裝甲車輛主動防護(hù)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

宋成俊

摘要：本文在介紹以坦克為主的裝甲車輛防護(hù)系統(tǒng)重要作用的基礎(chǔ)上，通過分析被動防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)上存在的問題，論述了主動防護(hù)系統(tǒng)的基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)優(yōu)勢，對主動防護(hù)系統(tǒng)在未來的發(fā)展趨勢做出分析和預(yù)測。

Abstract： This paper first explains the important role of tank and armored vehicle protection system， analyzes the existing problems of passive protection system in the development of protection technology， discusses the basic concept， development status and technical advantages of active protection system， and finally explains the development trend of active protection system in the future.

關(guān)鍵詞：坦克裝甲車輛;主動防護(hù);發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢

Key words： tank and armored vehicle;active protection;development status;trend

0 ?引言

防護(hù)系統(tǒng)在以坦克為代表的裝甲戰(zhàn)斗車輛中，因其保證車輛及乘員安全的作用，具有突出重要的地位。由易損性理論分析，防護(hù)系統(tǒng)的作用，通常是指從它抵御穿甲彈、破片殺傷彈和破甲彈貫穿作用的能力，以及其結(jié)構(gòu)抵御爆破榴彈或核彈沖擊波的能力[1]。對于典型坦克破壞程度評價表中可以看出，引起各級別破壞的要素（車體部件或車內(nèi)人員）都是在打破防護(hù)屏障（防護(hù)系統(tǒng)）后產(chǎn)生的，所以坦克裝甲車輛防護(hù)系統(tǒng)一旦被突破，必然會遭受相應(yīng)的破壞，失去部分能力，甚至被摧毀。從以上的論述中可以看出，坦克裝甲車輛的護(hù)系統(tǒng)的重要使命是抵御外來襲擊，提高其戰(zhàn)場生存能力，進(jìn)而保障其完成預(yù)定任務(wù)。然而，矛與盾雙方都是在不斷突破中砥礪前行的，在坦克裝甲車輛防護(hù)系統(tǒng)性能不斷提高、結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化、功能不斷完善的同時，彈藥的反裝甲能力也在不斷的增強(qiáng)，這給從事坦克裝甲車輛防護(hù)系統(tǒng)研究的工作者帶來的前所未有挑戰(zhàn)。因此，對坦克裝甲車輛防護(hù)系統(tǒng)的研究，尤其是主動防護(hù)系統(tǒng)的研究，將是防護(hù)工程研究領(lǐng)域的前沿課題，也是決定坦克裝甲車輛技術(shù)水平是否能領(lǐng)先的關(guān)鍵要素之一。

1 ?被動防護(hù)存在的問題分析

被動防護(hù)系統(tǒng)即常規(guī)防護(hù)系統(tǒng)，主要是依靠坦克裝甲車輛自身的防護(hù)裝甲進(jìn)行防護(hù)，即在彈丸擊中自身后，才開始進(jìn)行抵御，屬于消極防護(hù)。這種防護(hù)系統(tǒng)是最簡單、最直接的方法，然而，隨著科技的進(jìn)步，被動防護(hù)方式被不斷針對，被集中研究，被重點突防，防護(hù)效果的提升呈現(xiàn)出疲軟的態(tài)勢，必定不會成為未來防護(hù)系統(tǒng)發(fā)展的主流。下面，就被動防護(hù)系統(tǒng)發(fā)展過程中逐漸暴露出的一些問題，進(jìn)行分析。

