國外艦艇CBRN綜合防御體系技術裝備進展

申明榮

（海軍駐上海江南造船（集團）有限責任公司軍事代表室 上海 201913）

0 引 言

艦艇的化學、生物、放射性和核武器綜合防御體系（簡稱：CBRN）是指艦艇為保存自己，免遭或削弱敵方CBRN武器攻擊能力而建立的綜合系統(tǒng)架構。在CBRN戰(zhàn)劑環(huán)境下，艦艇采取感知、防護、洗消“三位一體”的綜合防御技術措施，構建全艦CBRN武器綜合防御體系，顯著提高了全艦及編隊的CBRN武器防御性能，保護艦員生命和維持作戰(zhàn)能力，保證了艦艇的生存力、戰(zhàn)斗力和安全性。

1 國外艦艇CBRN綜合防御體系

1.1 海軍CBRN武器綜合防御體系現(xiàn)狀及構想

俄羅斯在現(xiàn)代級驅逐艦上建立了全艦CBRN武器綜合防御體系，配置了CBRN戰(zhàn)劑感知裝備，實現(xiàn)全艦CBRN戰(zhàn)劑監(jiān)測報警；配置了全艦集體防護系統(tǒng)，保證艦上重要工作艙室和住艙的氣密環(huán)境，并經(jīng)過濾毒裝置增壓通風，以保障氣密區(qū)內均勻的超壓環(huán)境；配置了全艦水幕噴淋洗消系統(tǒng)、高溫高壓蒸汽噴射裝置等裝備，及時洗消CBRN戰(zhàn)劑污染的暴露甲板和裝備，快速恢復全艦作戰(zhàn)能力。

美軍的CBRN武器綜合防御體系構想主要由海陸空衛(wèi)基多層次防御資源配系組成，海軍不僅具有全艦CBRN武器綜合防御體系，而且具有艦艇編隊的CBRN武器綜合防御體系。在全球重要的岸基、海上固定點、艦艇上，預先布置大量的探測器，并接入聯(lián)合報警與報告網(wǎng)絡系統(tǒng)（JWARN）。海軍全球指揮控制系統(tǒng)（GCCS-M）提供與CBRN戰(zhàn)場實時結合的景象，通過接收、恢復、顯示戰(zhàn)術態(tài)勢信息，使指揮員具有指揮決策需求的CBRN武器襲擊和沾染的態(tài)勢感知。

1.2 CBRN武器綜合防御體系核心能力

美軍在現(xiàn)有CBRN武器防御能力的基礎上，為滿足中長期、甚至更為長遠的CBRN武器防御需求，美國國防部認定按優(yōu)先順序共列出29項CBRN武器防御核心能力［1］。這些核心能力集中在CBRN 戰(zhàn)劑感知（SENSE）、防護（SHIELD）、洗消恢復（SUSTAIN）和集成（SHAPE）四個方面。

1.3 CBRN武器綜合防御體系核心能力間的關系

感知是基礎、防護是屏障、洗消是支撐、集成是核心，這四者構成一個穩(wěn)定的框架結構［2］。

2 國外艦艇CBRN綜合防御技術裝備現(xiàn)狀和進展

2.1 CBRN戰(zhàn)劑感知技術裝備

CBRN戰(zhàn)劑感知技術是對已知或未知CBRN戰(zhàn)劑的分析，目前主要圍繞氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)CBRN戰(zhàn)劑定性、識別、定量開展研究，目前主要有如下四個發(fā)展方向：

2.1.1 遠距離感知（遙測）能力技術裝備

美國2001年以后持續(xù)增強近海作戰(zhàn)艦艇LCS、新型驅逐艦DDG-1000和航母CVN-78上CBRN戰(zhàn)劑遙測能力，主要裝備有三坐標雷達、光電聲跟蹤和衛(wèi)星，以用于核爆炸觀測。主要采取提高超壓檢測靈敏度、空間寬帶電磁頻譜分辨、背景光強度和相位階躍變化性能等技術，以及開發(fā)衛(wèi)星探測核爆炸等新手段（如：新型核爆電磁脈沖探測器、新型核爆光輻射照度儀和用于空間核爆探測的新型γ射線探測器等）［3］。

被動紅外光譜IR探測與主動紅外-激光雷達IR-LIDAR探測主要用于化學、生物戰(zhàn)劑遙測。美國海軍裝備了被動AN/KAS-1化學戰(zhàn)定向探測器，主動激光雷達LIDAR化學戰(zhàn)劑遙測裝置Artemis則安裝在不同的平臺（驅逐艦、飛機、裝甲車和規(guī)定點）上，探測化學戰(zhàn)劑距離達20 km。紅外激光雷達IRLIDAR生物戰(zhàn)劑遙測LR-BSDS裝置，探測生物戰(zhàn)劑的距離更達到30 km。

