火力方面,当欧洲各国的坦克炮还停留在40-50毫米口径的水平时,T-34从一开始就装备了一门76毫米L/30.5加农炮,到1941年又换装了76毫米F-34型L/42加农炮。F-34型加农炮使用普通穿甲弹时,500米距离上可以穿透69毫米均质钢板,1,000米距离上可以穿透61毫米钢板,当时的德国坦克没有一样能够抵挡这样猛烈的火力。F-34加农炮还可以发射高爆和破片弹攻击软目标,因此具备支援步兵进攻的能力。一辆T-34坦克通常备弹 77发,包括19发穿甲弹,53发高爆弹,和5发破片弹。1943年的改进型T-34/85容弹量增加到100发。
动力方面,苏联设计师莫罗佐夫特地为T-34研制了著名的12缸39升V2柴油发动机,功率500马力,使T-34的公路最高时速达到55公里。V2柴油发动机的另外一个优点是省油,T-34坦克油箱60升容量,车身两边各挂一个容量39升的后备油箱,航程可达540公里。相比之下,德国4型坦克的航程只有160公里,而虎式坦克跑100公里就得加油。不过柴油发动机的缺点就是废气排放浓烟滚滚,坦克无法隐蔽。T-34坦克和先前的BT-7型一样,使用美国专利的克里斯蒂底盘,这种底盘的负重轮轴上面装有巨型减震弹簧,可以承受剧烈的上下颠簸。T-34的履带将近50公分宽,而德国坦克的履带通常只有30公分宽。以上优点使T-34具有超强的越野机动能力,这是苏军装甲部队大纵深攻击战术的硬件基础。在冰天雪地的东线战场,T-34坦克可以在雪深一米的冰原上◆驰骋,被德军称为“雪地之王”。1947年,美军考虑到在东欧同苏军交锋的可能性增加,专门测试了M26“潘兴”坦克的雪地越野能力,发现在雪深30英寸 (76公分)的行驶条件下,潘兴坦克的发动机很快过热,不得不停机
和T-34坦克的研制同步进行的是KV-1重型坦克,1940 年定型生产。KV-1坦克重43吨,车身和炮塔正面装甲厚达100毫米,装备一门76毫米L/42加农炮,三挺机枪(车身前方一挺,炮塔前后各一挺),动力是一台V2K柴油发动机,功率600马力,公路最高时速35公里。苏联在整个战争期间总共生产了超过3,000辆KV-1型坦克 。
1941年6月德军入侵苏联时,苏军已经拥有T-34坦克967辆,KV重型坦克639辆。在苏德战争爆发前几个月,希特勒不知出于什么目的,让来访的苏军代表检阅德军坦克部队。苏军代表回去以后一口咬定希特勒在放烟雾弹,因为他们怎么也不能相信区区Pz4型居然是德军最重型的坦克。
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