Con la aparición del T-34, fue prioritario el rearme de los Panzer III con un cañón más poderoso de 50 mm: los modelos J y L tenían un cañón más largo y blindaje mayor. Estas versiones estaban disponibles entre 1942 y 1943. Además, para defenderse de los rifles antitanque soviéticos, en 1943 el modelo M comenzó a utilizar blindaje espaciado en la torreta y el casco.
Los soviéticos hicieron pruebas de velocidad con el Panzer III, llegando a alcanzar más de 50km/h; al emplear un motor a gasolina, el ruido era mucho menor que el de los carros soviéticos. Utilizaban un motor Maybach HL 120 TRM que generaba 320 CV. La velocidad máxima variaba entre los modelos, dependiendo de la transmisión, el blindaje y el armamento, aunque se situaba sobre los 40 km/h con una autonomía de unos 150 km. Sin embargo, todo esto no era suficiente para que en 1943 fuese competitivo como vehículo antitanque, su principal cometido en sus comienzos.
Hacia 1942, el Panzer III se consideraba obsoleto como tanque principal, aunque se continuó la producción como vehículo de apoyo. El modelo N llevaba un cañón lento Kwk37 L/24 de 75 mm, el mismo tipo que utilizaban los primeros modelos del Panzer IV. Este tanque fue empleado como sustituto del cañón de asalto StuG III, que se usó principalmente como cazacarros. Esto fue debido a los problemas a la hora de montar un cañón más potente, donde el Panzer III no lo admitía, pero sí su hermano mayor, el Panzer IV, quien intercambió los roles (apoyo-cazacarros).
Todos los modelos hasta el Ausf. F tenían dos ametralladoras de 7,92 mm montadas coaxialmente con el cañón principal, y otra ametralladora de 7,92 mm en el casco. Los modelos siguientes desde el Ausf. G eliminaban una de las dos ametralladoras de la torreta.
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