坦克裝甲車輛主動防護(hù)系統(tǒng)發(fā)展研究

房凌暉，鄭翔玉，汪倫根，周迎春

（陸軍軍官學(xué)院，合肥 230031）

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，坦克裝甲車輛作為陸軍的主戰(zhàn)裝備，受到陸地和空中各種智能化反裝甲武器立體攻擊的威脅，傳統(tǒng)裝甲防護(hù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在不斷提升裝甲車輛的火力、機(jī)動性和防護(hù)性能以抵御各種威脅的同時(shí)，對已暴露目標(biāo)的坦克裝甲車輛實(shí)施有效的主動防護(hù)已成為各國增強(qiáng)坦克裝甲車輛防護(hù)能力的重要手段。主動防護(hù)系統(tǒng)由此應(yīng)運(yùn)而生。

1 主動防護(hù)系統(tǒng)概述

主動防護(hù)系統(tǒng)是安裝在坦克裝甲車輛上的一種防護(hù)裝置，能夠提前發(fā)現(xiàn)來襲的敵對目標(biāo)，并進(jìn)行迷惑、攔截或摧毀，避免自身被命中。前蘇聯(lián)自20世紀(jì)60年代開始研制主動防護(hù)系統(tǒng)，80年代逐漸裝備部隊(duì)。近些年，世界主要軍事國家紛紛研制生產(chǎn)主動防護(hù)系統(tǒng)，其技術(shù)得到快速發(fā)展與應(yīng)用［1-2］。

主動防護(hù)系統(tǒng)分為軟殺傷型和硬殺傷型兩種防護(hù)模式。軟殺傷型是利用煙幕彈、干擾機(jī)、誘餌及降低特征信號等多種手段迷惑和欺騙來襲的敵方威脅并使其偏離目標(biāo)。硬殺傷型則是一種近距離防御系統(tǒng)，在車輛周圍的安全距離上構(gòu)成一道主動火力圈，在敵方導(dǎo)彈或炮彈擊中車輛前對其進(jìn)行攔截和摧毀。

主動防護(hù)系統(tǒng)包括探測、控制和對抗等3個(gè)分系統(tǒng)。探測分系統(tǒng)用于探測來襲目標(biāo)，主要由探測、跟蹤、告警裝置等組成；控制分系統(tǒng)用于處理探測裝置采集的信息，對來襲目標(biāo)進(jìn)行判斷，并選擇相應(yīng)的對抗裝置和措施，由計(jì)算84機(jī)1100、控制軟件等組成；對抗分系統(tǒng)用于對來襲目標(biāo)實(shí)施干擾或打擊［3］。

2 典型主動防護(hù)系統(tǒng)［4-6］

為提高應(yīng)對反裝甲武器的能力，各國近年都加強(qiáng)了主動防護(hù)技術(shù)研究，研制出一批技術(shù)先進(jìn)的軟、硬殺傷型主動防護(hù)系統(tǒng)，并配備在各型裝甲裝備上。

2.1 “窗簾”主動防護(hù)系統(tǒng)

俄羅斯研制的“窗簾”是一種軟殺傷型主動防護(hù)系統(tǒng)，用于干擾敵方半自動瞄準(zhǔn)線指令反坦克導(dǎo)彈、激光測距儀和目標(biāo)指示器。該系統(tǒng)由4臺激光報(bào)警接收機(jī)，1個(gè)以微處理機(jī)為主的控制裝置，2臺紅外干擾發(fā)射機(jī)和12具煙幕彈發(fā)射器組成。當(dāng)激光告警系統(tǒng)探測到敵方激光束威脅時(shí)，控制裝置經(jīng)信號處理后告警，將炮塔轉(zhuǎn)向激光束方向，并觸發(fā)煙幕彈發(fā)射器發(fā)射煙幕彈，形成煙幕屏障，避免被對方激光測距儀和激光指示器照射到。同時(shí)，由于紅外干擾機(jī)的工作，可以產(chǎn)生足夠熱量，引誘敵方紅外尋的武器偏離目標(biāo)。“窗簾”目前已裝備T-80U，T-84，T-90等主戰(zhàn)坦克。與“窗簾”類似的還有德國的MUSS、南非的LEDS-100等主動防護(hù)系統(tǒng)，軟殺傷型主動防護(hù)系統(tǒng)不能防御動能彈和RPG火箭彈等非制導(dǎo)反坦克武器。

2.2 “競技場”主動防護(hù)系統(tǒng)

“競技場”屬于硬殺傷型主動防護(hù)系統(tǒng)，由俄羅斯于20世紀(jì)80年代研制開發(fā)，目前已裝備在T-90等主戰(zhàn)坦克上。其探測裝置毫米波雷達(dá)安裝在炮塔后部支架上，對抗裝置為安裝于炮塔周圍的彈藥盒。當(dāng)雷達(dá)探測跟蹤到來襲威脅后，控制系統(tǒng)選定彈藥盒并向來襲目標(biāo)發(fā)射，系統(tǒng)引爆彈藥盒后，會產(chǎn)生定向破片區(qū)，使敵對目標(biāo)損壞或偏離。“競技場”主動防護(hù)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間為0.07 s，可覆蓋的防護(hù)范圍為270°。

