周　平,趙辰霄,梅　林,陳光輝,朱晶晶

(中國(guó)北方車(chē)輛研究所,北京　100072)

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現(xiàn)代坦克主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析

周平,趙辰霄,梅林,陳光輝,朱晶晶

(中國(guó)北方車(chē)輛研究所,北京100072)

摘要:為提高坦克裝甲車(chē)輛在作戰(zhàn)中的自我防護(hù)能力,對(duì)國(guó)外主動(dòng)防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了研究,包括對(duì)主動(dòng)防護(hù)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用的現(xiàn)狀搜集,對(duì)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)原理、構(gòu)成及工作過(guò)程的分析。并通過(guò)對(duì)各國(guó)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)探測(cè)手段、對(duì)抗手段、系統(tǒng)重量等方面進(jìn)行技術(shù)參數(shù)分析比對(duì), 對(duì)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞:主動(dòng)防護(hù);坦克裝甲車(chē)輛;發(fā)展現(xiàn)狀

1國(guó)外主動(dòng)防護(hù)技術(shù)發(fā)展概況

以主動(dòng)方式探測(cè)并摧毀攻擊彈藥,不使其戰(zhàn)斗部接觸車(chē)體裝甲爆炸進(jìn)而避免被彈藥命中的裝甲車(chē)主動(dòng)防護(hù)技術(shù)是目前及未來(lái)裝甲車(chē)輛防護(hù)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)[1]。目前世界各國(guó)正在實(shí)施的主動(dòng)防護(hù)體統(tǒng)發(fā)展項(xiàng)目和研究計(jì)劃至少有20多個(gè),但各研制單位對(duì)自己的項(xiàng)目情況均高度保密,透露細(xì)節(jié)很少[2]。

俄羅斯是最早從事主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)研制的國(guó)家。早在20世紀(jì)80年代初裝備的“鶇”式主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是世界上第一種真正具備作戰(zhàn)使用條件的裝甲車(chē)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),其采用毫米波雷達(dá)探測(cè)技術(shù),為車(chē)輛提供正面80°弧形防護(hù)。1997年研制的一款名為“競(jìng)技場(chǎng)”的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)被安裝在T-80YM1主戰(zhàn)坦克上進(jìn)行了展示[3]。經(jīng)多年發(fā)展成世界上公認(rèn)最好的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),也是唯一一種裝備實(shí)車(chē)并批量生產(chǎn)的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)[4]。

2015年5月9日,俄羅斯正式推出由烏拉爾運(yùn)輸工程設(shè)計(jì)局生產(chǎn)的代號(hào)為“阿瑪塔”的最新型T-14型陸軍第四代主戰(zhàn)坦克，如圖1所示?！鞍斔北晃鞣絿?guó)家稱(chēng)為“蘇聯(lián)解體后首款體現(xiàn)俄羅斯軍工創(chuàng)新”級(jí)產(chǎn)品?！鞍斔辈捎弥鞅粍?dòng)結(jié)合的綜合防護(hù)系統(tǒng),采用新型裝甲材料,不僅使車(chē)輛減輕了幾百千克重量,同時(shí)其防護(hù)性能也得到進(jìn)一步提升。據(jù)稱(chēng),該型材料所制成的復(fù)合裝甲厚度相比同種類(lèi)型裝甲也減少了15%,但卻可以承受目前任何類(lèi)型火炮的直接命中。為了提高坦克在戰(zhàn)場(chǎng)上的生存能力,“阿瑪塔”安裝了代號(hào)為“阿富汗人”的主動(dòng)防御系統(tǒng)。該系統(tǒng)在15m～20m范圍內(nèi),可以主動(dòng)反應(yīng),有效摧毀敵方來(lái)襲導(dǎo)彈及反坦克導(dǎo)彈。該系統(tǒng)嵌入全車(chē)信息系統(tǒng)之中,通過(guò)相控陣?yán)走_(dá)及信息模塊,可以有效搜索射速不高于1 700m/s的炮彈、導(dǎo)彈,依據(jù)來(lái)襲彈種的不同,防御系統(tǒng)選擇有效的應(yīng)對(duì)方式予以摧毀。俄軍對(duì)主動(dòng)防御系統(tǒng)的多次測(cè)試,驗(yàn)證了該系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性,可以適應(yīng)各種復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境與全天候作戰(zhàn)需求[5]。

