El Panzerkampfwagen IV Ausf.D mit 5 cm KwK 39 L/60 habría tenido una tripulación de cinco, que incluían al comandante, el artillero y el cargador, que estaban colocados en la torreta, y el conductor y el operador de radio en el casco.
El KwK 37 L/24 original de 7,5 cm fue reemplazado por el KwK 39 de 5 cm (a veces incluso designado como KwK 38) L/60. Desafortunadamente, no hay información sobre la dificultad de realizar la instalación de este arma o si hubo algún problema con ella. Dada la torreta y el anillo de la torreta más grandes del Panzer IV, se puede decir con cierta certeza que proporcionaría más espacio de trabajo para la tripulación de la torreta. El mantelete del cañón original de 7,5 cm parece no haber cambiado. Los cilindros de retroceso del arma que estaban fuera de la torreta estaban cubiertos con una camisa de acero y un protector deflector. Además, también se retuvo la guía de antena de barra de metal en forma de 'Y' colocada debajo del arma.
El cañón de 7,5 cm podría penetrar alrededor de 40 mm de blindaje (aunque este dato puede variar según las fuentes) a distancias de unos 500 m. Si bien esto fue suficiente para lidiar con la mayoría de los tanques de pre-guerra, los tanques más nuevos demostraron ser demasiado para él. El cañón más largo de 5 cm ofrecía capacidades de penetración de blindaje algo mejores, ya que podía penetrar de 59 a 61 mm (dependiendo de la fuente) de blindaje en un ángulo de 30° a la misma distancia. La velocidad inicial, cuando se usaba la munición antitanque, era de 835 m/s. La elevación probablemente no cambiaría, entre -10° y +20°. El cañón del tanque de 5 cm, aunque más o menos una copia del cañón antitanque PaK 38, tenía algunas diferencias. El cambio más obvio fue el uso de un bloque de recámara vertical. Con este bloque de recámara, la velocidad de disparo era de 10 a 15 disparos por minuto.
Originalmente, la carga de munición del Panzer IV Ausf.A constaba de 122 proyectiles de 7,5 cm. Dado el peso adicional y la mayor posibilidad de causar una explosión accidental, los alemanes simplemente redujeron la carga a 80 granadas en los modelos posteriores. Los Panzer III equipados con este cañón de 5 cm, como el Ausf.J, disponían de 84 proyectiles. Dado el calibre más pequeño de las rondas de 5 cm y el tamaño más grande del Panzer IV, el recuento total de municiones podría haber excedido este número. Lamentablemente, se desconoce el número exacto, ya que ninguna de las fuentes da una estimación aproximada.
El armamento secundario consistiría en dos ametralladoras MG 34 de 7,92 mm. Una se colocó en una configuración coaxial con el arma principal y fue disparada por el artillero. Otra estaba en el lado derecho de la superestructura y fue usada por el operador de radio. En el Ausf.D, se utilizó la montura de bola tipo Kugelblende 30. La carga de munición para las dos MG 34 fue de 2.700 cartuchos.
Fin del Proyecto y su destino final
La producción del primer lote de unos 80 vehículos estaría a cargo de Nibelungenwerk, que, en ese momento, se involucraba lentamente en la producción de Panzer IV. Se estimó que estos podrían completarse para la primavera de 1942. En última instancia, nada saldría de este proyecto por dos motivos: En primer lugar, el cañón de 5 cm podría colocarse fácilmente en el Panzer III con algunas modificaciones. Esto se implementó en la producción de las versiones posteriores Panzer III Ausf.J y L. Si bien esta arma tenía capacidades de penetración relativamente buenas para 1942, sería superada rápidamente por diseños enemigos superiores. Esto finalmente condujo a la cancelación de la producción del Panzer III armado de 5 cm en 1943. Irónicamente, fue el Panzer III el que al final sería reacondicionado con el cañón corto del Panzer IV.
La segunda razón para la cancelación del proyecto fue que los alemanes simplemente consideraron una pérdida de recursos instalar un arma de tan pequeño calibre en el Panzer IV, que claramente podría haber estado armado con armas más fuertes. Aproximadamente en paralelo con su desarrollo, los alemanes comenzaron a trabajar en la instalación de la versión más larga del cañón de 7,5 cm. Esto finalmente condujo a la introducción del cañón L/43 y luego el L/48 de 7,5 cm de largo, que ofrecía una potencia de fuego general superior a la del cañón de 5 cm. Irónicamente, algunos de los Panzer IV Ausf.D dañados que fueron devueltos desde el frente estaban equipados con cañones más largos de 7,5 cm. Si bien estos vehículos se utilizaron principalmente para el entrenamiento de la tripulación, es posible que algunos también se hayan reutilizado como vehículos de reemplazo para unidades activas.
Este Ausf.D superviviente estaba armado con el cañón más largo de 7,5 cm. Además, también está equipado con placas de blindaje (Schürzen) de 5 mm de espesor en la torreta. Estos vehículos modificados se usaron principalmente para el entrenamiento de la tripulación, pero algunos probablemente se usaron en combate.
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Lamentablemente, el destino final de este vehículo no figura en las fuentes. Debido a su naturaleza experimental, es poco probable que alguna vez viera servicio de primera línea. Es probable que fuera rearmado con su arma original o reutilizado para otros proyectos experimentales. También podría haber sido usado para el entrenamiento de la tripulación o cualquier otra función auxiliar al respecto.