M4 전차의 개량안

M4 전차의 개량계획은 첫 전차가 공장에서 나오기도 전 1941년 12월 8일에 실시되었고 애버든 시험장에 계획안을 요구했다. 애버든에선 셔먼의 방어력과 기동력을 향상시키기 위해 준비했으며 1942년 3월 13일 다양한 도안을 제출했다.

첫 개량안은 생산된 M4와는 많은 차이점이 있었다. 전면 차체는 최종 감속 장치의 덮개를 제외하고 같았지만 덮개의 두께는 76.2mm였고 좀 더 각진 형태라 탄도방호를 향상시켰다. 그리고 측면 장갑은 수직장갑 63.5mm만큼 방호력을 가진 경사장갑을 채택했으며 또한 포탑측면은 30도 각도의 44.45mm경사장갑이었다. 마지막으로 후방장갑은 약 50mm였다. 이러한 개량으로인해 차체너비는 3.12m로 넓어졌다.

 개량안이 제출되었을 때 주조시설의 부족이 예상되어 포탑은 압연강판을 용접방식으로 제작하고 각진 형태로 설계했으나 무장은 여전히 75mm M3 주포를 사용했다. 

 이러한 장갑증강은 중량을 늘렸으며 기동력을 유지하기위해 더 강력한 엔진이 요구되었고 애버든은 약 600마력의 Wright G200 공랭식 성형엔진을 제안했다. 트랜스미션은 변경이 없었으나 낮아진 추친축에 결합된 부변속기와 엔진때문에 포탑 배스킷 아래의 간격이 늘어났다. 1:1.55비율로 부변속기는 추친축 속도가 증가했으며 입력토크는 낮아졌기에 트랜스미션은 더 강력한 엔진을 사용할 수 있었다. 엔진의 변경으로 전차의 엔진덱은 더 넓어졌다.

 전차가 더욱 무거워지자 접지압의 허용범위도 변경됐으며 해결책은 M6 중전차의 서스펜션을 개량해 사용하는 것이었다. 이 방식은 세개의 보기와 수직용수철로 구성되었으며 각각의 보기에는 18”너비의 두개의 겹바퀴를 끼웠지만 앞과 뒤 보기의 겹바퀴는 22”너비였다.

 전투중량은 약 8톤이 증가해 38톤으로 변경되었고 톤당 마력은 15.3에 최대속도는 시속 56km로 예상되었다. 비록 중량은 눈에 띄게 증가했지만 넓은 트랙을 사용해 접지압은 감소했다.

 비록 이 계획안은 생산에 들어가진 못했지만 개량은 지속적으로 연구되었다.

 디트로이트 무기공장에서 새로운 개량을 시작했으며 1942년 8월에 그려진 도면에는 세개의 용접이나 주소식의 포탑에 교환할 수 있는 전면장갑과 75mm, 3” 전차포나 105mm 곡사포를 사용할 수 있었다.

 디트로이트에서 제안된 개량안은 약 30.5톤의 무게였지만 구조변경으로 방어력을 향상시켰다. 운전수 위치의 장갑은 매끄럽게 경사졌으며 측면장갑역시 30도 각도로 경사졌고 차체의 너비는 약 3m로 증가되었다. 기존 셔먼의 무게와 차이가 거의 없기 때문에 서스펜션과 트랙은 그대로 유지되었다.

 비록 새 개량안은 다양한 요구치가 충족되었지만 여러가지 문제점이 있었다. 특히 포탄이 여전히 차체 측면에 실려서 장전수는 편할지라도 전투시 피격되어 유폭이 발생할 수 있었다. 연료는 엔진실에서 차체 아랫부분, 즉 포탑의 맨 아래로 변경되었으며 이 부분에서 화재가 발생한다면 승부원에게 끔직한 결과를 가져올 수 있엇다.

 비록 이러한 개량안엔 많은 문제가 있었지만 차후 전차를 개발할 때 도움이 되었고 1944년 초에 생산된 M4에는 위 개량안들이 소급 반영되었다.

M4 전차의 화력증대

노르망디 전투에서 75mm 전차포가 장갑 관통력이 부족하다는 사실을 깨닫기 전에도 90mm 포를 전차에 사용할 생각이었다.  1942년 10월 31일 애버든에 위치한 탄도학연구소에서 M4 전차의 포탑에 90mm 포를 탑제할 가능성이 있는 보고서를 제출했다. 보고서에서 90mm 대공포를 탑제할 수 있지만 개량이 필요하다고 결론내렸으며 기존 90mm M1 포의 포탄은 너무 길어 75mm 포를 사용하는 내부에서 쉽게 다루지 못할 것이라 언급했다. 그래서 짧아진 포탄과 개량되어 작아질 포미부를 제안했다. 물론 이러한 변경은 포구속도를 줄여 관통력의 저하를 막을 수 없었다.