1.1 增加裝甲厚度存在的問題

提高坦克裝甲車輛防護(hù)能力最直接的方式，就是增加裝甲厚度，以此來抵御外來彈藥的攻擊。然而，實施這種方法，難以避免的問題是武器系統(tǒng)自身重量的增加，最嚴(yán)重后果就是犧牲了坦克裝甲車輛的機(jī)動性。隨著未來戰(zhàn)爭全球化的要求，坦克裝甲車輛的運(yùn)輸必定會逐漸向海運(yùn)或者空運(yùn)傾斜，這會造成運(yùn)輸基數(shù)的減少，進(jìn)而導(dǎo)致部隊總體作戰(zhàn)能力的下降。再者，目前反裝甲武器的穿甲能力在不斷增強(qiáng)，隨著如電磁炮、電熱炮以及液體發(fā)射火炮的出現(xiàn)，反坦克彈藥的終點毀傷能力在持續(xù)穩(wěn)定地提升，以增加裝甲厚度提升被動防護(hù)能力的做法，受到前所未有的威脅。因此，這種技術(shù)在提高被動防護(hù)方面發(fā)展?jié)摿τ邢蕖?/p>

1.2 改變裝甲結(jié)構(gòu)存在的問題

改變裝甲結(jié)構(gòu)，是另一個提高坦克裝甲車輛防護(hù)性能的方法，典型的裝甲結(jié)構(gòu)就是間隔裝甲、反應(yīng)裝甲、復(fù)合裝甲。

間隔裝甲即在幾層裝甲板之間存在一定的距離，以消耗穿甲彈、破甲彈的能量。這種方法，其本質(zhì)與增加裝甲厚度同出一轍，前者造成的后果與增加裝甲厚度一致，即使不增加重量，也會增加坦克裝甲車輛的全長和體積，最終影響其運(yùn)輸能力和機(jī)動性能。

反應(yīng)裝甲的基本元件是兩塊金屬板和夾在中間的鈍感混合炸藥[2]。當(dāng)反裝甲彈藥碰擊靶板時，炸藥爆炸并驅(qū)動金屬板沿其法線方向運(yùn)動，從而干擾破甲彈產(chǎn)生的射流或穿甲彈的終點彈道，使來襲彈藥貫穿能力下降。反應(yīng)裝甲的這種作用方式，正在被逐漸發(fā)展的多級起爆單元彈藥沖擊，而且，反應(yīng)裝甲很難覆蓋到坦克裝甲車輛所有易受打擊面;同時，爆炸產(chǎn)生的沖擊波會危及步坦協(xié)同中伴隨步兵的安全;對輕型裝甲車輛，來襲彈藥的殘余射流也存在對其主裝甲進(jìn)行二次破壞的幾率。

復(fù)合裝甲是由兩層或多層不同材料組合而成的裝甲[3]。它主要是由不同的金屬材料或金屬與非金屬材料組合在一起的裝甲結(jié)構(gòu)。這種組合的裝甲板在與相同厚度鋼板相比，抗彈能力較強(qiáng)。但這種復(fù)合裝甲也有其不足之處，主要是由于研究抗彈性能良好的金屬或非金屬材料，其研制周期長、成本高;再者就是通常其裝甲厚度較厚，對整車體積和全重減少不明顯。

1.3 新概念裝甲技術(shù)瓶頸問題

目前的新概念裝甲主要包括：電磁裝甲、電熱裝甲、靈巧裝甲以及動能轉(zhuǎn)換裝甲。

電磁裝甲是由位于主裝甲外側(cè)、相隔一段距離的兩塊薄鋼板和高壓電容器組成，兩塊薄鋼板一塊接地，另一塊與高壓電容器組相連。當(dāng)射流或彈芯穿過兩塊薄板時，引起電容器組放電，產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，并使射流或彈桿產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力，從而引起射流發(fā)散或彈芯振動、膨脹或斷裂，使其穿甲能力下降。電熱裝甲與電磁裝甲類似，只是兩塊金屬薄板間的距離較小并且在二者之間有一層絕緣材料，當(dāng)射流或彈芯穿過兩薄板時，電容器放電，絕緣材料迅速受熱膨脹并向兩邊推壓薄金屬板，使射流或彈芯發(fā)生運(yùn)動偏轉(zhuǎn)。就其工程實現(xiàn)的技術(shù)可行性分析，因所使用的高壓電容器的動力源問題難以解決，電磁及電熱裝甲目前進(jìn)入實際應(yīng)用還比較困難。

