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但59式坦克的外觀與t-54a還是有所區別的，如59式坦克取消了t-54a的紅外夜視裝置，這是由於當時中國受自身工業技術水平所限而不得已採取的決定。

59式坦克的主炮為1門100毫米線膛坦克炮，在身管前端裝有抽菸裝置。該炮可發射鎢芯穿甲彈、破甲彈和榴彈，彈藥基數34發。作戰時，該炮發射穿甲彈的直射距離為1070米(鎢芯穿甲彈初速為1435米/秒，最大射程14800米)，發射破甲彈的直射距離為1000米，火炮俯仰角為-5-＋18度，最大射速為每分鐘7發。火炮裝有液壓式單向(高低向)穩定器，藉助瞄準鏡分劃測距，炮長透過瞄準鏡和火炮控制系統的操縱臺完成對目標的瞄準和射擊。輔助武器為1挺127毫米高平兩用機槍，備彈500發；1挺762毫米並列機槍和1挺由駕駛員操縱的762毫米航向機槍，備彈3000發。

59式坦克的發動機為12缸v型69度夾角4衝程強制水冷直噴式12150l柴油機，額定功率520馬力，額定轉速2000轉/分。該發動機有空氣起動和電起動兩種起動方式，並備有冬季起動的加溫系統。傳動裝置和操縱裝置為機械式，採用直齒輪式傳動箱、摩擦式離合器和固定軸式變速箱，變速箱兩側各有一個二級行星式轉向機、帶式制動器和單對直齒輪式側減速器。

59式坦克的履帶為單銷式金屬履帶；行動部分採用扭杆式獨立懸掛裝置，在車體每側各有5個雙輪緣大直徑負重輪、1個誘導輪和1個主動輪；在第1、5負重輪處裝有葉片式液力減振器等。

59式坦克的通訊裝置為a-220型或a-220a型調頻電臺，前者的頻率範圍為20-22375兆赫，後者為20-27175兆赫，最大通訊距離16公里。59式坦克還配有半自動滅火系統和手提式滅火瓶，在坦克的尾部還有兩具煙幕筒，但一般只在臨戰狀態才安裝。

59式坦克主要戰技術效能指標：全重36噸，乘員4人，車全長9米(炮向前)，車寬327米，車高24米(至炮塔頂)，車底距地高042米，最大公路速度50公里/小時，平均公路速度30-33公里/小時，最大公路行程440公里，最大爬坡度為30度，最大側傾坡度為30度，越壕寬27米，越垂直牆高08米，涉水深14米，潛水深55米，主用武器為1門100毫米線膛炮。

1960-1961年，裝甲兵科學技術研究所對已生產出的59式坦克效能進行全面考核，先後在北方寒冷地區和南方炎熱地區試車，累計行駛9000多公里，主要考核其產品質量檢驗、戰術技術效能、使用壽命、適應性及可靠性。設計人員對59式坦克進行部件、零件的設計及計算，以掌握原設計意圖，積累資料。同時，為全面測試坦克效能，籌建了中國第一批坦克試驗臺架。透過試驗和部隊實際使用情況表明，59式中型坦克戰技術效能良好，機件工作可靠，適應性強，維修保養簡便，完全符合效能要求。

59-iia坦克，在59-i和59-iia基礎上改進而成。安裝了帶輕型熱護套的105毫米火炮和雙向自動裝填簡易火控系統，車身掛裝複合裝甲。其火力、機動力、防護力及使用效能較59式坦克都有明顯提高。

與同時代的戰後第一代坦克如美國48、日本61式、英國百人隊長等坦克比較，59式坦克在火力、機動、防護三大效能方面還是比較先進的。比如英國百人隊長式坦克體大身沉，戰鬥全重達50噸左右，但這卻導致機動效能大為降低，最大公路速度只有346公里/小時，

最大行程僅102公里，遠遠落後於59式；在裝甲防護上，百人隊長式也弱於59式，其車體首上甲板厚度為76毫米(但百人隊長k13型坦克增大為118