米/秒；d）德国 105 毫米反坦克炮，炮口速度为 830 米/秒。
试验分别针对中硬装甲部件接头和高硬装甲部件接头进行了试验。焊接采用两种方法：手工焊接和自动焊接（在焊剂层下使用低碳焊丝焊接）。
1 – 在KV坦克上进行实战测试。上部结构由四分之一的侧面支撑，未观察到接头处明显损坏。
2 – 在T-34坦克上进行了测试，使用了45、50、76、75和88毫米口径的穿甲弹和高爆弹。该连接件非常耐用，因此可以稍后拆除额外的金属扣。在更换更大厚度的金属扣时，其技术性能较差。
3 - 此外
4 - 此外
5-已在15、16、17号特种型号以及701、701A、“豹”式、“虎”式和“虎王”坦克上进行测试，测试中采用了75、85、88、105、122和152毫米口径的穿甲弹和高爆弹。采用奥氏体焊条焊接时，接头强度高，经久耐用。
6 – 在虎式坦克上进行测试，并与16号模型上的其他部件组合进行测试。在使用中等硬度装甲和奥氏体焊条焊接的情况下，使用强力穿甲弹和高爆弹进行测试，显示出较高的强度和耐久性。
7- 在IS-1坦克上进行了测试，在一个特制的装甲舱内，使用76毫米炮弹。第一发炮弹击中框架时，连接处被破坏。
8 – 在“费迪南”自行火炮上以及在GBTU KA的NIBT试验场进行了实战测试，使用了88毫米和122毫米口径的穿甲弹。连接处强度很高。在靠近接缝处正面多次命中后观察到的破坏，是由于德国装甲在焊接热影响区较脆弱造成的。
9. 已在16号车体模型和一辆IS-2坦克上进行测试，使用88毫米和105毫米口径穿甲弹。该复合材料具有高强度和高耐久性。
10. 已在15号和16号车体的特殊型号上进行了测试，这些车体分别搭载88毫米和105毫米口径的穿甲弹和高爆弹。由于零件尺寸较大，相互推力大，并采用奥氏体焊条焊接，接头强度高、耐用性好，在测试过程中未发生断裂。
不建议安装方形，因为如果没有支撑，其焊缝会开裂，但这不会影响主连接的强度。
11. 已在英国MK坦克上进行实战测试。其炮架在被加大口径的穿甲高爆弹首次发射后便被摧毁。
12. 该连接装置已在重型虎式坦克上进行了实战测试。当上部正面由侧面部件或挡泥板支撑时，该连接装置具有较高的强度和耐久性。
13. 在“费迪南”自行火炮上进行了大口径炮弹的实战测试。对失效车辆的检查表明，虽然焊缝热影响区的装甲脆性增加，但接头本身不仅强度高，而且具有很强的耐久性。
14.IS-5 和 Kirovets-6 重型坦克正面的驾驶员入口舱口与地平线呈小角度（1 度）倾斜，确保其在受到来自任何角度和距离的大口径穿甲弹和高爆弹的攻击时完全不受伤害。
总共检查了 114 种装甲化合物。
焊接接头的强度取决于各种坦克部件的脆弱性，并按战术要求降低的方向排列，即：
1. 船体上、下正面部分的连接；
2. 上部正面部分的连接；
3.将上部正面部件与船体护舷板连接起来；
4. 将上部正面与侧面连接起来；
5. 将前部下部与侧面连接起来；
6、通过挡泥板底部将挡泥板与侧面连接起来；
7. 将两侧与船尾上部连接起来；
8. 将两侧与船尾下部连接起来；
9. 将车顶与车头部分连接起来；
10.将挡泥板与车顶部件连接起来；
11.将船尾与船顶连接起来；
12. 下部正面与船体底部的连接；
13.将侧面与船体底部连接起来；
14.将船尾下部与船底连接起来；
15.重点介绍了自行式车辆驾驶室部件的一组特殊连接。
