1930年初,苏军引进德国Pak35/36反坦克炮仿制出1-K型37mm反坦克炮。苏军经过改进,在1932年研发出19-K型45毫米反坦克炮,此后又在此基础上先后研发出20-K型坦克炮和53-K型反坦克炮,这就是后来家喻户晓的“牙签炮”。在1930年代的历次冲突中,苏联45mm炮因重量轻、炮架低矮和初速较高等优点广受赞誉。然而在苏德战争爆发后,苏军前线mm炮的评价一落千丈,迫使苏军开展了新型45mm反坦克炮的研发竞标工作。
虽然在苏联时期,人们在描写苏德战争的书籍中总是渲染德军在37mm反坦克炮抵御T-34和KV坦克冲击时犹如“敲门砖”般无力。可事实上,当时双方的角色往往是倒过来的。
严峻的形势在当时武器装备人民委员部写给炮兵总局的书信中也有体现,在信中武器装备人民委员部领导表示德军已拥有60mm装甲的坦克(事实上是50mm前装甲),而且装甲厚度一直有增无减,同时进一步表示:
“...红军主要的反坦克武器:37年型45毫米反坦克炮(53-K型反坦克炮),尽管有不少优点,但军队不喜欢它。因为它的穿甲效果已经落伍了,不能有效抵御敌军的坦克,而且随着敌军坦克装甲厚度的增加,它的打击效果将越来越小...”
炮兵总局认同现有的45mm反坦克炮存在问题,然而最优解却不那么容易就能得出来的。最好的做法当然是采用一种全新的高性能反坦克炮,例如ZIS-2型57mm反坦克炮。但是ZIS-2太贵寿命也太短,直到1941年底,57mm炮及其弹药不能顺利解决成本、寿命和产量问题。
另一个处理方法是大量装备次口径钨芯穿甲弹。然而,以当时苏联钨钼等稀有金属的产量,远不能够满足大量运用到45毫米反坦克炮弹药中的要求。(值得一提的是,当时苏制APCR的钨芯尺寸,多数都比其他几个国家同口径同类弹药的更小)
最终苏军的选择是对现有45mm反坦克炮进行升级改造。1942年1月底,炮兵总局召开技术会议,在会议上敲定了研发新型45mm反坦克炮的技术指标。其中要求新炮能在500m距离上击穿德军三号和四号坦克。研发要求被直接送达给当时45mm反坦克炮的生产厂——172厂。
苏德战争爆发后,原先生产45mm火炮的厂家忙于从苏联西部撤往乌拉尔,位于莫洛托夫地区(彼尔姆市)的莫托维利卡工厂(也叫172号工厂,以下简称172厂),承担了生产45mm反坦克炮的重任。与此同时,172厂吸纳了一些从列宁格勒内务人民委员部下辖的“特别技术局”(英文简称OTB)疏散过来的“沙拉卡”人员(俄语地区对“古拉格”系统内技术部门及其员工的称呼)。
这导致此时的172厂内部存在两个独立的设计局,一个是由172厂首席设计师古连科领导的“KB-172设计局”(以下简称KB局),另一个是由“沙拉卡”设计师伊万诺夫领导的“OKB-172设计局”(以下简称OKB局)。这两个设计局分别研发出了代号为“M6”和“M42”的新45mm反坦克炮。
在上述会议的基础上,172厂两个设计局在相关设计师的领导下开展了图纸设计工作。设计人员试图同时解决两个问题:提高火炮穿深并增加产量。其中KB局新炮的主要改进如下:
1942年4月开始,M6火炮的第一门原型炮已经准备开展测试。然而其直到5月21日才被送往莫斯科附近索夫里诺的试验场,但是试验场也没有准备好开展武器试验。为尽快开展测试,172厂后续生产的第二门M6火炮样品又被送往炮兵总局在下塔吉尔附近的试验场测试。第一门炮因此留在了索夫里诺,并被认为是现在俄罗斯卫国战争纪念馆M6火炮的由来。
第二门M6与前者略有不同,其在试验场共打了80发炮弹,这中间还包括29发强装药弹。随后M6又在牵引条件下行驶了300公里不同状况的路段,其中在良好道路时速度能达到为25-35km/h,恶劣路段则为10-15km/h。经过初步总结后苏军继续测试,截止到6月25日,M6火炮共进行了969次射击(包括计划中的600次铺装路面架设射击)和1063公里的不同路面牵引测试。
M6火炮采用半自动炮机,装弹时自动闭膛,射击后自动退壳。一体化身管和炮闸螺接,射击时整体后座,在下架上前后复进,后座机构在身管下方,后座距离为620-780毫米。为提高对轻武器和破片的防护效果,防盾厚度增加到7mm。
早在1941年底,OKB设计局的相关设计师就已经开展了改进型45mm反坦克炮的研究工作。OKB的思路是在现有45mm反坦克炮和弹药规格基础上通过加强装药和加长炮管来提高弹药初速,进而提升穿甲效果。这种思路虽然最大限度降低了改动幅度,但也导致火炮在早期测试时继承了老炮的很多结构缺陷。
2月5日,OKB向172厂提交并获准了一种名为M42的新式45mm反坦克炮,这是一种在19-K型1932年型45mm反坦克炮基础上改进而来,主要是身管加长了27.5倍径,穿甲弹装药也从原先的360g加强到395g,防盾也增厚到7mm。
1942年2月20日,172厂内部召开技术会议,确定新45mm炮的研发方向。一种原因是必须在现有炮架上换装新身管设计,另一方面是尽可能简化结构,使得机加工时间减少3-4成。