2.1.2 現(xiàn)場感知（點源探測）能力技術裝備

新型寬量程輻射劑量探測器和實時γ成像技術用于輻射檢測和定位，寬量程輻射劑量探測器（10-8～102）Gy/h，達到 10 個量級。

IMS、SAW、SAW/GC/EC、IMS/GC、GC/MS、SAW/IMS單項或聯(lián)合技術常用于點源化學戰(zhàn)劑檢測、識別和定量。

在氣溶膠態(tài)生物戰(zhàn)劑現(xiàn)場（點源）檢測研究方面，主要有紫外光激發(fā)誘導熒光檢測技術和ATP檢測技術；識別技術研究方面有基于免疫反應識別、流式細胞監(jiān)測技術、DNA/RNA分子識別技術、PCR快速識別技術、化學生物質譜CBMS分析技術。美國海軍在2008和2009年共裝備了56套JBPDS XM98，見圖 1。

圖1 JBPDS在DDG76上的應用

2.1.3 水中CBRN戰(zhàn)劑污染感知（液態(tài)戰(zhàn)劑探測）能力技術裝備

液體化學戰(zhàn)劑自動檢測和識別技術，基于生色反應、光學和光電識別。如美國M8GVH和M9試紙，用于微液滴G類（神經(jīng)性，如沙林、梭曼等）、V類（糜爛性，如維埃克斯等）和H類（全身中毒性，如氫氰酸等）化學戰(zhàn)劑檢測、水源檢測、傷口檢測。美國艦船上淡水主要來源于海水，針對水質凈化效果檢測項目，美國海軍提出專用需求，已經(jīng)裝備了艦用自動液體戰(zhàn)劑檢測裝置SALAD，報警信號在損管中心顯示。

液體化學戰(zhàn)劑檢測和識別技術，基于液相色譜檢測，美國艦船上將其用于洗消效果檢測（洗消殘余液檢測）。針對洗消效果檢測，在2010年將液相色譜檢測洗消殘余液列入科學技術研究項目。

2.1.4 單兵感知能力技術裝備

單兵化學戰(zhàn)劑傳感器要求能檢測多種戰(zhàn)劑和新戰(zhàn)劑，提供戰(zhàn)斗空間管理決策的態(tài)勢感知。目前美國海軍單兵主要配備JCAD檢測器，該檢測器基于SAW技術，具有體積小，適于攜帶的特點。芬蘭使用ChemPro100，可裝載軍用毒劑和TICs/TIMs庫。

2.2 CBRN戰(zhàn)劑防護技術裝備

通過采用新材料、新結構和新工藝，特別是納米技術的開發(fā)應用，創(chuàng)造新穎的呼吸器以減輕戰(zhàn)士呼吸負擔，降低集體防護系統(tǒng)的成本，提高集體防護系統(tǒng)的性能。

2.2.1 個人防護器材

保護個人的整套防護服更有效、更耐用、更輕便。主要研究進展如下：

2.2.2 集體防護裝備

美國新造軍艦已經(jīng)規(guī)定集體防護系統(tǒng)的三個防護等級，裝備濾毒通風裝置、防護區(qū)超壓：（500±50）Pa、濾器模塊化和系列化。

集體防護區(qū)內的控制重點包括環(huán)境控制和污染控制。環(huán)境控制包括邊界控制、超壓控制、超壓監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測和CO2濃度監(jiān)測等；污染控制包括集體防護人員洗消站和監(jiān)測設備。

2.3 CBRN戰(zhàn)劑洗消技術裝備

洗消科學和技術的目標是研發(fā)出能消除有毒物質，而對被污染對象的性能沒有影響或盡量減少影響的技術，洗消裝備提供艦艇或艦員污染恢復能力。

2.3.1 個人和設備洗消

個人洗消器材向輕便、高效、無刺激方向發(fā)展。目前主要方向是開發(fā)生物酶、反應型高倍吸附洗消劑和醛肟燈洗消器。

丁主任悄悄地走向倉庫，打開門，甲洛洛的心提到了嗓子眼：怎么辦？我該怎么辦？他心里一個勁地搜尋著答案，不敢讓視線離開丁主任半步。丁主任打開門并沒進去，他又退回到廁所隔墻的黑暗里，蹲了下來。

