M4 Sherman
Vũ khí > Quá trình phát triển

Trong quá trình thiết kế xe, các kỹ sư Mỹ đã lập nhiều phương án để có thể lắp nhiều loại pháo (cụ thể là pháo 75 mm, pháo 3-inch hoặc lựu pháo 105 mm) vào tháp pháo của Sherman. Việc lắp đặt pháo 3-inch M7, pháo chính của xe tăng hạng nặng M6, vào tháp pháo của Sherman, được thử nghiệm đầu tiên, nhưng kích thước lớn và sức nặng của khẩu pháo khiến việc lắp đặt là không khả thi.
Đầu năm 1942, quân đội bắt đầu thử nghiệm việc lắp đặt pháo 105 mm vào tháp pháo của Sherman. Lựu pháo M2A1 105 mm được cho là không phù hợp, nên đã được thiết kế lại hoàn toàn với định danh mới là M4 105 mm. Sau nhiều lần sửa đổi tháp pháo (liên quan đến sự cân bằng của súng và tốc độ quay tháp pháo) và thay đổi nội thất của xe (để phù hợp cho việc trữ đạn 105 mm), Cục Quân khí đã bày tỏ sự hài lòng với thiết kế mới này và việc sản xuất xe tăng M4 mang pháo 105 mm được tiến hành vào tháng 2 năm 1944.
Sherman trong lần tham chiến đầu tiên vào năm 1942 được trang bị pháo M3 75 mm, có khả năng bắn xuyên thủng được lớp giáp đồng nhất (RHA) dày 88 mm ở góc 90 độ ở khoảng cách 100 mét (110 yd) và 73 mm ở khoảng cách 1.000 mét, bằng đạn M61 APCBC thông dụng. Tại chiến trường Bắc Phi, Sherman có thể hạ gục được cả hai loại xe tăng chính của Đức là Panzer III và Panzer IV ở phạm vi giao chiến thông thường. Tình báo Mỹ cho rằng quân đội Đức Quốc xã sẽ tung ra hai loại tăng mới là Tiger I vào năm 1942 và Panther năm 1943. Họ cho rằng Panther là loại xe tăng hạng nặng tương tự với chiếc Tiger I, và nghi ngờ về việc sẽ có nhiều chiếc được sản xuất. Do quan niệm sai lầm này, cùng với kết quả rút ra từ các buổi thử nghiệm rằng pháo 76 mm có thể tiêu diệt cả Tiger I và Panther, Bộ chỉ huy Quân đội Hoa Kỳ đã không đặc biệt quan tâm đến Tiger I. Tuy nhiên, tiêu chí đánh giá và kết quả của các cuộc thử nghiệm pháo 76 mm sau đó được cho là không chính xác khi so sánh với điều kiện thực tế (các cuộc thử nghiệm đối với các tấm giáp của Mỹ có cấu hình giống với các tấm giáp được tìm thấy trên xe tăng Panther cho thấy pháo M1A1 mới sẽ phù hợp trong việc tiêu diệt xe Panther hơn, nhưng việc thử nghiệm trên một chiếc Panther bị thu giữ chưa bao giờ được thực hiện), thậm chí cả Tướng Eisenhower còn nói rằng Cục Quân khí đã gửi những báo cáo sai cho ông về việc pháo 76 mm có thể hạ gục bất kỳ loại xe tăng nào của Đức. Ban chỉ huy Lục quân Hoa Kỳ cũng không lường trước được việc người Đức có ý định sẽ biến Panther thành xe tăng tiêu chuẩn cho các sư đoàn thiết giáp của họ trong năm 1944, được hỗ trợ bởi một số lượng nhỏ Tiger I và Tiger II.
Khi pháo 76 mm, có định danh T1, được lắp đặt trên xe tăng Sherman vào mùa xuân năm 1943, nó được cho là gây mất cân bằng tháp pháo, và việc nòng súng quá dài sẽ gây khó khăn trong việc vận chuyển và có nguy cơ sẽ khiến xe bị lật nếu di chuyển trên khu vực có địa hình gồ ghề. Chiều dài của khẩu pháo được cắt giảm 15-inch (380 mm), và được mang định danh mới là M1. Việc lắp khẩu pháo mới này vào tháp pháo M4 gốc ban đầu được nhận định là không khả thi, vì vậy tháp pháo của dự án xe tăng T23 bị hủy bỏ đã được sử dụng để thay thế cho phiên bản sản xuất cuối cùng của M4 Shermans 76 mm, cùng với một phiên bản nâng cấp mới của pháo M1 là M1A1.