2.3 “戰(zhàn)利品”主動防護(hù)系統(tǒng)

由以色列研制生產(chǎn)的硬殺傷型主動防護(hù)系統(tǒng)，與“競技場”、“速殺”等發(fā)射對抗彈藥來攔截威脅目標(biāo)不同，“戰(zhàn)利品”是在距離車體更近范圍內(nèi)直接瞄準(zhǔn)摧毀來襲威脅。其探測系統(tǒng)包含相控陣搜索雷達(dá)和光電跟蹤雷達(dá)，4個(gè)相控陣?yán)走_(dá)平板天線位于車輛四周，形成半球形探測區(qū)，2個(gè)可自動裝填備用彈藥的對抗發(fā)射裝置布置在炮塔兩側(cè)，每個(gè)發(fā)射裝置可以覆蓋210°范圍。當(dāng)雷達(dá)探測并跟蹤來襲威脅后，在控制系統(tǒng)指揮下，發(fā)射器向目標(biāo)發(fā)射攔截彈藥。安裝在“梅卡瓦”主戰(zhàn)坦克上的“戰(zhàn)利品”主動防護(hù)系統(tǒng)于，2011年3月1日在加沙地帶實(shí)戰(zhàn)中成功攔截并摧毀來襲反坦克火箭彈。

2.4 “速殺”主動防護(hù)系統(tǒng)

由美國研制的硬殺傷型主動防護(hù)系統(tǒng)，探測系統(tǒng)主要有毫米波目標(biāo)探測與跟蹤雷達(dá)，其傳感器安裝在車輛四周，發(fā)射對抗裝置安裝在車體兩側(cè)，控制系統(tǒng)計(jì)算目標(biāo)軌跡并確定對抗發(fā)射順序和方向。該系統(tǒng)能自動同時(shí)跟蹤和對抗不同方向的多個(gè)來襲目標(biāo)，使用垂直發(fā)射的反應(yīng)式制導(dǎo)彈藥，能在150 m距離以內(nèi)和25～150 m高度摧毀威脅目標(biāo)。

2.5 AMAP-ADS主動防護(hù)系統(tǒng)

模塊化裝甲主動防護(hù)系統(tǒng)（AMAP-ADS）由德國研制，與使用高爆彈藥攔截來襲目標(biāo)的主動防護(hù)系統(tǒng)不同，該系統(tǒng)使用定向能攔截目標(biāo)，可以減少爆炸破片的附帶毀傷。AMAP-ADS由安裝于車輛頂部四周的多個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊中包括聚能戰(zhàn)斗部和雷達(dá)傳感器，傳感器用于對來襲威脅進(jìn)行探測跟蹤。當(dāng)系統(tǒng)確認(rèn)模塊處于對抗來襲威脅最佳位置時(shí)，其戰(zhàn)斗部將在系統(tǒng)控制下向敵方目標(biāo)發(fā)射爆炸射流以起到防護(hù)作用。AMAP-ADS系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間短，可對抗發(fā)射距離僅在10～15米范圍內(nèi)的來襲威脅。該系統(tǒng)已安裝在CV90步兵戰(zhàn)車和“狐”式裝甲輸送車上。

3 主動防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展

3.1 主要技術(shù)

主動防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)包括探測跟蹤、信息處理傳輸控制、對抗攔截等。探測跟蹤技術(shù)用于保證主動防護(hù)系統(tǒng)的探測分系統(tǒng)能隨時(shí)探測、識別、定位和跟蹤來襲目標(biāo)。目前，探測跟蹤技術(shù)已由單一的雷達(dá)探測向雷達(dá)和光學(xué)復(fù)合探測及采用多種光電、聲頻傳感器探測等技術(shù)發(fā)展，探測跟蹤能力有了很大提高。

信息處理傳輸控制技術(shù)是系統(tǒng)對探測到的各種威脅信息與裝甲車自身的信息進(jìn)行融合處理、傳輸并實(shí)施防護(hù)控制。信息處理技術(shù)首先對傳感器輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并合成為完整的方案或圖像。信息傳輸技術(shù)再利用無線電、光纖通信等手段將信息傳輸至裝甲車上的顯示器、面板或防御模塊。控制技術(shù)則用于選擇、確定、實(shí)施對來襲目標(biāo)的對抗或打擊方案。信息處理傳輸控制技術(shù)有效縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，降低了系統(tǒng)的誤警率。

如果說探測跟蹤、信息處理傳輸控制技術(shù)是主動防護(hù)系統(tǒng)的“眼睛”和“大腦”，那么對抗攔截技術(shù)則是主動防護(hù)系統(tǒng)的“最后一擊”，目前已有多種類型的對抗攔截技術(shù)應(yīng)用在主動防護(hù)系統(tǒng)上，主要有彈箭彈藥技術(shù)、紅外干擾技術(shù)、煙幕技術(shù)、激光致盲技術(shù)、激光誘騙技術(shù)等，為系統(tǒng)成功實(shí)施攔截和對抗提供了保障。

