現(xiàn)代坦克主動防護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析

周　平,趙辰霄,梅　林,陳光輝,朱晶晶

(中國北方車輛研究所,北京　100072)

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現(xiàn)代坦克主動防護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析

周平,趙辰霄,梅林,陳光輝,朱晶晶

(中國北方車輛研究所,北京100072)

摘要:為提高坦克裝甲車輛在作戰(zhàn)中的自我防護能力,對國外主動防護技術(shù)進行了研究,包括對主動防護技術(shù)的發(fā)展及應用的現(xiàn)狀搜集,對主動防護系統(tǒng)原理、構(gòu)成及工作過程的分析。并通過對各國主動防護系統(tǒng)探測手段、對抗手段、系統(tǒng)重量等方面進行技術(shù)參數(shù)分析比對, 對主動防護系統(tǒng)發(fā)展趨勢進行了預測。

關(guān)鍵詞:主動防護;坦克裝甲車輛;發(fā)展現(xiàn)狀

1國外主動防護技術(shù)發(fā)展概況

以主動方式探測并摧毀攻擊彈藥,不使其戰(zhàn)斗部接觸車體裝甲爆炸進而避免被彈藥命中的裝甲車主動防護技術(shù)是目前及未來裝甲車輛防護技術(shù)發(fā)展的必然趨勢[1]。目前世界各國正在實施的主動防護體統(tǒng)發(fā)展項目和研究計劃至少有20多個,但各研制單位對自己的項目情況均高度保密,透露細節(jié)很少[2]。

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

2015年5月9日,俄羅斯正式推出由烏拉爾運輸工程設計局生產(chǎn)的代號為“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曳Q為“蘇聯(lián)解體后首款體現(xiàn)俄羅斯軍工創(chuàng)新”級產(chǎn)品?！鞍斔辈捎弥鞅粍咏Y(jié)合的綜合防護系統(tǒng),采用新型裝甲材料,不僅使車輛減輕了幾百千克重量,同時其防護性能也得到進一步提升。據(jù)稱,該型材料所制成的復合裝甲厚度相比同種類型裝甲也減少了15%,但卻可以承受目前任何類型火炮的直接命中。為了提高坦克在戰(zhàn)場上的生存能力,“阿瑪塔”安裝了代號為“阿富汗人”的主動防御系統(tǒng)。該系統(tǒng)在15m～20m范圍內(nèi),可以主動反應,有效摧毀敵方來襲導彈及反坦克導彈。該系統(tǒng)嵌入全車信息系統(tǒng)之中,通過相控陣雷達及信息模塊,可以有效搜索射速不高于1 700m/s的炮彈、導彈,依據(jù)來襲彈種的不同,防御系統(tǒng)選擇有效的應對方式予以摧毀。俄軍對主動防御系統(tǒng)的多次測試,驗證了該系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性,可以適應各種復雜戰(zhàn)場環(huán)境與全天候作戰(zhàn)需求[5]。

圖1　“阿瑪塔”坦克結(jié)構(gòu)及主要防護系統(tǒng)

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

美國主要研制 “快速殺傷”和“鐵幕”兩大主動防護系統(tǒng)?！翱焖贇敝鲃臃雷o系統(tǒng)由“眼鏡蛇”雷達系統(tǒng)及“速殺”攔截系統(tǒng)組成，能探測和跟蹤當前和未來戰(zhàn)斗車輛所面臨的所有威脅。其攔截系統(tǒng)對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輛的戰(zhàn)場防護能力[8]?！拌F幕”主動防護系統(tǒng),采用C波段雷達探測和跟蹤來襲威脅,系統(tǒng)可為車輛提供360°及頂部防護，如圖3所示?！拌F幕”主動防護系統(tǒng)的成本較低,現(xiàn)已安裝在“悍馬”車上演示了攔截近距離發(fā)射來襲火箭彈的能力,并正集成在防地雷反伏擊全地形車上進行實彈攔截試驗。以色列推出以Elta相控陣雷達和對抗RPG的光電跟蹤器為核心的 “戰(zhàn)利品”主動防護系統(tǒng),已具備裝車使用條件,這在西方國家研制的主動防護系統(tǒng)中還是首例。