Bất chấp việc phát triển các loại pháo chống tăng 76 mm và 90 mm mới của Cục Quân khí, Bộ chỉ huy Quân đội Hoa Kỳ đã từ chối việc sản xuất chúng, và cho rằng đó là không cần thiết. Việc nâng cấp M4 Sherman bằng cách lắp tháp pháo trang bị pháo 90 mm từ dự án xe tăng T26 lên thân chiếc M4 vào tháng 4 năm 1944 đã được dừng lại sau khi họ nhận ra mẫu thử nghiệm này có thể làm trì hoãn việc phát triển xe tăng T26. Thậm chí vào năm 1943, hầu hết các mẫu xe thiết giáp của Đức như Panzer IV, pháo tự hành xung kích StuG III và pháo tự hành chống tăng Marder III, đều được trang bị pháo 7,5 cm KwK 40, đều có khả năng tiêu diệt Sherman ở các khoảng cách thông thường. Sự chênh lệch lớn về hỏa lực giữa xe tăng Đức trong năm 1943 và pháo 75 mm của Sherman là động lực dẫn đến việc phát triển pháo 76 mm vào tháng 1 năm 1944. Trong quá trình thử nghiệm trước thời điểm diễn ra Chiến dịch Overlord, pháo 76 mm được phát hiện là sẽ tạo ra một chớp lửa lớn không thể tránh khỏi, dẫn đến việc bụi đất xung quanh bắn lên mù mịt và cản trở việc tiếp tục bắn của xe. Mẫu pháo M1A1C, được đưa vào sản xuất vào tháng 3 năm 1944, được cắt thêm rãnh xoắn ở đầu nòng pháo để có thể lắp một bộ bù giật ở đó. Bộ bù giật cho mẫu pháo M1A2 được phát triển vào tháng 10 năm 1944 đã giải quyết được hoàn toàn vấn đề chớp lửa bằng cách tạo các lỗ dẫn chớp lửa sang hai bên khẩu pháo.
Học thuyết của Lục quân Hoa Kỳ vào thời điểm đó đề cao khả năng đa nhiệm của xe tăng, và việc sử dụng đạn nổ mạnh được coi là quan trọng. Là một loại súng chống tăng chuyên dụng, pháo 76 mm có loại đạn nổ mạnh yếu hơn nhiều so với loại 75 mm hiện có, và ban đầu không được các chỉ huy sư đoàn thiết giáp Hoa Kỳ chấp nhận, mặc dù nhiều khẩu đã được sản xuất và có sẵn. Toàn bộ các xe tăng của Mỹ triển khai tại Normandie vào tháng 6 năm 1944 đều được trang bị pháo 75 mm. Các đợt giao chiến với xe tăng Panther ở Normandie đã nhanh chóng cho thấy sự cần thiết của việc tăng cường khả năng chống tăng, và Sherman mang pháo 76 mm lần đầu tiên được biên chế cho các đơn vị thiết giáp của Tập đoàn quân số 1 vào tháng 7 năm 1944. Chiến dịch Cobra là lần thực chiến đầu tiên của các mẫu Sherman mang pháo 76 mm, có định danh là M4A1(76)W. Tập đoàn quân số 3 của Trung tướng George S. Patton ban đầu chỉ được trang bị Sherman mang pháo 75 mm và chỉ chấp nhận các mẫu xe mang pháo 76 mm sau khi chứng kiến các đợt giao tranh với xe tăng Panther ở Arracourt vào tháng 9 năm 1944.
