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原标题:“见招拆招”坦克防御的三板斧之主动防御——

浏览次数:130 时间:2019-11-20

  出品:科普中国

  出品:科普中国

  作者:兰顺正

  作者:鸿爪雪梨

  策划:宋雅娟

  策划:武玥彤

  监制:光明网科普事业部

  监制:光明网科普事业部

  多年以来,为提高坦克装甲车辆在作战中的自我防护能力,各国的坦克设计师们可谓是想尽了办法。而其中以主动方式探测并以硬杀伤摧毁攻击弹药,不使其战斗部接触车体装甲爆炸进而避免被弹药命中的装甲车主动防护技术受到了格外的重视。

  坦克防御系列专题稿件(七)

www.4858com,  硬杀伤主动系统是一种利用对抗装置在车辆周围的安全距离上构成一道主动火力圈,在敌方导弹或炮弹击中车辆前对其进行拦截和摧毁的中近距离反击防御系统。现有典型主动防护系统通常由三部分构成:探测系统、控制系统和对抗系统,装甲车辆主动防护系统工作原理:首先通过探测系统在一定距离范围内获取来袭目标的特征信号;进而利用控制系统将特征信号进行分析评估,判断威胁程度;最终适时发送控制信号,自动或手动采取适当的对抗手段降低车辆被命中概率达到防护目的。

  “见招拆招”坦克防御的三板斧之主动防御——先发制人的硬杀伤防御系统

  由于相比各类只能“挨打”的被动防御手段和以干扰为主的软杀伤型主动防护系统,硬杀伤主动系统系统可防御的来袭弹药种类更广泛,无论来袭弹药采用何种制导方式,或是无制导的火箭和炮弹,硬杀伤型主动防护系统都可以予以拦截,所以一直是各军事强国研发的重点,其中不乏知名品牌 。

  所谓“最好的防守就是进攻”,无论是“隐身大法”还是“软杀伤防御系统”,均为被动防守的思路,而当来袭的反坦克弹药成功追踪到了坦克目标、且避免了被软杀伤系统诱骗、干扰后,此时坦克车辆已“避无可避”,只能应战。坦克车辆以主动探测的方式发现敌方弹药并将其在车体一定距离远处摧毁的方式,称为坦克的“硬杀伤”主动防御系统。

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  一般来说,硬杀伤系统至少由以下四部分组成:探测系统、控制解算系统、火力系统以及弹药系统。其作用流程为:当探测系统探测到有弹药袭来后,迅速对弹药进行跟踪,获取弹药的攻击方向、弹道速度信息,之后提交控制系统;控制系统计算出来袭弹药的到达时间及最佳拦截点,并使火力系统进入待发状态;当弹药进入拦截范围后,火力系统根据控制命令发射拦截弹药;最后拦截弹药或直接撞击,或形成破片云毁伤来袭弹药,最终使来袭弹药在车体的安全距离外被摧毁或破坏,以保证车辆的安全。当前世界上在研的或已装备的硬杀伤主动系统原理相似,不同之处集中体现在探测范围与拦截速度等指标能力上。本文将通过对比几种具有代表性的主动防御系统来简述该技术的相关信息。

  俄罗斯“竞技场”系统

  俄罗斯“鸫”式与“竞技场”主动防御系统

  俄罗斯是最早从事主动防护系统研制的国家。早在 20 世纪 80 年代初装备的“鸫”式主动防护系统是世界上第一种真正具备作战使用条件的装甲车主动防护系统,其采用毫米波雷达探测技术,为车辆提供正面80°弧形防护。俄罗斯于1993年研发了性能更先进的"竞技场"主动防护系统。该系统的雷达安装在一个折叠式桅杆上,位于炮塔顶部后中心线上。雷达天线呈八角形。发射器称作"拦截板"(内置炸药及破片),环绕炮塔布置 。一旦探测到来袭弹药,系统会将靠近来袭弹道附近的"拦截板"弹射,并在来袭弹道上引爆,可防护以火炮身管为中心的110度弧形区域。而俄罗斯最新型的“阿玛塔”主战坦克安装了代号为“阿富汗人”的主动防御系统。据称该系统在 15m ~ 20m 范围内,可以主动反应,有效摧毁敌方来袭导弹及反坦克导弹。该系统嵌入全车信息系统之中,通过相控阵雷达及信息模块,可以有效搜索射速不高于 1 700m/s 的炮弹、导弹,依据来袭弹种的不同,防御系统选择有效的应对方式予以摧毁。