圖1　“阿瑪塔”坦克結(jié)構(gòu)及主要防護(hù)系統(tǒng)

西方國(guó)家對(duì)于主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的研制以德國(guó)和美國(guó)最具代表性。德國(guó)方面主要研制 “AWISS”主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)[6],該系統(tǒng)組成包括Ka波段搜索跟蹤雷達(dá)、處理器、發(fā)射裝置和彈藥,可為車(chē)輛提供 360°防護(hù)能力。而最新研制的高級(jí)模塊化裝甲防護(hù)(AMAP-ADS)系統(tǒng)是一種適用于從輕型到重型車(chē)輛的自主式主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),該系統(tǒng)能有效攔截多種反坦克導(dǎo)彈,如圖2所示。目前該系統(tǒng)裝備在德國(guó)“豹”2A7 主戰(zhàn)坦克上,是目前唯一的第三代主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)[7]。

美國(guó)主要研制 “快速殺傷”和“鐵幕”兩大主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)?！翱焖贇敝鲃?dòng)防護(hù)系統(tǒng)由“眼鏡蛇”雷達(dá)系統(tǒng)及“速殺”攔截系統(tǒng)組成，能探測(cè)和跟蹤當(dāng)前和未來(lái)戰(zhàn)斗車(chē)輛所面臨的所有威脅。其攔截系統(tǒng)對(duì)抗彈藥采用垂直裝填和發(fā)射,有效縮小可能產(chǎn)生附帶損害的范圍,大大提高了美陸軍坦克車(chē)輛的戰(zhàn)場(chǎng)防護(hù)能力[8]?！拌F幕”主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),采用C波段雷達(dá)探測(cè)和跟蹤來(lái)襲威脅,系統(tǒng)可為車(chē)輛提供360°及頂部防護(hù)，如圖3所示?！拌F幕”主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的成本較低,現(xiàn)已安裝在“悍馬”車(chē)上演示了攔截近距離發(fā)射來(lái)襲火箭彈的能力,并正集成在防地雷反伏擊全地形車(chē)上進(jìn)行實(shí)彈攔截試驗(yàn)。以色列推出以Elta相控陣?yán)走_(dá)和對(duì)抗RPG的光電跟蹤器為核心的 “戰(zhàn)利品”主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),已具備裝車(chē)使用條件,這在西方國(guó)家研制的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)中還是首例。

圖2　IBD Deisenroth公司的AMAP防護(hù)系統(tǒng)

圖3　“鐵幕”防護(hù)系統(tǒng)作用機(jī)理

2主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)工作原理

2.1工作原理

現(xiàn)有典型主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)通常由三部分構(gòu)成:探測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和對(duì)抗系統(tǒng),裝甲車(chē)輛主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)工作原理:首先通過(guò)探測(cè)系統(tǒng)在一定距離范圍內(nèi)獲取來(lái)襲目標(biāo)的特征信號(hào);進(jìn)而利用控制系統(tǒng)將特征信號(hào)進(jìn)行分析評(píng)估,判斷威脅程度;最終適時(shí)發(fā)送控制信號(hào),自動(dòng)或手動(dòng)采取適當(dāng)?shù)膶?duì)抗手段降低車(chē)輛被命中概率達(dá)到防護(hù)目的。主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)依據(jù)對(duì)抗方式的不同,即是否對(duì)來(lái)襲彈藥造成物理破壞,可分為硬殺傷(主動(dòng))型、軟殺傷(對(duì)抗)型和軟/硬殺傷(綜合)型[9]。根據(jù)這種分類(lèi)方法,我們以列表方式對(duì)各國(guó)具有代表性的先進(jìn)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了分類(lèi)對(duì)比,依據(jù)表1-3中數(shù)據(jù)對(duì)各類(lèi)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)工作特點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.2軟殺傷型主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)

依據(jù)“軟殺傷”型主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)分析對(duì)比表1中技術(shù)特點(diǎn)可知,這類(lèi)系統(tǒng)是利用煙幕彈、干擾機(jī)、誘餌及降低特征信號(hào)等多種手段對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈進(jìn)行欺騙和干擾[10-12],使其偏離預(yù)定攻擊目標(biāo)的防護(hù)系統(tǒng)。對(duì)比其他兩種系統(tǒng),該類(lèi)系體積小重量輕,更易實(shí)現(xiàn)模塊化。德國(guó)的“MUSS” 多功能主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)即為一款典型軟殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),其系統(tǒng)重量?jī)H160kg,可為裝甲車(chē)提供360°防護(hù)且安裝簡(jiǎn)便靈活。