다른 제안은 기존 3”(76mm)포의 개량이었다. 이 제안에 따르면 포구속도는 초속 900m를 넘어 90mm 대공포의 관통력과 비등했다. 이 새 전차포는 영국군의 17파운더 전차포와 매우 비슷한 구조임이 나타났다.

 1943년 가을에 M4전차만이 노르망디 상륙작전때 충분한 수량을 준비할 수 있다고 결론내렸고. 기갑부대는 M4A3 천대에 90mm 포를 장착하길 요구했다. 그러나 육군은 90mm 포는 M4 전차를 둔중하게 만들 것이고 차라리 T20 전차를 생산하는게 낫다고 하면서 거절했으며 적 전차를 제거하는 것은 구축전차나 야포의 역할임을 언급했다.

1944년 7월 노르망디 상륙작전 이후 M4 전차들의 끔찍한 손실에 유럽전선 기갑부장이자 준장인 요셉 A. 홀리는 미국으로 돌아와 더 강력한 포를 가진 전차를 가져가길 요구했으며 특히 90mm포를 요구했다. 그리고 디트로이트 무기공장을 방문한 그는 M4에 90mm M3포가 장착된 것을 보았다.

 이것은 M4에 퍼싱 전차의 포탑이 올려진 것이었으며 포탑링이 69인치로 같았기 때문에 가능했고 단지 약간의 개수만이 필요했다. 비록 이 전차가 화력증대의 문제를 해결하는데 좋게 보일진 몰라도 새 전차인 퍼싱이 공장에서 나오고 있었으며 생산에 차질이 없도록 퍼싱 포탑을 올린 M4 전차의 생산은 취소되었다. 그러나 진짜 문제는 고위력의 전차포를 개발한 시기가 너무 늦었다는 것이였다. 1년만이라도 더 일찍 개발에 들어갔다면 노르망디 상륙작전 때 배치할 수 있었겠지만 전차의 목적에 대한 논쟁은 전차는 전차와 싸울 수 있어야하고 구축전차는 더 강력한 전차임을 전장에서 증명되기 전까지 끝나지 않았었다.

1944년 6월말 76mm를 탑제한 전차는 75mm에 비하면 1/3밖에 안 되었고 75mm의 위력은 독일의 판터나 타이거의 전면장갑을 관통하기엔 부족했기에 너무 길어서 장전하기 불편한 포탄과 포구의 폭발이 너무 커 문제가 있었지만 관통력 필요한 군인들은 모든 76mm 전차를 배치하기 원했다. 하지만 이런 76mm포조차 독일 전차를 관통시키기엔 부족했었다.

1944년 10월 소량의 76mm HVAP(APCR) 포탄이 프랑스로 보내졌고 노획된 6대의 판터를 대상으로 실험을 했다. 이 실험은 새 포탄이 매우 명중률이 높다는 것과 예전에 쓰던 포탄인 APC M62에 비해 매우 강력하다고 결론이 났다. 하지만 약 270m 밖에선 판터의 차체 상부 장갑을 관통할 수 없었다. 생산량은 한달에 단지 10,000발 밖에 안 되었기에 긴급한 상황일 때만 사용할 수 있었다.

M4 전차의 추가 장비

 전차는 동행하는 보병의 보호를 받고 있어도 은폐한 소규모의 대전차조의 공격에 취약했으며 태평양 전역에서 일본군은 전투시 폭탄배낭이나 자석폭탄 특히 그중에선 자폭병기인 자돌폭뢰를 사용했고 이것은 성형작약탄을 장대에 붙여 전차의 차체에 총검술을 하듯이 공격하는 무기이며 공격자와 대상에게 매우 치명적이었다.

 아서 D. 리틀사에서 이러한 근거리 전투의 대항하여 ‘엘 대보병 전차 투사기’(El antipersonnel tank projector)를 개발했었다. 이것은 전차의 네 귀퉁이에 설치되는 작은 화염방사기이며 각각 3.8리터의 인 성분의 화학물질이 들어있었다. 네개의 화염방사기는 혼합물을 약 13미터 거리로 20~30번 퍼트릴 수 있었고 각각 따로 발사하는 기능이 있었다.

1945년 초 스콜피온(후기엔 스킹크)이라 불렸고 엣지우드 무기고와 포트녹스에서 시험에 들어갔지만 전시에는 사용하지 않았다.