圖2　IBD Deisenroth公司的AMAP防護系統(tǒng)

圖3　“鐵幕”防護系統(tǒng)作用機理

2主動防護系統(tǒng)工作原理

2.1工作原理

現(xiàn)有典型主動防護系統(tǒng)通常由三部分構(gòu)成:探測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和對抗系統(tǒng),裝甲車輛主動防護系統(tǒng)工作原理:首先通過探測系統(tǒng)在一定距離范圍內(nèi)獲取來襲目標的特征信號;進而利用控制系統(tǒng)將特征信號進行分析評估,判斷威脅程度;最終適時發(fā)送控制信號,自動或手動采取適當?shù)膶故侄谓档蛙囕v被命中概率達到防護目的。主動防護系統(tǒng)依據(jù)對抗方式的不同,即是否對來襲彈藥造成物理破壞,可分為硬殺傷(主動)型、軟殺傷(對抗)型和軟/硬殺傷(綜合)型[9]。根據(jù)這種分類方法,我們以列表方式對各國具有代表性的先進主動防護系統(tǒng)進行了分類對比,依據(jù)表1-3中數(shù)據(jù)對各類主動防護系統(tǒng)工作特點進行分析。

2.2軟殺傷型主動防護系統(tǒng)

依據(jù)“軟殺傷”型主動防護系統(tǒng)分析對比表1中技術(shù)特點可知,這類系統(tǒng)是利用煙幕彈、干擾機、誘餌及降低特征信號等多種手段對來襲導彈進行欺騙和干擾[10-12],使其偏離預定攻擊目標的防護系統(tǒng)。對比其他兩種系統(tǒng),該類系體積小重量輕,更易實現(xiàn)模塊化。德國的“MUSS” 多功能主動防護系統(tǒng)即為一款典型軟殺傷主動防護系統(tǒng),其系統(tǒng)重量僅160kg,可為裝甲車提供360°防護且安裝簡便靈活。

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

2.3硬殺傷型主動防護系統(tǒng)

從表2不難看出,硬殺傷系統(tǒng)是一種利用對抗裝置在車輛周圍的安全距離上構(gòu)成一道主動火力圈,在敵方導彈或炮彈擊中車輛前對其進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防護系統(tǒng),這類系統(tǒng)可防御的來襲彈藥種類更廣泛,無論來襲彈藥采用何種制導方式,或是無制導的火箭和炮彈,硬殺傷型主動防護系統(tǒng)都可以克制。也正是基于這個特點,對該系統(tǒng)的研究始終是各國的重中之重,很多軍事強國都有自己的代表作,如表2所示。其中德國IBD公司研制的&主動高技術(shù)生存解決方案"(AMAP-ADS) 主動防護系統(tǒng)采用模塊化設計,系統(tǒng)的反應時間只有560μs,攔截點到車輛的距離僅僅1.5m,是目前唯一的第三代主動防護系統(tǒng)。硬殺傷主動防護系統(tǒng)雖然已經(jīng)相當成熟,但是也有一些缺陷:首先,目前大部分的硬殺傷主動防護系統(tǒng)都是第二代產(chǎn)品,系統(tǒng)反應時間約為200ms-400ms,攔截點距離為10m-30m,并且攔截次數(shù)十分有限,導致對于近距離來襲彈藥以及串聯(lián)戰(zhàn)斗部的防護仍顯乏力,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間差,在主動防護系統(tǒng)未來得及實施第二次攔截時對車輛進行打擊;其次,大部分系統(tǒng)采取的是以高爆彈藥作為攔截彈藥,在攔截過程中容易對車輛附近步兵和其他車輛造成毀傷,不利于協(xié)同作戰(zhàn);此外,目前的硬殺傷主動防護系統(tǒng)只能為裝甲車輛提供上半球形的防護,而對于反坦克地雷的防護還有欠缺。