靈巧裝甲是把彈丸著靶產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)槲恿ρb置的機(jī)械能，它主要是在裝甲內(nèi)部嵌入微動力裝置控制拉應(yīng)力，從而改變彈丸的運(yùn)動方向。此種裝甲的關(guān)鍵技術(shù)是傳感器及微動力裝置，從搜集的資料分析，其技術(shù)攻關(guān)目前陷入瓶頸，解決難度很大，周期無法預(yù)測，目前難以實現(xiàn)工程應(yīng)用。

動能轉(zhuǎn)換裝甲的基本原理是：在來襲彈藥的穿甲軌道垂直方向上發(fā)射小鋼條，從而摧毀導(dǎo)彈、使導(dǎo)彈偏離飛行路徑或使導(dǎo)彈發(fā)生旋轉(zhuǎn)[4]。動能轉(zhuǎn)換裝甲在實戰(zhàn)中還沒有得到驗證，相關(guān)技術(shù)還不夠成熟，不易實現(xiàn)。

從以上分析可以看出，常規(guī)防護(hù)系統(tǒng)的防護(hù)手段和提升途徑，或者存在一定弊端，或者較難實現(xiàn)。隨著反裝甲技術(shù)及新概念彈藥的發(fā)展，坦克裝甲車輛受到的威脅與日俱增，必須要采取措施，探索新的防護(hù)技術(shù)，及時提升坦克裝甲車輛全方位的防護(hù)能力。在此情況下，主動防護(hù)系統(tǒng)受到越來越多的關(guān)注。

2 ?坦克裝甲車輛主動防護(hù)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 主動防護(hù)系統(tǒng)概述

坦克裝甲車輛主動防護(hù)系統(tǒng)的核心技術(shù)是主動防護(hù)技術(shù)。主動防護(hù)技術(shù)是指在來襲彈藥擊中坦克裝甲車輛之前，能夠提前發(fā)現(xiàn)或探測到來襲目標(biāo)，并采取緊急對抗措施，在來襲彈藥毀傷車輛之前，消除威脅或使其毀傷能力下降的防護(hù)技術(shù)。

根據(jù)防護(hù)機(jī)理不同，主動防護(hù)系統(tǒng)又分為軟殺傷系統(tǒng)和硬殺傷系統(tǒng)。軟殺傷系統(tǒng)主要是使反坦克彈藥迷失方向，不能準(zhǔn)確命中目標(biāo);硬殺傷系統(tǒng)則是在反坦克彈藥命中目標(biāo)之前，就將其摧毀，或有效減小其對坦克的威脅[5]。軟殺傷主動防護(hù)系統(tǒng)主要是采用干擾、誘騙等方式使來襲導(dǎo)彈偏離預(yù)定目標(biāo)，從而保護(hù)自己不受傷害;硬殺傷主動防護(hù)系統(tǒng)主要是采用攔截彈的硬殺傷方式，摧毀來襲彈藥或降低來襲彈藥的毀傷威力，以此來實現(xiàn)己方裝備不受傷害。無論是硬殺傷還是軟殺傷主動防護(hù)系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成通常分為三部分，即探測跟蹤系統(tǒng)、決策處理系統(tǒng)以及對抗系統(tǒng)，通過這三部分循序漸進(jìn)的工作，從而保護(hù)了坦克裝甲車輛避免被來襲彈藥的襲擊或傷害。

2.2 主動防護(hù)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

對主動裝甲防護(hù)系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)70年代末80年代初[6]，前蘇聯(lián)是世界上進(jìn)行主動防護(hù)系統(tǒng)研究最早的國家，此后，其它國家紛紛涉及此領(lǐng)域的研究，相繼推出了自己的主動防護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)品，目前世界各國主要的主動防護(hù)系統(tǒng)如表1所示。

2.3 主動防護(hù)系統(tǒng)相對于被動防護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)勢分析