Hỏa lực của pháo 76 mm HV đã giúp Sherman có thể bắn hạ được nhiều loại xe tăng Đức, đặc biệt là Panzer IV và StuG III, nhưng vẫn không đủ để bắn hạ Tiger I hoặc Panther. Pháo 76 mm có thể xuyên thủng được một lớp giáp nghiêng RHA dày 125 mm (4,9 in) ở 100 mét (110 yd) và 106 mm (4,2 in) ở 1.000 mét (1.100 yd) bằng đạn M62 thông thường. Trong khi đó pháo 7,5 cm KwK 40 (75 mm L/48) của Panzer IV có thể xuyên thủng được một lớp giáp nghiêng RHA dày 135 mm (5,3 in) ở 100 mét (110 yd) và 109 mm (4,3 in) ở 1.000 mét (1.100 yd). 76 mm vẫn tỏ ra yếu thế hơn so với pháo 7.5 cm KwK 42 (75 mm L/70) của Panther, có thể xuyên thủng một lớp giáp RHA dày 185 mm (7,3 in) ở cự ly 100 mét (110 yd) và 149 mm (5,9 in) ở 1.000 mét (1.100 yd) bằng đạn PzGr.39 / 42 thông thường. Pháo 76 mm có khả năng hạ gục Panther ở phạm vi chiến đấu bình thường từ bên sườn hoặc phía sau, nhưng không thể bắn xuyên được phần giáp trước của Panther. Do phần giáp trước của Panther có góc nghiêng 55 độ, phần giáp trước dày 80 mm có thể dày đến 140 mm với hiệu quả thực tế thậm chí còn lớn hơn. Một chiếc Sherman thông thường chỉ có thể bắn hạ được Panther ở vị trí trực diện tại cự ly gần, nếu bắn trúng mặt trước tháp pháo hoặc khu vực hở giữa tháp pháo và thân xe của hầu hết các phiên bản Panther (đặc biệt là phiên bản Ausf. D và A). Sherman mang pháo 76 mm có thể bắn xuyên được giáp trước thân xe của Tiger I ở phạm vi chiến đấu dưới 700 mét. Mặc dù sự xuất hiện của pháo 76 mm đã phần nào tăng khả năng chống tăng hiệu quả của M4, nhưng Tiger I vẫn chiếm lợi thế lớn vì có khả năng bắn hạ trực diện một chiếc Sherman ở khoảng cách hơn 2.000 m.
Vào cuối mùa hè năm 1944, sau khi chiếm được các khu vực quanh Normandie và tiến sâu vào đất liền, các đơn vị thiết giáp Mỹ phải giao chiến với các vị trí phòng thủ của Đức ở vị trí xa hơn do môi trường tác chiến phần lớn là đồng bằng trống. Do phạm vi giao chiến của xe tăng Mỹ với xe tăng đối phương trung bình là từ 800 tới 900 mét, điều này đã khiến nhiều đơn vị phải thiệt hại lên tới 50% trước khi có thể phát hiện được ra vị trí bắn của xe tăng Đức. Các kíp lái của Sherman cũng lo ngại về việc giao chiến ở khoảng cách xa vì vạch cháy của đạn khi bắn dễ khiến chúng bị phát hiện hơn. Điều trên, cùng với chiến thuật giao chiến cơ bản của xe tăng Mỹ, đã góp phần dẫn đến những tổn thất lớn về xe tăng của Quân đội Hoa Kỳ tại Mặt trận phía Tây.
Giống như chiếc xe tăng tiền nhiệm M3, Sherman là một trong những mẫu xe tăng đầu tiên trên thế giới được lắp đặt hệ thống ổn định pháo và kính ngắm bằng con quay hồi chuyển. Bộ ổn định này sẽ duy trì góc nâng của súng trong khoảng 1/8 độ, hoặc 1/1000 inch, trong khi xe chạy qua địa hình gồ ghề vừa phải với tốc độ 15 dặm/h (24 km/h). Điều này đã tăng xác suất bắn trúng mục tiên của Sherman lên đến 70% ở khoảng cách 270-1.100 mét. Dù phần lớn các nhà sử học đề cao sự hiệu quả của hệ thống ổn định này, nhiều người cho rằng hệ thống này chỉ giúp ổn định tầm quan sát của pháo thủ khi đang di chuyển.
Mặc dù có nhiều loại kính ngắm khác nhau được trang bị cho Sherman, chúng có mức độ phóng đại khá thấp so với các loại kính ngắm được trang bị cho xe tăng Đức, nhưng các pháo thủ vẫn có thể sử dụng một loại kính tiềm vọng thứ cấp có trường nhìn lớn hơn nhiều so với Đức.
Đạn T4 HVAP (High-Velocity Armor-Piercing, tương tự APCR) cho pháo 76 mm bắt đầu được cung cấp vào tháng 9 năm 1944. Loại đạn này lắp một đầu xuyên vonfram được bao quanh bởi một thân nhôm nhẹ và chóp chắn gió đạn đạo, giúp viên đạn có vận tốc cao hơn và tạo sức xuyên mạnh hơn. Khả năng xuyên của HVAP cho phép pháo 76 mm có thể sánh ngang với đạn APCR của pháo 7,5 cm KwK 42 trên những chiếc Panther. Tuy nhiên, hiệu suất của đạn bị giảm sút nghiêm trọng do lớp giáp nghiêng của Panther. Ngoài ra, sự khan hiếm vonfram đã khiến nguồn cung HVAP gặp nhiều vấn đề và người Mỹ sau đó đã ưu tiên HVAP cho các đơn vị pháo tự hành chống tăng. Trong số 18.000 viên đạn HVAP được cấp cho các đơn vị Sherman của Mỹ, một nửa trong số đó không tương thích pháo M1 76 mm do nhiều đầu đạn được lắp vào vỏ đạn dùng cho pháo M7 3-inch của pháo tự hành chống tăng M10. Phần lớn các xe Sherman chỉ được trang bị vài viên HVAP, một số đơn vị thậm chí không được cung cấp bất kỳ đạn HVAP nào trong suốt cuộc chiến.
