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  直到1960年代初葉,T-54/55使用的D-10T系列主炮都是蘇聯主戰坦克的唯一裝備。 因此在1950年代中期以後蘇軍發現主戰坦克已難以對付M48坦克,而裝備著APDS這一蘇聯所不具備的有力彈種(直到1966年使用D-10系列火炮的單位配發的BM-8 APDS彈藥才有所改善)的西方坦克卻能在正常距離上擊穿T-55。 這種不利狀況即蘇聯開發T-62的初衷。 該車先後(其實許多計劃是平行進行的)經歷了139、140和141工程(,羅馬轉寫:Ob'yekt,英譯為:object,一般翻譯作“計劃”或是“工程”)等許多早期設計,和165/166工程的最終樣車發展。現在回顧這段歷史會發現這一坦克的發展充斥著蘇聯式的官僚主義作風導致的繁瑣冗長研發歷程和坦克設計局間的複雜關係。  蘇聯設計師為應對上述情況所進行的火力升級嘗試中,較早且影響最大的是的D-54系列坦克炮,設計計劃開始於1952年,由第9設計局()設計。最初目的之一是應對西方105毫米L7線膛坦克炮。該炮發射普通穿甲彈時初速可達到1015m/s,而發射超速穿甲彈(,大意為次口徑彈,不清楚具體是APCR還是APDS)更是能夠達到可觀的1535m/s,在一千米上的穿深為310(一說350)毫米,而D-10T只能達到185毫米。搭載D-54系列的坦克樣車有許多,而D-54系列也有很多派生型號:  D-54:配用“彩虹”單向穩定器的早期型號,曾搭載於141工程。  D-54TS:配用更新的雙向穩定器“閃電”,搭載於139、140、430工程。由於效果不佳,又配用新的雙向穩定器“暴風雪”,搭載於140工程第二樣車和142工程樣車。  U-8TS:經過大幅修改的D-54,加強了身管強度以適應更強的彈藥(推測為APDS),膛線更陡,配用更新的“彗星”雙向穩定器,搭載於165工程(也就是後來的T-62A),獲得工廠代號U-8TS。最終由於165工程的裝備(雖然只是短期的實驗性裝備)獲得炮兵裝備局正式代號2A24。後來又曾作為其他試驗車的主炮。  D-60:採用同類身管設計的試驗性牽引式反坦克炮。  雖然D-54系列作為多種試驗車的主炮持續多年,也擁有不輸於L7的優秀潛力,但最終沒有成為大批量裝備的制式坦克炮,僅165工程曾試驗性裝備。  雖然OKB-520設計局將140工程的構想用到了165工程(140工程的炮塔與150工程的車體結合成了165工程方案)上,但是此時赫魯曉夫於1958年看到了T-12 100毫米牽引型滑膛反坦克炮於其配用的新式尾翼穩定脫殼穿甲彈(APFSDS)後十分欣賞,堅持用它作為坦克主炮。不過T-12型反坦克炮的彈藥長度過大,無法在坦克炮塔內順利裝填和拋殼,於是又OKB-9設計局在D-54(U-8T)的基礎上研發了U-5T型滑膛坦克炮,為了在縮短彈藥長度的同時保證威力,將口徑擴大至115毫米,並使用了一個大錐度的粗短藥筒。U-5T沒有D-54系列一貫的炮口制退器,而抽菸裝置也移到身管中部。520設計局下屬的24研究中心設法將其成功裝車於165工程,新車代號166工程。  由於滑膛炮在那個年代是新生事物,對於其效能存有一定擔憂,所以軍方決定將165工程與166工程同時投入試生產,165工程命名為T-62A,而166就是現在的T-62工程。經過一段時間的裝備,軍方發現,雖然U-8TS的效能不輸於(甚至在對垂直裝甲的侵徹力方面有微弱優勢且精度更佳)U-5T,但是脫殼尾翼穩定穿甲彈特有的轉正效應優勢在對於傾斜裝甲的打擊效果上更勝一籌(那個年代線膛炮還無法發射APFSDS)。鑑於當時坦克已經廣泛採用傾斜裝甲,且在實戰中以理想的垂直角度命中裝甲的可能性很低,U-5T總體優勢明顯。於是,在短暫的並行裝備試驗期後,T-62A的生產與裝備被終止,僅產數輛。T-62最終大規模裝備。  有一種傳聞說1961年一名伊朗軍官駕M60A1逃到蘇聯,蘇聯經評估後重新進行了該坦克的防護設計 但是這極不正確因為當時M60A1並不存在。 T-62的觀瞄裝置都和T-55一致,只是炮手用了新的TSh-2B-41瞄準鏡有4倍和7倍的變焦。同時還配有光學測距儀。 它是首款徹底實現核防護的蘇聯坦克,並且配有自動拋殼機, T-62型坦克自1961年開始生產,一直生產到1975年。  T-62型坦克一度是蘇聯裝甲部隊的主要裝備,代替了一部分T-55型坦克(雖然T-55生產的時間和產量都超過T-62)。T-62型坦克後來被T-64及T-72主戰坦克所代替。