2.3.1 重量輕

主動防護(hù)系統(tǒng)的重量一般在幾百到一千千克左右，相對于裝甲防護(hù)，其質(zhì)量大大降低，因此可以使坦克裝甲車輛的機(jī)動性和運(yùn)輸能力顯著提高，而且主動防護(hù)系統(tǒng)一般都采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢和戰(zhàn)術(shù)要求改變其重量，因此其重量還可再降低。

2.3.2 防護(hù)能力強(qiáng)

首先，主動防護(hù)系統(tǒng)采用主動出擊的防御方式，在來襲彈藥未接近坦克裝甲車輛時，就將其摧毀或使其破壞能力降低，從而使自身免受打擊;其次，主動防護(hù)系統(tǒng)防御范圍廣，相對于被動防護(hù)只對坦克裝甲車輛前端作為主要防護(hù)區(qū)域，主動防護(hù)系統(tǒng)可提供對裝備全方位的防御。綜上，可以看出主動防護(hù)系統(tǒng)的防御能力和范圍幾乎可以包容被動防御方式，能力得到極大的提升，可以使坦克裝甲車輛的戰(zhàn)場生存能力大幅度提高。

2.3.3 技術(shù)成熟度及可靠度高

主動防護(hù)系統(tǒng)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域包括探測識別技術(shù)、干擾和抗干擾技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、控制技術(shù)、彈藥發(fā)射及安定性技術(shù)等，這些都是成熟度高且發(fā)展較迅速的技術(shù)，我國在部分技術(shù)領(lǐng)域還處于世界先進(jìn)水平，因此，主動防護(hù)系統(tǒng)在研制周期、成本控制以及技術(shù)的可實現(xiàn)性方面，具有一定的優(yōu)勢。所以，主動防護(hù)系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)提高坦克裝甲車輛的防護(hù)能力。

3 ?主動防護(hù)系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

3.1 系統(tǒng)重量更輕

坦克裝甲車輛的機(jī)動性，作為其設(shè)計過程中的主要指標(biāo)，重量的減輕具有非常重要的意義。主動防護(hù)系統(tǒng)如果在中、輕型裝甲車輛上大量使用，將會對坦克裝甲車輛的設(shè)計進(jìn)展起到積極的促進(jìn)作用。

3.2 縮短系統(tǒng)反應(yīng)時間

主動防護(hù)系統(tǒng)的系統(tǒng)反應(yīng)時間是衡量其系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，主要受兩方面原因的影響，其一就是系統(tǒng)自身的反應(yīng)速度，另一個就是系統(tǒng)的探測距離，因此，能在提高坦克裝甲車輛安全性的同時，降低因反應(yīng)時間過長而造成的附帶毀傷。從以上任一方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，都能縮短系統(tǒng)反應(yīng)時間，使對來襲彈藥的攔截效果更佳。

3.3 由單一型主動防護(hù)向復(fù)合型主動防護(hù)發(fā)展

硬殺傷或軟殺傷是主動防護(hù)系統(tǒng)的作用方式，二者各有其優(yōu)點，隨著所涉及技術(shù)的不斷發(fā)展，不久的將來，結(jié)合二者功能的復(fù)合型主動防護(hù)系統(tǒng)，將使二者各自的優(yōu)勢得到充分的結(jié)合和加成。

3.4 一體化、模塊化設(shè)計

開展主動防護(hù)系統(tǒng)各功能的模塊化設(shè)計，然后根據(jù)需要對不同型號的車輛進(jìn)行組合安裝，可以實現(xiàn)防護(hù)能力的快速應(yīng)用和對坦克裝甲車輛的全方位防護(hù)。

3.5 采用新的防護(hù)理念及手段

隨著裝甲防護(hù)技術(shù)與反裝甲彈藥技術(shù)的不斷發(fā)展，新的防護(hù)理念與手段也會日益變遷。例如，將智能化技術(shù)應(yīng)用到主動防護(hù)系統(tǒng)，結(jié)合多通道、可選擇的主動防御模式，將會有效降低誤判率，使主動防護(hù)能力得到躍遷式的發(fā)展;結(jié)合定向能武器技術(shù)，可以使攔截方式更加多變，攔截范圍和效果大幅度提升。

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