軟殺傷主動(dòng)防護(hù)的對(duì)抗方式?jīng)Q定了這類(lèi)系統(tǒng)存在一些固有缺陷。電子對(duì)抗以及光電干擾的模式一般針對(duì)觀(guān)瞄設(shè)備和制導(dǎo)彈藥的尋的頭,因此對(duì)步兵火力,單兵攜帶式的反坦克彈藥以及其他一些非制導(dǎo)型彈藥效果并不是很好;另外,軟殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間一般為幾秒,而在城市作戰(zhàn)中,近距離威脅更加普遍,軟殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間還不足以應(yīng)對(duì)幾百米甚至幾十米的潛在威脅。

2.3硬殺傷型主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)

從表2不難看出,硬殺傷系統(tǒng)是一種利用對(duì)抗裝置在車(chē)輛周?chē)陌踩嚯x上構(gòu)成一道主動(dòng)火力圈,在敵方導(dǎo)彈或炮彈擊中車(chē)輛前對(duì)其進(jìn)行攔截和摧毀的中近距離反擊防御系統(tǒng)。相比于軟殺傷型主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng),這類(lèi)系統(tǒng)可防御的來(lái)襲彈藥種類(lèi)更廣泛,無(wú)論來(lái)襲彈藥采用何種制導(dǎo)方式,或是無(wú)制導(dǎo)的火箭和炮彈,硬殺傷型主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)都可以克制。也正是基于這個(gè)特點(diǎn),對(duì)該系統(tǒng)的研究始終是各國(guó)的重中之重,很多軍事強(qiáng)國(guó)都有自己的代表作,如表2所示。其中德國(guó)IBD公司研制的&主動(dòng)高技術(shù)生存解決方案"(AMAP-ADS) 主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間只有560μs,攔截點(diǎn)到車(chē)輛的距離僅僅1.5m,是目前唯一的第三代主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。硬殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)雖然已經(jīng)相當(dāng)成熟,但是也有一些缺陷:首先,目前大部分的硬殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)都是第二代產(chǎn)品,系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間約為200ms-400ms,攔截點(diǎn)距離為10m-30m,并且攔截次數(shù)十分有限,導(dǎo)致對(duì)于近距離來(lái)襲彈藥以及串聯(lián)戰(zhàn)斗部的防護(hù)仍顯乏力,例如,俄羅斯新RPG-30單兵便攜式火箭彈,可以在城市作戰(zhàn)中近距離攻擊,并且利用誘餌彈和主攻擊彈藥間極短的時(shí)間差,在主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)未來(lái)得及實(shí)施第二次攔截時(shí)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行打擊;其次,大部分系統(tǒng)采取的是以高爆彈藥作為攔截彈藥,在攔截過(guò)程中容易對(duì)車(chē)輛附近步兵和其他車(chē)輛造成毀傷,不利于協(xié)同作戰(zhàn);此外,目前的硬殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)只能為裝甲車(chē)輛提供上半球形的防護(hù),而對(duì)于反坦克地雷的防護(hù)還有欠缺。

表1　國(guó)外“軟殺傷”主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)分析對(duì)比

表2　國(guó)外"硬殺傷"主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)分析對(duì)比

表3　軟/硬殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)分析對(duì)比

2.4軟/硬殺傷型主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)

隨著彈藥技術(shù)、火控技術(shù)和探測(cè)技術(shù)的發(fā)展,單一型主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)局限性日趨明顯,軟硬殺傷兼?zhèn)涞木C合性防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。瑞典迪奈爾公司研制的LEDS系列是此類(lèi)系統(tǒng)的代表,系列中LEDS-150/200/300都是在系列二代產(chǎn)品LEDS-100軟殺傷性主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入硬殺傷系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的。其中,LEDS-300系統(tǒng)安裝了MCTS-300,可探測(cè)到距車(chē)身1000m及1000m以外的威脅。系統(tǒng)采用了新型“貓鼬”攔截彈,能夠摧毀遠(yuǎn)程導(dǎo)彈或使動(dòng)能彈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。此外,該型號(hào)還在車(chē)輛四周安裝了數(shù)個(gè)噴頭,通過(guò)噴射聚合物泡沫使車(chē)輛在1s內(nèi)改變信號(hào)特征,讓制導(dǎo)彈藥失去目標(biāo)。綜合性防護(hù)系統(tǒng)雖然兼?zhèn)滠?、硬兩?lèi)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),但還處于研制試驗(yàn)階段,技術(shù)成熟性較差,還未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