  

  T-62的主炮是115毫米口徑U-5TS(U-5TS為工廠代號,炮兵總局代號:2A20)滑膛炮,主炮有水平和垂直穩定器,主炮為最大16度仰角和最大4度俯角,其所配用的炮彈有三種,分別為翼穩脫殼穿甲彈、高爆反坦克彈和榴彈,當炮彈被髮射後,其彈殼會被自動拋棄出車外,其彈殼有鋼製和黃銅製的,當中穿甲彈的彈殼皆為黃銅製,實戰證明這些由金屬製的彈殼比由可全燃燒材料制的彈殼更不易被引爆,因此對坦克兵更安全。  炮塔由140工程改進而來,為整體鑄造式圓餅形,其形狀比T-54/55系列主戰坦克的半卵形炮塔更扁,目的是要進一步減低高度以便隱藏,其表面經過磨滑以令來襲炮彈更易滑開,正面裝甲厚度為242毫米,艙蓋基座由T-54的鉚接型改為一體成型,提高了整體強度。為了容納U-5TS滑膛炮,其炮塔座圈加大,炮塔內乘坐三人,分別是車長、炮手和裝填手,車長有獨立可360度轉動的指揮塔,當發現外部目標就可以按該方向的按鈕令炮塔轉向該方向,之後由炮手作進一步瞄準開火,由於在T-62列裝時蘇聯的電子科技並不先進,T-62的瞄準系統仍然沿用自二戰的光學機械式,以至其瞄準俱上佈滿量度距離用的表尺,原本T-62並無炮塔的防空重機槍,後來加上了一挺DShK重機槍並交由裝填手操作。  T-62是蘇聯最後在炮塔上有搭乘步兵用扶手的坦克,之後由於裝甲運兵車和裝步戰車的出現而取消了扶手,T-62的炮塔由於在前方裝有主炮和厚重的前裝甲而後部又無配平重量的艙室,令其炮塔是前重後輕,若在上斜坡時其炮管指向側方或後方,其炮塔將無法轉動。

  T-62的車身沿用自T-54/55的設計,就連車輪也和T-54/55相同,但由於其炮塔座圈加大令其車身要加長386毫米,由於其車重由T-54/55的36噸增加至40噸,令其要採用較闊的履帶,T-62的接地壓力要比T-54/55略小,其扭力杆式懸掛系統也要加大載重量並在在最前和最後的車輪上加上油壓減震器,不過T-62卻沿用了T-55的水冷式發動機而令其機動性略有下降,其車尾由T-54/55的73斜角改為接近垂直的88度斜角,車尾掛有一根圓木和潛渡裝備,T-62可利用潛渡裝備越過5米深的河川。  T-62的發動機冷卻系統在地處寒帶的蘇聯尚可,一旦用於中東等熱帶地方就冷卻不足而令其故障,唯有不把發動機動力全開即不能以最快速度行駛,而其動力系統的零件發生提早磨損等現象,原因是T-62的設計太緊湊,使其各零件之間的公差太小。  T-62車身左側為駕駛室,駕駛員座位可調校高度,在駕駛室右側是彈藥室,可存放16發炮彈,其車底由4塊衝壓鋼板焊接而組成,接合位在扭力杆位置,在發動機室下方有加強梁以增加結構強度,由於考慮到可能會發生核戰,T-62內部有防輻射的夾層和偵測輻射的儀器,但並無配置完整的抵擋生化武器的防護裝置,其乘員仍要穿化學防護衣和戴上防毒面具。

  

  基本型的T-62

  採用100毫米口徑U-8TS線膛炮的型號,祇生產了5輛

  1981年開始進行的改良型,包括:

  以爆炸反應裝甲代替附加裝甲的T-62

  以TMT-5主動式坦克防衛系統取代附加裝甲的T-62,其射控系統也和T-62M相同但不能使用炮射導彈

  北韓國產的T-62,最大不同是把炮塔的高射機槍由12·7毫米口徑DShK重機槍改成14·5毫米口徑KPV重機槍

  

  T-62裝備了蘇聯與東歐主要國家以及各社會主義國家,但是中國因為和蘇聯關係不佳並沒有裝備。中國曾在1969年的珍寶島事件中繳獲過一輛蘇軍T-62坦克。  1969年3月15日在中蘇邊界的烏蘇里江發生的珍寶島衝突當中,蘇軍出動4輛T-62參戰,但其中一輛545號車在被埋在烏蘇里江江面(當時江面結了厚冰)的一個反坦克地雷炸斷履帶,其側面也被一發反坦克火箭彈炸穿並造成一名坦克兵受傷,在車上人員逃走後演變成雙方圍繞此坦克的爭奪戰,當蘇軍斷定不能回收此車後決定把它炸燬,但兩次都不成功,反而令該車跌入烏蘇里江的江水之內,蘇方人員怕被中方打撈該車,還在蘇方那邊部署了狙擊兵和紅外線夜視鏡,而中方派出海軍潛水員偷偷地在江底把該車鉤上鋼纜再把它拖走,此車對中國當時研製中的69式坦克影響很大,包括其滑膛炮和炮彈的設計,該車目前儲存在北京的軍事博物館中。

  1971年開始蘇聯向埃及和敘利亞等中東國家出口T-62,1973年第四次中東戰爭時埃及軍和敘利亞軍分別有200輛和500輛T-62,戰爭以埃敘聯軍偷襲以軍開始,裝備T-62的埃及軍的第25旅和第15旅在西奈半島對以軍南北夾擊,10月8日,埃及軍的T-62和以軍的百夫長坦克交戰,以軍宣稱擊毀數輛T-62。  敘利亞軍方面則進攻在戈蘭高地的以軍,但以軍依靠防禦工事和美製陶式反坦克導彈對付敘利亞軍,以軍宣稱擊毀了500輛敘軍坦克。  10月17日,以軍在沙龍的帶領下對埃及發動反攻,以軍攻破埃及軍側翼後,雙方坦克爆發坦克大決戰,混戰期間更有埃及軍坦克誤入地雷區,當日下午5時30分,以軍已擊毀埃及軍86輛T-62而祇損失了4輛坦克。  1982年的黎巴嫩戰爭當中,敘利亞軍的T-62又再敗於以軍之下。  在中東戰爭當中也暴出T-62的缺點:

  伊拉克由1972年開始向蘇聯購買T-62,伊拉克軍的T-62也參加兩伊戰爭,在戰爭中曾有擊毀伊朗軍的英制酋長式戰車,但伊拉克軍的T-62在海灣戰爭和伊拉克戰爭當中皆傷亡慘重。

  蘇聯侵阿戰爭中T-62是主力坦克,在戰爭中大量的子型號T-62M出現,它帶有炮塔附加裝甲,蘇軍對坦克的主要使用方法和越戰美軍一樣,是把它們當成支援火力點。一些T-62坦克被阿富汗游擊隊繳獲。  當1989年蘇軍撤出阿富汗時把179輛T-62交給阿富汗政府軍,後來又用於對付塔利班和由美國出兵的阿富汗反恐戰爭,至2003年5月15日祇剩下44輛,後來全部賣給葉門和安哥拉。

  T-62也有參與兩次車臣戰爭、格俄戰爭和敘利亞內戰。

  由日本漫畫家新谷薰所繪畫的漫畫《基地88》,當中阿斯拉皇國(虛構的中東國家)反政府軍的坦克幾乎全是T-62  《戰車世界》(在蘇聯科技樹以T-62A以及早期設計原型Object.140做為X階中型戰車登場)  在2015年OB的電腦線上遊戲Armored Warfare中以T-62作為供應商Shishkin 之East European MBTs科技樹裡的3階主戰坦克登場  戰爭雷霆:作為蘇系6階中坦,中系金幣載具(545號)出現,有兩款APFSDS和一款HEATFS可以使用
T-62是前蘇聯研製的主戰坦克,是在T-55型主戰坦克基礎上發展而來的。其115毫米滑膛炮是世界上第一種實用的滑膛坦克炮。