为防止被炮弹击穿,坦克裝甲必须具备很高的硬度,以“弹开”来袭炮弹或使其碎裂,同时又要具备一定的韧性,以分散弹头的冲击能量并确保车体结构完整。虎Ⅱ坦克与第二次世界大战后期的其他重型装甲车一样,主要依靠装甲厚度来抵御反坦克炮弹,其车体和炮塔均使用轧制均质装甲( Rolled Homogeneous Armour,RHA)制成,装甲钢中掺入铬和钼以提高硬度和抗应力断裂性能。

经过强化的装甲金属晶粒结构致密,且尺寸和排布方向一致,能更好地抵御来袭炮弹。轧制均质装甲的各部分硬度相同时防弹性能最佳,因为硬度变化会强化装甲边界的应力集中效应,削弱其抗弹性能。

虎Ⅱ坦克的车体首上和防盾装甲均厚150毫米(装“猪头”防盾),而当时生产这种厚度的轧制均质装甲并非易事。

虎Ⅱ坦克装甲部件的生产流程:将原材料加热至800摄氏度,用水冷却后以较低的温度再次加热,最后再次冷却。在生产流程精确可控的情况下,装甲钢内部会形成贝氏体( Bainite),从而具备更高的硬度和韧性。然而,由于生产线遭到盟军的持续轰炸,这一生产流程并不能得到精确控制,实际产出的装甲韧性根本达不到设计期望。

炮弹击中坦克外层装甲后产生的冲击波,会使内层装甲大面积崩落,同时飞溅出大量锋利的金属碎片。德国惯于使用布氏硬度( BrinellHardness)来表示装甲硬度,虎Ⅱ坦克的车体首上和两侧装甲的布氏硬度值分别为220-265(厚150毫米)和275~340(厚80毫米)。

钒作为金属晶粒生长的抑制剂,常用于改善轧压均质装甲的力学性能(硬质金属晶粒在烧结过程中会长大,导致硬度、韧性等力学性能恶化)。然而,冗长的消耗战使德国的钼、锰和钒等稀有金属储备量捉襟见肘,这导致装甲材料的性能节节下降。

较小的外形轮廓(即较小的被弹面积)可以减小被炮弹击中的概率,因此虎Ⅱ坦克采用了150毫米厚的硬质合金圆锥形炮塔防盾,即“猪头”防盾。同时,圆锥形装甲防盾拥有的较大倾角,也能在一定程度上降低被炮弹击穿的概率,因为炮弹很可能因入射角过大而被“弹”开,产生跳弹现象。

此外,采用较厚的硬质合金装甲,还可能使穿甲弹在高速撞击装甲时自身首先碎裂解体(即Shatter-gap”现象,撞击速度达到一定值时发生),导致穿深降低。理论上讲,虎Ⅱ坦克的炮塔正面几乎不可能被盟军已有的反坦克火炮在常见交战距离上击穿,而在远距离交战时,其炮塔侧面也能抵挡盟军反坦克火炮的攻击(实际上,量产型虎Ⅱ坦克的装甲性能与设计指标有一定差距)。

虎Ⅱ坦克的KwK43L/71型主炮原本有两个设计方案,分别来自克虏伯公司和莱茵金属-博尔西希公司。前者采用近乎全新的设计,而后者由Flak41L/74型高射炮改进而来。克虏伯公司的方案全长较短,有炮口制退器,配用较短且易储存的炮弹,整体设计性能更优异且易生产。实际上,克虏伯公司的方案应视为Pak43型反坦克炮的内部结构改进版,最初采用单节炮管设计,配装波尔舍公司的预生产型(pre- production)炮塔。

考虑到发射高速穿甲弹时产生的高膛压会加速炮管磨损,最终方案改为采用易于战时快速更换和生产的两段式炮管。该方案采用立楔式炮闩,其抽筒机构可在抽出药筒后保持开闩状态,以便装填下一发炮弹。此外,其炮口制退器能及时排出火药燃气并减小后坐力。

为避免生产周期拖延并最大程度上实现零件的通用性,虎Ⅱ坦克最终配装了HL-230P30型发动机(HL全称 Hochleistungsmotor,意为高性能发动机;P全称 Panzermotor,意为坦克发动机)。这型发动机由迈巴赫公司( Maybach)、汽车联盟公司包含奥迪(Audi)、霍希( Horch)、DKW和漫游者( Wanderer)4个子品牌以及戴勒姆-奔驰公司( Daimler-Benz)联合研制,它同时配装德军的其他重型坦克装甲车,如45吨级豹式坦克和后期型虎I坦克。

为支撑较大的车重,虎Ⅱ坦克采用双扭杆式悬架和交错式负重轮,9组扭杆(共18根)横向穿过车体底部,同组两根扭杆的端与一个平衡肘相连(同组两根扭杆中,一根的另一端与车体对侧壁板固定,另一根不固定,通过齿轮将扭矩传递给固定的扭杆)。

单侧的9个平衡肘与9个交错布置的负重轮(内侧4个,外侧5个)对应连接(两侧共18个平衡肘和18个负重轮)。相互独立的负重轮在起伏的路面上会垂直(上下)运动,从而带动与其相连的平衡肘顺时针或逆时针摆动(可视为上下摆动),平衡肘的摆动使扭矩产生扭转变形,最终起到缓冲车体所受冲击力的作用,而负重轮的交错式布置形式可有效降低履带的平均接地压强。

坦克在崎岖地形上行驶时拥有极佳的稳定性和舒适性,在水平硬质地面上的理论最高行驶速度更是达到41.5千米/时,超过设计指标。此外,虎Ⅱ坦克的钢质负重轮采用了内挂胶(橡胶)双轮缘设计,降低了在湿滑路面上行驶时履带滑脱的概率,同时提高了可维护性。

虎Ⅱ坦克的主动轮(驱动轮)与变速器前置,简化了换档操纵机构,而其诱导轮由动力转向系统控制,并与履带调整器相连通过前后摆动来调整履带的张紧度。