3主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

經(jīng)過(guò)對(duì)上述國(guó)家主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)分析,坦克主動(dòng)防護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)可以預(yù)測(cè)并歸納如下:

1)系統(tǒng)“模塊化”

縱觀(guān)各軍事強(qiáng)國(guó)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)均呈現(xiàn)高度集成的趨勢(shì),即系統(tǒng)模塊化。這樣的設(shè)計(jì)可以有效提高系統(tǒng)反應(yīng)能力及防護(hù)范圍;系統(tǒng)安裝更便捷和靈活,易于實(shí)現(xiàn)不同車(chē)輛的定制設(shè)計(jì)。

2)防御能力“全譜化”

防御能力“全譜化”指的是主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)將具備應(yīng)對(duì)各種威脅的綜合防護(hù)能力。由于技術(shù)限制,目前攔截型主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的對(duì)抗目標(biāo)主要是低速?gòu)椝?還不具備攔截并摧毀高速?gòu)椝幍哪芰Α４送?主動(dòng)系統(tǒng)對(duì)頂部攻擊彈藥的反擊能力較差。美國(guó)率先提出了“全譜主動(dòng)防護(hù)”概念,旨在研制既能應(yīng)對(duì)反坦克制導(dǎo)彈藥,又能應(yīng)對(duì)高速、動(dòng)能彈藥,以及頂部攻擊彈藥的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。

3)二次殺傷效應(yīng)“最小化”

由于主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是通過(guò)向來(lái)襲目標(biāo)發(fā)射彈藥進(jìn)行防護(hù),所以無(wú)論是在空中攔截或摧毀來(lái)襲反裝甲彈藥,還是彈藥爆炸形成特種煙幕實(shí)施干擾,都會(huì)給車(chē)輛周?chē)奖斐蓳p傷。解決這一問(wèn)題始終是各國(guó)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)主要研究方向。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著作戰(zhàn)思想的變化和新技術(shù)在軍事上的廣泛應(yīng)用,加強(qiáng)我國(guó)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)探測(cè)技術(shù)、抗制導(dǎo)技術(shù)和信息處理技術(shù)的研制,以提高坦克裝甲車(chē)輛在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的生存能力是十分必要的。我國(guó)的主動(dòng)防護(hù)技術(shù)起步較晚,無(wú)論是在原理研究還是工藝水平方面與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大的差距。因此,研究主動(dòng)防護(hù)技術(shù)具有重要的戰(zhàn)略意義以及一定的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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Development Situation and Trends Analysis of Modern Tank Active Protection System

ZHOU Ping, ZHAO Chen-xiao, MEI Lin, CHEN Guang-hui, ZHU Jing-jing

(China North Vehicle Research Institue,Beijing 100072, China)

Abstract:To improve the self-defense capability of tanks and armored vehicles in combat, active protection of foreign technology have been studied, including the status of active protection technology development and application, analysis of the active protection system principle, structure and working procedures. Through analyzing and comparing the technical Parameters of active protection such as Detection Method, confrontation Method, Weight of system in other Countries, it forecasts the development trend of active protection system.

Key words:active protection; tanks and armored vehicles; development situation

中圖分類(lèi)號(hào):TJ811；E923.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

DOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2016.02.028

作者簡(jiǎn)介：周平(1985-),女,吉林省吉林人,碩士,工程師,研究方向?yàn)楣鈱W(xué)精密機(jī)械設(shè)計(jì)。

收稿日期：2015-11-30

文章編號(hào)：1673-3819(2016)02-0132-05

修回日期： 2015-12-24

趙辰霄(1988-),女,碩士,工程師。

梅林(1980-),男，碩士，高級(jí)工程師。

陳光輝(1978-),男，碩士，高級(jí)工程師。

朱晶晶(1982-),女，博士，高級(jí)工程師。