2月24日,炮兵总局驻172厂军代表向总部书面报告OKB和KB设计局的工作进度,并在报告中指出(编译者:大意如下):
”2月24日,OKB设计局致信172厂领导和驻厂炮兵总局代表强调自身设计思路的优势,并做如下说明:
“ ...计算证明,53-K型45mm反坦克炮的炮架允许在不超载的情况下加长炮管,使炮弹初速从760m/s提升到900-920 m/s,且不使用膛口制退器,所以仅仅更换炮管就能够实现升级改造......OKB设计局提出的45mm反坦克炮的现代化改造方案通过论证已经打消了质疑,并证明能够最终靠一个格外的简单的方法对45mm反坦克炮进行很有效的现代化改造... ”
最后伊万诺夫指出,这种思路可以马上实践。M-42火炮的原型机在3月14日前,就在172厂开始生产,之后在OKB设计局调试。3月16至26日,M42火炮通过了牵引和射击,之后进行了一些小改进,最终满足了炮兵总局的要求准备进一步测试。
显然三者之中成熟度最低的就是加里宁厂的104K,因此104K很快被淘汰。随即M6和M42在42年4月开展了对比测试,具体结论如下:
1、M6和M42的弹道相同,后者炮管更长(注:此处苏军给出的结果矛盾,两者倍径基本一致);
2、因为M6采取了很多新工艺,当53-K转换为M6火炮时,短时间产量会受影响,这是难以接受的一点;
4、M4仅通过更换炮管和其它一些小改动就能解决红军反坦克炮的升级问题;
6、从长期看,M6既解决了性能问题,也解决了生产中的问题,是较好的选择。
在测试期间迫于战事吃紧,炮兵总局将新炮直接投入前线测试,并收到了大量差评:
M-6炮具有与M-42相同的弹道特性,在制造工艺方面也更先进。但是,如果投产M6,会导致45mm反坦克炮的短时间内减产。虽然后期产量会明显恢复,但是在1942年夏天由于战事吃紧,反坦克炮难以减产。而M42只需要对53-K进行小幅度的改动,虽然在竞标过程中有一些反复,期间也发生了172厂、KB和OKB三者的一些纠纷,但最终M42胜出,并被定名为“1942年型45mm反坦克炮”,由172厂和235厂生产。
1942年5月1日,竞标测试结束,依据相关记录,M42炮管寿命约为1500发。使用穿甲弹和榴弹射击时,初速分别为885m/s和335m/s,炮膛内最大压力不超过2900kg/cm²。
根据测试结果,M42在500m对冲击韧性强度为K=2400的装甲钢射击时,能以90°射入角击穿59mm或以60°射入角击穿48mm。53-K火炮的这一数据则分别达到43mm和35mm。M42并不是完美的,当它使用45mm标准弹药时容易卡壳,这样的一个问题始终没解决。且M42除了炮管不同,唯一的创新就是轮胎有所改进。
5、火线、系统重量(射击状态下)570kg,炮管(带尾部相关机构)167kg,炮架炮盾222kg,复进机构175kg;
M42火炮是苏联陆军装备的最后一款45mm反坦克火炮,其一直生产到二战结束,产量共约11000门。OKB-172的设计师伊万诺夫在1943年7月18日被赦免。
然而竞争并没有停止,1942年7月中旬,此前竞标失败的卡里宁8厂向炮兵总局提交了一款名为ZIK-4的45mm反坦克炮方案,并获得通过。该型火炮旨在尽可能简化结构的同时提高性能。ZIK-4的零件数量仅有53-K的一半,制造一门ZIK-4只需要190个工时,而53-K需要高达450个工时,M-6也需要250个工时。
在1942年夏天M6竞标后,172厂在年底仍然生产了8门样炮。其中4门于1943年2月在炮兵总局武器试验场(ANIOP)进行了现场测试,测试的结果并不比1942年夏天更好,遂返厂改进。1943年8月,炮兵总局获悉172厂已完成M6的改进工作,建议进行大规模测试,然而此时45反坦克炮已经过时了。最后一次记录是43年12月M6测试了M42的部分零件。
M42的生产始于1942年底,但在1943年夏天(库尔斯克),新型德国坦克的出现再次引发对45mm反坦克炮存在意义的质疑。根据前线对虎式坦克的测试显示:
M42火炮对德军重型坦克侧击是有效的,但仍然没有让苏军满意。二战中后期,各类45mm反坦克炮慢慢的变多的作为步兵炮使用,在当时这类相对轻便的支援火力苏军没有更好的选择。
“...卫国战争的经验表明,与步兵团一起使用的45mm反坦克炮只能与敌军轻型坦克作战。对敌军虎式坦克或者重型坦克歼击车的打击效果不佳。在战斗中,步兵团常常无法独自与这些重型战车作战。因此有必要列装更强力的反坦克炮...”
“ ...有必要在步兵营保留四门45mm火炮,它们机动灵活且能高效打击敌军火力点......尽管有成熟的战术、良好的设计以及出色的制造质量,但37年型和42年型的45mm反坦克炮已经没办法继续作为红军的反坦克炮使用了......基层的45mm反坦克炮必须变更用途,可当作步兵炮使用...”
结语总的来说长管45mm炮比25mm、37mm反坦克炮结局都要好一些,但也被边缘化了。二战时期装备发展非常迅速,战前兴盛的小口径高初速反坦克炮迅速落伍,破甲弹作为一种新手段将引领一个新时代。