  由前苏联运动狩猎武器中央设计局研发的“鸫”式系统是世界上第一款装备部队的主动防御系统,鸫-1型早在1983年就已安装在了T-55A坦克上并参加了阿富汗战争。鸫-2型则于1996年面世,该系统由两组毫米波探测器、雷达设备组件、装备两发107mm杀爆火箭弹的发射器及其控制系统组成,可探测到50m/s~500m/s的反坦克导弹,并通过爆炸产生的大量破片击毁来袭导弹,防护半径约为7m。据俄军试验数据,鸫-2主动防御系统与窗帘光电干扰系统配合使用,可使坦克战场的损伤率减小3.5倍。

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  美国“铁幕”系统

  鸫-2主动防御系统

  而美国则拥有 “快速杀伤”和“铁幕”两大主动防护系统。“快速杀伤”主动防护系统由“眼镜蛇”雷达系统及“速杀”拦截系统组成,能探测和跟踪当前和未来战斗车辆所面临的所有威胁。其拦截系统对抗弹药采用垂直装填和发射,有效缩小可能产生附带损害的范围,大大提高了美陆军坦克车辆的战场防护能力

  (图片来自网络)

  “铁幕”主动防护系统采用 C 波段雷达探测和跟踪来袭威胁,系统可为车辆提供 360°及顶部防护。该系统的成本较低,现已安装在“悍马”车上演示了拦截近距离发射来袭火箭弹的能力。

  “竞技场”主动防御系统是在鸫式的基础上发展而来的,二者构成基本相同,相对于鸫-2来说,最大的特点为重量轻且防御弹药充足。竞技场系统全重仅1100kg,且将爆破弹片盒发射的高速定向破片作为拦截单元,而非寥寥数发火箭弹,持续防御能力更强。该系统现已装备T-80/T-95坦克及部分步兵战车上,通过靶场拦截试验,证明了该系统对陶式、海尔法等反坦克导弹具有较理想的拦截性能。

  令人欣喜的是,中国在此类技术中也取得了不小的成绩。在2017年中国举办的“装甲与反装甲日”展览上,中国展示了自己的GL5坦克主动防御系统。在公开演示中,GL5系统安装在一辆类似于96主战坦克的车辆上。当探测到来袭的国产120毫米反坦克火箭弹时,发射了两枚拦截弹将其斩落马下。

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  竞技场主动防御系统

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  (图片来自网络)

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  美国“速杀”主动防护系统

  中国GL5系统作战演示

  美国的主动防御系统则体现了与俄罗斯完全不同的发展思路。以雷锡恩公司研发的速杀(quick-kill)系统为例,该系统的探测器为相控阵雷达,拦截弹为20余枚聚焦类的小型榴弹等非制导弹药。从其配置便可看出,速杀系统对拦截范围和拦截持续作战能力有更高的要求。

  据报道,GL5坦克主动防御系统,具有独立作战的特点。它在特定模式下只需要坦克装甲车提供电能,以及基本的启动等指令连接,搜索、发现、跟踪、识别和摧毁等主要环节完全自动化,甚至不需要车组人员进行任何干预。该系统利用四个相控阵雷达,自动的对360度范围、最大距离100米的高速飞行弹药进行搜索、跟踪,从而实时运算出潜在目标的飞行信息,包括速度、方向、高度等等,从而判断出这一弹药是否对自身造成威胁,并作出相应的反应。无疑,这将使我军装甲部队迈入“矛与盾”均为世界一流水平的时代。