这种带有特定装甲接头的机头单元设计首次应用于国产重型坦克KV。该坦克的装甲防护部件采用中等硬度的均质装甲，接头采用奥氏体焊条焊接而成。
机头组件并未接受专门的野外测试。接头和机头组件整体的耐久性是通过检查在战斗条件下失效的坦克来评估的。
根据中央第48研究所、GBTU KA NIBT试验场和NKTP质量检测的检测材料，确定坦克在被50、75、88和105毫米口径的穿甲弹和高爆弹击中后没有受到严重损坏。
鼻锥表现出了令人满意的生存能力，但对抗现代反坦克导弹的装甲威力不足。
机头组件结构生存力试验结果。
机头单元的设计应用于重型IS坦克，由两个高硬度的实体铸件（机头和炮塔箱）以及相邻的两个中等硬度的垂直侧面组成。连接采用奥氏体焊条焊接。该设计已在专用机头部分上进行了测试，发射了76毫米口径的穿甲弹，并在IS-2坦克车体上进行了测试，发射了88毫米和122毫米口径的穿甲弹和高爆弹。
铸造的车头与铸造的炮塔箱体的连接在炮弹射击时表现出了足够的强度和生存能力；而与侧面的连接则表现出了较低的强度和生存能力，在连接区域第一次被击中后就会被摧毁。
机头组件结构生存力试验结果。
机头单元的设计最初应用于国产T-34中型坦克，后被德军在“黑豹”中型坦克和“虎王”重型坦克上效仿。T-34机头单元的部件采用高硬度均质装甲，接头采用奥氏体焊条焊接。
该部队在试验场根据一项特殊计划进行了测试，在七辆 T-34 车体上安装了不同口径的炮弹，并在战斗条件下遭到 37、50、75 和 88 毫米口径反坦克炮的射击。
无论是在试验场测试的车体还是在战场上失败的车体，该装置都表现出令人满意的连接强度和整个结构的整体生存能力。
类似的装置曾在701A重型坦克实验模型上进行过测试，该模型采用均质中等硬度装甲，并使用奥氏体焊条焊接而成；此外，还在“虎王”坦克车体上进行过测试，该车体装有88、122和152毫米口径炮弹，并表现出令人满意的强度和耐久性。“虎王”坦克的装置是个例外，它观察到焊接热影响脆性区（高碳装甲）的连接处出现破坏。
通过对所得数据的分析，可以得出以下结论：
1. 为了将正面部件连接起来，最高的强度和耐用性是通过用四分之一、齿和榫制成的各种轮廓的装甲部件的连接来体现的，这些连接相互支撑并用奥氏体电极焊接。
2. 上部正面与挡泥板的连接采用齿榫连接，并用奥氏体焊条焊接，可达到强度和耐用性的最佳效果。
3. 对于上、下正面与侧面的连接，当部件由其他相邻部件支撑时，采用奥氏体焊接的四分之一接头、榫头接头（用于通过方形的高硬度装甲）、带槽的榫头、带槽的对接接头和单独对接接头可获得最佳的强度和耐久性。
4. 挡泥板衬里通过挡泥板衬里底部与侧面的连接可达到所需的强度和耐久性：a）当底部水平布置在四分之一处并仅重叠时，使用奥氏体焊条焊接，并使用 5 毫米竖起屏幕进行强制性屏蔽，保护挡泥板免受高爆弹爆炸的伤害；b）当挡泥板衬里底部倾斜布置时，通过推力与挡泥板衬里连接，并与四分之一或狭槽中的侧面连接，并使用奥氏体焊条焊接；c）如果挡泥板衬里与侧面以一定角度直接连接，则使用奥氏体焊接的榫齿连接。
5. 使用四分之一榫接头和单面榫接头可以可靠地实现侧面与下后部的牢固连接，在这种情况下，可以使用奥氏体和高质量电极进行焊接。
6.车顶与前部和挡泥板衬里的连接可以通过推力、四分之一和榫头连接，外部接缝使用奥氏体焊条，内部接缝使用高质量焊条，从而具有所需的强度和耐久性。
7. 对于下部前部与船体底部的连接，采用与车顶与前挡泥板相同的连接方式，效果良好，但它们仅采用高质量焊条焊接而成。
