為防止被炮彈擊穿,坦克裝甲必須具備很高的硬度,以“彈開”來襲炮彈或使其碎裂,同時(shí)又要具備一定的韌性,以分散彈頭的沖擊能量并確保車體結(jié)構(gòu)完整。虎Ⅱ坦克與第二次世界大戰(zhàn)后期的其他重型裝甲車一樣,主要依靠裝甲厚度來抵御反坦克炮彈,其車體和炮塔均使用軋制均質(zhì)裝甲( Rolled Homogeneous Armour,RHA)制成,裝甲鋼中摻入鉻和鉬以提高硬度和抗應(yīng)力斷裂性能。
經(jīng)過強(qiáng)化的裝甲金屬晶粒結(jié)構(gòu)致密,且尺寸和排布方向一致,能更好地抵御來襲炮彈。軋制均質(zhì)裝甲的各部分硬度相同時(shí)防彈性能最佳,因?yàn)橛捕茸兓瘯?huì)強(qiáng)化裝甲邊界的應(yīng)力集中效應(yīng),削弱其抗彈性能。
虎Ⅱ坦克的車體首上和防盾裝甲均厚150毫米(裝“豬頭”防盾),而當(dāng)時(shí)生產(chǎn)這種厚度的軋制均質(zhì)裝甲并非易事。
虎Ⅱ坦克裝甲部件的生產(chǎn)流程:將原材料加熱至800攝氏度,用水冷卻后以較低的溫度再次加熱,最后再次冷卻。在生產(chǎn)流程精確可控的情況下,裝甲鋼內(nèi)部會(huì)形成貝氏體( Bainite),從而具備更高的硬度和韌性。然而,由于生產(chǎn)線遭到盟軍的持續(xù)轟炸,這一生產(chǎn)流程并不能得到精確控制,實(shí)際產(chǎn)出的裝甲韌性根本達(dá)不到設(shè)計(jì)期望。
炮彈擊中坦克外層裝甲后產(chǎn)生的沖擊波,會(huì)使內(nèi)層裝甲大面積崩落,同時(shí)飛濺出大量鋒利的金屬碎片。德國慣于使用布氏硬度( BrinellHardness)來表示裝甲硬度,虎Ⅱ坦克的車體首上和兩側(cè)裝甲的布氏硬度值分別為220-265(厚150毫米)和275~340(厚80毫米)。
釩作為金屬晶粒生長的抑制劑,常用于改善軋壓均質(zhì)裝甲的力學(xué)性能(硬質(zhì)金屬晶粒在燒結(jié)過程中會(huì)長大,導(dǎo)致硬度、韌性等力學(xué)性能惡化)。然而,冗長的消耗戰(zhàn)使德國的鉬、錳和釩等稀有金屬儲(chǔ)備量捉襟見肘,這導(dǎo)致裝甲材料的性能節(jié)節(jié)下降。
較小的外形輪廓(即較小的被彈面積)可以減小被炮彈擊中的概率,因此虎Ⅱ坦克采用了150毫米厚的硬質(zhì)合金圓錐形炮塔防盾,即“豬頭”防盾。同時(shí),圓錐形裝甲防盾擁有的較大傾角,也能在一定程度上降低被炮彈擊穿的概率,因?yàn)榕趶椇芸赡芤蛉肷浣沁^大而被“彈”開,產(chǎn)生跳彈現(xiàn)象。
此外,采用較厚的硬質(zhì)合金裝甲,還可能使穿甲彈在高速撞擊裝甲時(shí)自身首先碎裂解體(即Shatter-gap”現(xiàn)象,撞擊速度達(dá)到一定值時(shí)發(fā)生),導(dǎo)致穿深降低。理論上講,虎Ⅱ坦克的炮塔正面幾乎不可能被盟軍已有的反坦克火炮在常見交戰(zhàn)距離上擊穿,而在遠(yuǎn)距離交戰(zhàn)時(shí),其炮塔側(cè)面也能抵擋盟軍反坦克火炮的攻擊(實(shí)際上,量產(chǎn)型虎Ⅱ坦克的裝甲性能與設(shè)計(jì)指標(biāo)有一定差距)。