Trong khi đó, người Anh đã dự đoán trước được về sự phát triển của xe tăng Đức và đã nghiên cứu pháo chống tăng 3-inch (76 mm) ngay cả trước khi khẩu pháo tiền nhiệm 57 mm của nó đi vào hoạt động. Do không đạt hiệu quả và sự chậm trễ trong việc phát triển các mẫu xe tăng mới, người Anh đã lắp khẩu pháo Ordnance QF 17-pounder mạnh mẽ lên Sherman. Mẫu thiết kế này được biết đến qua cái tên Sherman Firefly. Tương tự pháo M1 của người Mỹ, pháo 17-pounder cũng có cỡ nòng 76 mm, nhưng thiết kế này sử dụng vỏ đạn lớn hơn cho phép chứa một lượng liều phóng rất lớn. Do đó, đạn 17-pounder có khả năng xuyên được lớp giáp nghiêng RHA dày tới 174 mm ở khoảng cách 100 mét và 150 mm ở khoảng cách 1.000 mét bằng đạn APCBC. Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm của Quân đội Anh được thực hiện với hai chiếc Firefly vào một mô hình Panther cho thấy độ chính xác của pháo 17-pounder tương đối kém ở tầm xa; với xác suất trúng đích là 25,4% ở 1.500 thước Anh (1.400 m) bằng đạn APCBC và chỉ 7,4% bằng đạn APDS.
Vào cuối năm 1943, người Anh đã cung cấp khẩu 17 pounder cho Quân đội Hoa Kỳ để người Mỹ có thể sử dụng trong xe tăng M4 của họ và Tướng Jacob L. Devers đã liên tục yêu cầu một buổi thử nghiệm để so sánh hiệu năng của hai khẩu pháo 17-pounder và pháo 90 mm của người Mỹ. Các cuộc thử nghiệm cuối cùng được thực hiện vào ngày 25 tháng 3 và ngày 23 tháng 5 năm 1944; kết quả cho thấy pháo 90 mm có hiệu quả ngang bằng, đôi khi tốt hơn pháo 17-pounder. Vào thời điểm đó, việc sản xuất xe tăng Sherman mang pháo 76 mm và pháo tự hành chống tăng M36 mang pháo 90 mm được Quân đội Hoa Kỳ dành nhiều sự quan tâm hơn so với pháo 17-pounder. Cuối năm 1944, người Anh bắt đầu sản xuất đạn sabot APDS với đầu xuyên vonfram cho pháo 17-pounder, loại đạn này dù có thể xuyên thủng được lớp giáp Tiger II nhưng chúng kém chính xác hơn nhiều so với các loại đạn thông thường và thường không có sẵn do nguồn cung vonfram hạn chế.
Sau thiệt hại nghiêm trọng về xe tăng trong Trận Bulge, vào tháng 1 năm 1945, Tướng Eisenhower yêu cầu không triển khai thêm bất kỳ xe tăng M4 trang bị pháo 75 mm ở chiến trường Châu Âu, chỉ có xe tăng mang pháo 76 mm được yêu cầu cung cấp. Đó cũng là lúc người Mỹ bắt đầu quan tâm tới các khẩu pháo 17-pounder trên những chiếc Sherman Firefly của người Anh. Vào tháng 2 năm 1945, Quân đội Hoa Kỳ bắt đầu gửi các mẫu Sherman mang pháo 75 mm tới Anh để nâng cấp lên pháo 17-pounder. Ước tính khoảng 100 xe đã được nâng cấp tính đến tháng 5 năm 1945. Vào lúc đó, sự kết thúc của cuộc chiến ở châu Âu đã sắp tới, và Quân đội Hoa Kỳ quyết định rằng việc cung cấp loại đạn mới cho các mẫu Sherman được nâng cấp lên pháo 17-pounder là không còn cần thiết. Không có chiếc M4 mang pháo 17-pounder nào được người Mỹ đưa vào chiến trường.