  事实上,它的主要防护目标并非各种先进的高端武器,而是为老式的单兵反坦克火箭筒——这种恐怖分子和第三世界多见的单兵杀器——而特殊准备的,同时该系统在锁定目标后,发射的榴弹最终以垂直作用的方式,向下引爆来袭的火箭弹,以进一步减少对周边无辜平民的附带伤害。面对越陷越深的局部战争,相比“竞技场”,速杀防护系统无疑更适合应对城区巷战。

  划重点:主动防御系统是指通过探测装置获得来袭弹药(反坦克导弹、火箭)的运动特征,然后通过计算机控制对抗装置,使来袭弹药无法直接命中被防护目标的系统,而其中采用硬杀伤手段的防御系统可以帮助装甲车辆有效对抗各类直接威胁,未来必然成为各国装甲部队的“标配”。

  以色列“铁拳”及“风衣”主动防护系统

  以色列是军事强国,在长期的作战中,以色列军队发展出了更具有特色的主动防御系统,其中以“铁拳”系统和“风衣”系统最具代表性。

  “铁拳”系统现已装备以军M113 装甲车和MK3 主战坦克,是世界上第一种能够防护动能穿甲弹的主动防护系统。该系统的特点之一为模块化设计:铁拳系统体积小、质量轻,且可与坦克本身自带的传感器、火控计算机等结合,将坦克自身的火力也作为了防御能力的一部分;另一特色即为冲击拦截:铁拳的拦截弹可通过爆炸产生的爆轰波冲击来袭弹,使穿甲弹芯损坏、失稳甚至偏转已到达拦截的目的。

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  铁拳系统拦截弹发射瞬间

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  铁拳系统拦截弹即将遭遇来袭穿甲弹

  铁拳主动防御系统

  (图片来自网络)

  装备在梅卡瓦-4型坦克上的“风衣”系统同样采用模块化设计,通过4根天线组成了半球形的防护探测区域,其最大的特点为可“一心两用”,能在1s内同时摧毁两个威胁,且可针对威胁程度智能选择攻击的优先顺序。

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  被拦截的反坦克武器

  (图片来自网络)

  硬杀伤系统的不足与发展

  根据拦截流程,无论何种型号的主动防御系统,首先应能准确探测到来袭威胁,而就探测系统而言,雷达探测是最成熟也是运用最广泛的方法,但由于反坦克弹药的飞行高度很低,一般距离地面仅1.5~2m,而这个距离恰恰是雷达受杂波干扰最严重的高度,这使得探测距离无法大幅度提高,为保证较高的探测精度,当前探测距离仅能做到50m左右。其次,目前反坦克弹药的攻击速度高达200m/s~500m/s,这使得对于高速飞行的目标,探测系统还没有来得及反应,自身就已经遭受了攻击;此外,拦截弹爆炸产生冲击波和破片极有可能杀伤己方的坦克伴行步兵,同时,轻型的装甲车辆可能也无法承受拦截弹和敌方弹爆炸的“双重打击”。

  主动防护系统是提高装甲战斗车辆防护和生存能力前景最为看好的技术手段,也是装甲战斗车辆整体技术发展的重点之一。由于技术所限,目前世界上真正装备部队且经过战火考验的主动防护系统数量有限。未来的坦克主动防护系统将朝着扩大探测范围、提高探测距离、缩短解算时间、控制拦截附带杀伤的方向发展,以便更好的适应各种作战环境、应对各类新型反坦克武器。

  划重点:

  硬杀伤主动防御系统以摧毁来袭弹药作为防护手段,通过探测目标、解算弹道和拦截时机、发射拦截弹药的方法对抗敌方的反坦克威胁。目前已有多个国家的若干型号装备部队,可对反坦克导弹、火箭弹、穿甲弹等造成有效拦截。随着探测能力和反应速度的提升,将成为坦克防护最有力的手段之一。

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