虎Ⅱ坦克的KwK43L/71型主炮原本有兩個(gè)設(shè)計(jì)方案,分別來自克虜伯公司和萊茵金屬-博爾西希公司。前者采用近乎全新的設(shè)計(jì),而后者由Flak41L/74型高射炮改進(jìn)而來?？颂敳镜姆桨溉L較短,有炮口制退器,配用較短且易儲(chǔ)存的炮彈,整體設(shè)計(jì)性能更優(yōu)異且易生產(chǎn)。實(shí)際上,克虜伯公司的方案應(yīng)視為Pak43型反坦克炮的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)版,最初采用單節(jié)炮管設(shè)計(jì),配裝波爾舍公司的預(yù)生產(chǎn)型(pre- production)炮塔。
考慮到發(fā)射高速穿甲彈時(shí)產(chǎn)生的高膛壓會(huì)加速炮管磨損,最終方案改為采用易于戰(zhàn)時(shí)快速更換和生產(chǎn)的兩段式炮管。該方案采用立楔式炮閂,其抽筒機(jī)構(gòu)可在抽出藥筒后保持開閂狀態(tài),以便裝填下一發(fā)炮彈。此外,其炮口制退器能及時(shí)排出火藥燃?xì)獠p小后坐力。
為避免生產(chǎn)周期拖延并最大程度上實(shí)現(xiàn)零件的通用性,虎Ⅱ坦克最終配裝了HL-230P30型發(fā)動(dòng)機(jī)(HL全稱 Hochleistungsmotor,意為高性能發(fā)動(dòng)機(jī);P全稱 Panzermotor,意為坦克發(fā)動(dòng)機(jī))。這型發(fā)動(dòng)機(jī)由邁巴赫公司( Maybach)、汽車聯(lián)盟公司包含奧迪(Audi)、霍希( Horch)、DKW和漫游者( Wanderer)4個(gè)子品牌以及戴勒姆-奔馳公司( Daimler-Benz)聯(lián)合研制,它同時(shí)配裝德軍的其他重型坦克裝甲車,如45噸級豹式坦克和后期型虎I坦克。
為支撐較大的車重,虎Ⅱ坦克采用雙扭桿式懸架和交錯(cuò)式負(fù)重輪,9組扭桿(共18根)橫向穿過車體底部,同組兩根扭桿的端與一個(gè)平衡肘相連(同組兩根扭桿中,一根的另一端與車體對側(cè)壁板固定,另一根不固定,通過齒輪將扭矩傳遞給固定的扭桿)。
單側(cè)的9個(gè)平衡肘與9個(gè)交錯(cuò)布置的負(fù)重輪(內(nèi)側(cè)4個(gè),外側(cè)5個(gè))對應(yīng)連接(兩側(cè)共18個(gè)平衡肘和18個(gè)負(fù)重輪)。相互獨(dú)立的負(fù)重輪在起伏的路面上會(huì)垂直(上下)運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)與其相連的平衡肘順時(shí)針或逆時(shí)針擺動(dòng)(可視為上下擺動(dòng)),平衡肘的擺動(dòng)使扭矩產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形,最終起到緩沖車體所受沖擊力的作用,而負(fù)重輪的交錯(cuò)式布置形式可有效降低履帶的平均接地壓強(qiáng)。
坦克在崎嶇地形上行駛時(shí)擁有極佳的穩(wěn)定性和舒適性,在水平硬質(zhì)地面上的理論最高行駛速度更是達(dá)到41.5千米/時(shí),超過設(shè)計(jì)指標(biāo)。此外,虎Ⅱ坦克的鋼質(zhì)負(fù)重輪采用了內(nèi)掛膠(橡膠)雙輪緣設(shè)計(jì),降低了在濕滑路面上行駛時(shí)履帶滑脫的概率,同時(shí)提高了可維護(hù)性。
虎Ⅱ坦克的主動(dòng)輪(驅(qū)動(dòng)輪)與變速器前置,簡化了換檔操縱機(jī)構(gòu),而其誘導(dǎo)輪由動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制,并與履帶調(diào)整器相連通過前后擺動(dòng)來調(diào)整履帶的張緊度。