設備洗消分為三部分：敏感設備洗消、特殊平臺內部空間洗消和運動中洗消。

2.3.2 全艦洗消技術和裝備

全艦洗消裝備由洗消藥劑配制裝置和全艦分布的若干洗消站組成，用于向水幕系統(tǒng)提供以一定比例配制的洗消液，向飛行甲板、外露表面及露天設備表面噴灑洗消液，以形成阻止或清除CBRN戰(zhàn)劑沾染。水幕系統(tǒng)向多功能、模塊化、智能化方向發(fā)展。多功能指不僅可用于武器裝備的洗消，還能夠用于人員、服裝和艦艇甲板洗消，以及艦面滅火和機艙紅外隱身等；模塊化是指通過開發(fā)高性能的洗消核心模塊，經(jīng)模塊之間組合，配以通用性好的零備件組合成不同型號的洗消裝備；智能化指洗消過程通過智能控制，達到精確洗消的目的，例如M21、M22洗消模塊。

高溫、高壓、射流洗消裝備利用高溫和高壓形成的射流洗消，產生物理和化學雙重洗消效能。意大利Cristanini公司SANIJET C921裝置，主要用于CBRN戰(zhàn)劑沾染洗消和消防。該設備配SANIJET噴槍，分三步操作：預洗、消毒、清洗完成洗消作業(yè)，其直接引射洗消粉狀藥劑，洗消概念新穎。

美國海軍在艦船表面沾染自然洗消方面具有完整的數(shù)據(jù)庫，建立了大氣溫度、毒劑種類、風速、艦船航行速度對應的洗消時間數(shù)據(jù)庫。

2.3.3 預防性洗消技術研究

為了減少人員和裝備受污染的可能性及降低裝備受污染的程度，保證裝備在污染環(huán)境中的使用性能，因此進行了系統(tǒng)的理論研究。如在裝備結構設計上盡量減少凹、溝、槽，盡量避免使用合葉、細螺紋螺釘、彈簧旋鈕等不易被洗消干凈的部件；對電子元件，要采用可剝性保護層加以覆蓋。美軍在DDG-1000新型驅逐艦的設計中就充分利用了預防性洗消技術。

2.3.4 洗消劑技術研究

研究多用途、低腐蝕、無污染且具有快速反應能力的洗消劑是未來發(fā)展的主要趨勢。研究方向有生物酶催化、過氧化物消毒劑、納米金屬氧化物和自動消毒涂料等。

2.4 集成能力

集成是核心。系統(tǒng)集成開發(fā)清晰掌握當前和預測的CBRN戰(zhàn)場態(tài)勢的能力；向指揮員提供CBRN戰(zhàn)劑特征的能力，同時收集、查詢、融合來自CBRN探測器、專家智庫和醫(yī)療等信息，實時提供實際和潛在的CBRN危險影響，重要感知、防護、支撐終極狀態(tài)（準備軍事行動狀態(tài)）和可視化軍隊由始至終的每一步行動進展。

同時CBRN防御還需要得到來自作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、損管監(jiān)控系統(tǒng)、導航定位系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)的支持。通過建立全艦CBRN戰(zhàn)劑信息共享機制，使感知、防護和洗消裝備協(xié)同運行，充分發(fā)揮體系內各種作戰(zhàn)資源的效能，形成一個完善的全艦CBRN武器綜合防御體系，提高艦艇在CBRN戰(zhàn)劑環(huán)境下的整體防御和對抗性能。

3 結 論

綜上所述，艦艇CBRN武器綜合防御體系十分必要，CBRN感知、防護、洗消和集成四個方面技術和裝備的快速發(fā)展，對提高大型水面艦艇CBRN武器綜合防御體系具有十分重要的作用。

國內艦船在三防領域經(jīng)過多年的發(fā)展，基本構建了以偵、防、消為主體的綜合防御框架，但各個功能的技術實力與國外仍有較大差距。探測方面，遙測能力和測試精度將是中長期發(fā)展重點；防護方面，應以集體防護為主、個人防護作為有益補充，集體防護中的防護時間和空間將是下一步亟待突破的重點；洗消方面，系統(tǒng)配置的多功能化將是重點方向。上述幾個方面的技術積累達到一定層次后，作為遠景規(guī)劃再有效開展集成方面的工作。

［1］U.S.DOD．Joint service chemical and biological defense program FY00-02 overview［R］.Washington：National Academies Press：DOD，2001：28-29.

［2］U.S.DOD．Department of defense chemical and biological defense program［R］.Washington：National Academies Press：DOD，2010：11-12.

［3］周銘，羅清勇．衛(wèi)星在核爆炸探測中的應用［J］.衛(wèi)星與網(wǎng)絡，2007，（5）：58-60．

［4］美國海軍．美國海軍艦船技術手冊［M］．翟少曉、劉書子，譯.北京：中國船舶信息中心，2004：31-34．