表1　國外“軟殺傷”主動防護系統(tǒng)分析對比

表2　國外"硬殺傷"主動防護系統(tǒng)分析對比

表3　軟/硬殺傷主動防護系統(tǒng)分析對比

2.4軟/硬殺傷型主動防護系統(tǒng)

隨著彈藥技術(shù)、火控技術(shù)和探測技術(shù)的發(fā)展,單一型主動防護系統(tǒng)局限性日趨明顯,軟硬殺傷兼?zhèn)涞木C合性防護系統(tǒng)應運而生。瑞典迪奈爾公司研制的LEDS系列是此類系統(tǒng)的代表,系列中LEDS-150/200/300都是在系列二代產(chǎn)品LEDS-100軟殺傷性主動防護系統(tǒng)的基礎上加入硬殺傷系統(tǒng)發(fā)展起來的。其中,LEDS-300系統(tǒng)安裝了MCTS-300,可探測到距車身1000m及1000m以外的威脅。系統(tǒng)采用了新型“貓鼬”攔截彈,能夠摧毀遠程導彈或使動能彈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。此外,該型號還在車輛四周安裝了數(shù)個噴頭,通過噴射聚合物泡沫使車輛在1s內(nèi)改變信號特征,讓制導彈藥失去目標。綜合性防護系統(tǒng)雖然兼?zhèn)滠?、硬兩類系統(tǒng)的優(yōu)點,但還處于研制試驗階段,技術(shù)成熟性較差,還未實現(xiàn)量產(chǎn)。

3主動防護系統(tǒng)的發(fā)展趨勢預測

經(jīng)過對上述國家主動防護系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)分析,坦克主動防護的發(fā)展趨勢可以預測并歸納如下:

1)系統(tǒng)“模塊化”

縱觀各軍事強國主動防護系統(tǒng)均呈現(xiàn)高度集成的趨勢,即系統(tǒng)模塊化。這樣的設計可以有效提高系統(tǒng)反應能力及防護范圍;系統(tǒng)安裝更便捷和靈活,易于實現(xiàn)不同車輛的定制設計。

2)防御能力“全譜化”

防御能力“全譜化”指的是主動防護系統(tǒng)將具備應對各種威脅的綜合防護能力。由于技術(shù)限制,目前攔截型主動防護系統(tǒng)的對抗目標主要是低速彈藥,還不具備攔截并摧毀高速彈藥的能力。此外,主動系統(tǒng)對頂部攻擊彈藥的反擊能力較差。美國率先提出了“全譜主動防護”概念,旨在研制既能應對反坦克制導彈藥,又能應對高速、動能彈藥,以及頂部攻擊彈藥的主動防護系統(tǒng)。

3)二次殺傷效應“最小化”

由于主動防護系統(tǒng)是通過向來襲目標發(fā)射彈藥進行防護,所以無論是在空中攔截或摧毀來襲反裝甲彈藥,還是彈藥爆炸形成特種煙幕實施干擾,都會給車輛周圍步兵造成損傷。解決這一問題始終是各國主動防護系統(tǒng)主要研究方向。

4結(jié)束語

隨著作戰(zhàn)思想的變化和新技術(shù)在軍事上的廣泛應用,加強我國主動防護系統(tǒng)探測技術(shù)、抗制導技術(shù)和信息處理技術(shù)的研制,以提高坦克裝甲車輛在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的生存能力是十分必要的。我國的主動防護技術(shù)起步較晚,無論是在原理研究還是工藝水平方面與一些發(fā)達國家相比還存在很大的差距。因此,研究主動防護技術(shù)具有重要的戰(zhàn)略意義以及一定的社會意義和經(jīng)濟價值。

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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

中圖分類號:TJ811；E923.1

文獻標志碼:A

DOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2016.02.028

作者簡介：周平(1985-),女,吉林省吉林人,碩士,工程師,研究方向為光學精密機械設計。

收稿日期：2015-11-30

文章編號：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，高級工程師。

陳光輝(1978-),男，碩士，高級工程師。

朱晶晶(1982-),女，博士，高級工程師。