3.2 發(fā)展水平

可防御彈種、最小擊毀距離和攔截位置是對主動防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行有效性評估的重要技術(shù)參數(shù)，三者皆由系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間決定。軟殺傷型主動防護(hù)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間約為幾秒，如“窗簾”和歐洲宇航防御集團(tuán)的多功能主動防護(hù)系統(tǒng)（MUSS），從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到攔截位置的最小擊毀距離約幾百米，因此軟殺傷型主動防護(hù)系統(tǒng)不適合于城市近距離作戰(zhàn)應(yīng)用。硬殺傷型主動防護(hù)系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間所對應(yīng)的攔截距離可分為近距離和中距離兩種，目前，多數(shù)中距離主動防護(hù)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間在毫秒級，約200～400 ms，其最小擊毀距離在30 m以上，如“競技場”、“戰(zhàn)利品”、“鐵拳”、LEDS 150。近距離主動防護(hù)系統(tǒng)有AMAP-ADS、烏克蘭“屏障”等，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間在微秒級。“屏障”的系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間極短，擊毀距離約為2～3 m，AMAP-ADS據(jù)稱是目前最先進(jìn)最有效的主動防護(hù)系統(tǒng)，能防御所有已知威脅，并可以安裝在所有重量級的戰(zhàn)車上，從發(fā)現(xiàn)到消滅威脅目標(biāo)僅需約 560 μs［7］。

3.3 技術(shù)不足

主動防護(hù)系統(tǒng)以新的思路和有限增重大幅提高了坦克裝甲車輛的防護(hù)能力，成為裝甲裝備防護(hù)技術(shù)發(fā)展的重要方向，近年來，各軍事強(qiáng)國在此項(xiàng)技術(shù)的研究中均有較快發(fā)展。作為一項(xiàng)創(chuàng)新性技術(shù)，主動防護(hù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還存在改進(jìn)和提升空間［8-9］。

1）對坦克裝甲車輛進(jìn)行全方位防護(hù)的技術(shù)和能力不足，目前大多數(shù)主動防護(hù)系統(tǒng)防御范圍還不能覆蓋全車。

2）防御火箭彈、反坦克導(dǎo)彈等低速目標(biāo)的技術(shù)比較成熟，效果較好，而攔截高速榴彈、脫殼穿甲彈等高速彈藥的能力有限。

3）對抗分系統(tǒng)攔截彈藥的數(shù)量有限，且彈藥發(fā)射后的再次裝填存在技術(shù)難度，影響了系統(tǒng)主動防護(hù)能力的持續(xù)發(fā)揮。

4）攔截彈藥在摧毀來襲威脅的同時(shí)，所產(chǎn)生的大量破片也會對裝甲車輛及協(xié)同作戰(zhàn)人員產(chǎn)生威脅。

5）隨著彈藥技術(shù)的發(fā)展，主動防護(hù)系統(tǒng)還難以準(zhǔn)確辨別區(qū)分來襲威脅中的真?zhèn)文繕?biāo)。

6）在城市近距離作戰(zhàn)環(huán)境中，敵方來襲威脅距離極短，對系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間提出了挑戰(zhàn)。

7）主動防護(hù)系統(tǒng)目前還難以有效對付反坦克地雷和簡易爆炸裝置。

4 未來發(fā)展

主動防護(hù)系統(tǒng)通過干擾和出擊，有效化解來襲彈藥的威脅，起到避免被擊中的作用，拓寬了防護(hù)思路，拓展了防護(hù)空間，增加了防護(hù)層次，使坦克裝甲車輛對付多種威脅目標(biāo)的防護(hù)能力和水平大幅提高。隨著反坦克武器的進(jìn)步，主動防護(hù)系統(tǒng)也在不斷發(fā)展變化，以適應(yīng)戰(zhàn)爭對裝甲車輛防護(hù)性能的要求。

1）主動防護(hù)系統(tǒng)未來將向輕量化、小體積、高集成度方向發(fā)展。

2）對抗攔截模式由單一的軟、硬殺傷型向綜合型轉(zhuǎn)變。

3）信息化能力不斷提高，與作戰(zhàn)系統(tǒng)的信息融合與共享將進(jìn)一步加強(qiáng)，為系統(tǒng)對來襲目標(biāo)的探測、識別、跟蹤、攔截提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

4）防護(hù)范圍由重點(diǎn)區(qū)域向全方位防護(hù)發(fā)展。

5）提高對尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈等高速動能彈的防護(hù)能力將成為各國研究重點(diǎn)。

坦克裝甲車輛是陸軍的重要武器裝備，隨著主動防護(hù)系統(tǒng)的不斷發(fā)展完善，坦克裝甲車輛的綜合防護(hù)和戰(zhàn)場生存能力將大幅提高，對于提高陸軍戰(zhàn)斗力具有重要意義。

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