8、船底与侧艉部件的连接采用榫卯连接、推力连接、搭接连接等方式，采用优质焊条焊接，具有良好的强度和耐用性。
为了选择油箱鼻头组件最关键角度的最佳设计角度以及这些组件各部件的连接类型，对特殊的鼻头部分和油箱鼻头组件的模型进行了测试。
根据测试数据，可以推荐重型坦克使用具有指定连接类型的第四和第五种机头组件，因为它们在高弹丸负载下使用强力弹丸进行测试的恶劣条件下具有极高的强度和生存能力。
只有使用上述推荐的连接类型，第三种类型的装置才可用于装甲重型坦克。
机头组件结构生存力试验结果。
车头部分的设计参考了IS-6、701重型坦克以及15号和16号车体特殊型号（实际尺寸），由中等硬度的均质装甲构成，其接头采用奥氏体焊条焊接而成。
对15号和16号车体模型以及701型坦克车体进行的专门实地试验，使用85、88、105、122和152毫米口径的穿甲弹和高爆弹，结果表明，各个关节和整个机头单元都具有很高的耐用性和生存能力。
值得注意的是，在测试过程中，穿甲弹和高爆弹以标准速度直接射入编队，表现出良好的抗炮弹直接命中能力。
机头组件结构生存力试验结果。
船首组件（山墙）的设计是在15号和16号船体的特殊模型上设计的，并由中等硬度的均质装甲制成。如草图所示，部件的连接采用奥氏体焊条焊接进行。通过现代反坦克炮发射的85、88和105毫米口径穿甲弹和高爆弹对船体模型的船首组件进行了密集炮击测试，其中大量炮弹直接射入了接头的接缝中。强大的装甲防护使其能够以标准弹丸速度（分别为50、800和1000米/秒）从830米的距离进行射击，从而将弹丸的所有能量传递到接头。
尽管在冲击力和弹丸载荷方面测试条件极其严苛，但连接件和整个装置仍表现出极高的强度和耐久性，未出现任何损坏。该装置和连接件的卓越品质为实验型重型坦克IS-6以及最终投入生产的“基洛夫-1”重型坦克采用这种设计奠定了基础。
工作机会
通过对大量连接件进行研究，我们能够为中型和重型坦克推荐高强度耐用的连接件。这些建议可以作为指导方针（规范），供致力于改进现有和新型中型和重型坦克以及相应自行火炮的设计局参考。
关于工作成果的落实。
1、研究过程中，对量产的T-34、IS坦克的焊接接头进行了改进和实施。
2.经过全面研究的IV型和V型机头组件及相应的连接装置已被认可并应用于IS-6、701型和基洛夫-1型重型坦克的新型型号上，其中V型机头组件（山墙式机头）已被GBTU KA军事委员会和坦克工业人民委员会认可实施（参见NKTP命令第729ss号和第1053号）。
3. 推荐连接件上的材料是设计局在设计和改进中型和重型坦克时使用的。
IC-6
701对象
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“基洛夫-1”
结论。
1.研究了坦克装甲部件的各种连接形式，并推荐在国内坦克制造中使用高强度焊接装甲连接，以确保装甲结构在大规模炮弹火力下具有较高的生存能力。
2. 创造了新型重型坦克强力机头，具有很高的装甲防护能力以及在强大的现代敌方反坦克炮火下的生存能力。
该项工作成果广泛应用于国内坦克制造和新型坦克设计，使苏联在坦克批量生产和质量方面处于世界领先地位。
作者：G. I. Fedoseenko、A. P. Goryachev、P. P. Mitris、G. N. Gubarev。
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