主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)及對(duì)抗策略

郭希維，姚志敏，孔子華

(軍械工程學(xué)院 導(dǎo)彈工程系，石家莊 050003)

隨著戰(zhàn)斗車(chē)輛所受威脅的增大，新的戰(zhàn)斗條件下乘員生存能力受到了特別的重視。如果利用傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)滿足防護(hù)性和生存能力的要求，那么坦克的戰(zhàn)斗全質(zhì)量就會(huì)增大到70～80 t，這會(huì)直接影響到運(yùn)輸性和高度機(jī)動(dòng)性等要求。因此，創(chuàng)新防護(hù)技術(shù)成為新的發(fā)展趨勢(shì)。俄羅斯、美國(guó)和德國(guó)為首的主要戰(zhàn)斗車(chē)輛研制國(guó)家積極開(kāi)展了主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)，為裝甲車(chē)輛的防護(hù)開(kāi)辟了新的技術(shù)途徑。相對(duì)于隱身技術(shù)或其它傳統(tǒng)型的被動(dòng)裝甲而言，一般將主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)定位于抗御威脅的主動(dòng)對(duì)抗手段。就是說(shuō)，主動(dòng)防護(hù)屬于一種局限于避免被命中的防護(hù)技術(shù)。主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的出現(xiàn)，同時(shí)也給反坦克導(dǎo)彈提出了新的挑戰(zhàn)，如何避開(kāi)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)，達(dá)到對(duì)裝甲目標(biāo)的有效毀傷，是其主要研究的課題。

1 主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的基本原理

根據(jù)防護(hù)機(jī)理的不同，主動(dòng)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)主要是使反坦克導(dǎo)彈迷失方向，不能準(zhǔn)確命中目標(biāo);硬殺傷系統(tǒng)則是在反裝甲武器命中目標(biāo)之前，就將其摧毀或減小其對(duì)坦克的威脅。

1.1 軟殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)

軟殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)以“干擾”和“偽裝”為主要技術(shù)手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的防護(hù)，采用的技術(shù)途徑主要有以下2 種。

1.1.1 探測(cè)告警

利用激光、紅外或雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)戰(zhàn)車(chē)面臨的威脅并發(fā)出告警信號(hào)，戰(zhàn)車(chē)乘員隨之實(shí)施車(chē)輛機(jī)動(dòng)或釋放煙霧以影響敵方觀測(cè)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的防護(hù)。

20 世紀(jì)60 年代，紅外探測(cè)器在坦克上得到了應(yīng)用，它在敵方夜視儀紅外搜尋光束的照射下會(huì)發(fā)出告警信號(hào)。而后，70 年代研制出激光告警接收器，能對(duì)激光測(cè)距儀和目標(biāo)指示器的脈沖光束作出響應(yīng)。該系統(tǒng)和煙幕彈發(fā)射器配合使用，可以對(duì)激光駕束制導(dǎo)的反坦克導(dǎo)彈進(jìn)行有效的干擾。近年來(lái)，又出現(xiàn)了各種形式的雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)，使其探測(cè)告警能力不斷提高。各種探測(cè)系統(tǒng)各有特點(diǎn)，紅外探測(cè)器可以探測(cè)到逼近目標(biāo)的導(dǎo)彈在高速飛行時(shí)摩擦生熱的彈體;紫外探測(cè)器可以探測(cè)到導(dǎo)彈發(fā)射的閃光和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的火焰，抗干擾能力強(qiáng);脈沖多普勒雷達(dá)可以探測(cè)較大范圍的威脅，但容易暴露坦克位置而遭到攻擊［1］。

采用該技術(shù)途徑的軟殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的典型代表是俄羅斯的“窗簾”1 光電干擾系統(tǒng)。主要用于對(duì)半主動(dòng)式激光制導(dǎo)導(dǎo)彈和瞄準(zhǔn)線半自動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈的預(yù)警和防護(hù)。當(dāng)激光報(bào)警系統(tǒng)探測(cè)到敵方激光目標(biāo)指示器或激光測(cè)距機(jī)發(fā)出的激光束后，3 s 內(nèi)可以在相距坦克50 ～70 m 處形成范圍為15 m×20 m 的氣溶膠煙幕(持續(xù)時(shí)間在20 s 以上)，對(duì)敵方激光目標(biāo)指示器和激光測(cè)距機(jī)產(chǎn)生屏蔽，為自身提供防護(hù)［2］。

1.1.2 誘騙干擾

采用各種手段設(shè)置本車(chē)以外的假目標(biāo)或干擾反坦克導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)，使其偏離預(yù)定飛行軌跡，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的防護(hù)。從技術(shù)手段上可以分成紅外誘騙干擾和激光誘騙干擾2 大類(lèi)。

紅外誘騙干擾系統(tǒng)可對(duì)有線半自動(dòng)制導(dǎo)反坦克導(dǎo)彈的紅外跟蹤器進(jìn)行誘騙，還可以通過(guò)對(duì)導(dǎo)彈控制部輸送錯(cuò)誤信號(hào)來(lái)避免導(dǎo)彈的命中［4］。俄羅斯“施托拉”防護(hù)系統(tǒng)用在T-80、T-90 坦克上，可使“陶”式之類(lèi)的反坦克導(dǎo)彈的命中概率降低到1/3 ～1/5。

激光誘騙機(jī)用于探測(cè)來(lái)自導(dǎo)彈的激光駕束，對(duì)導(dǎo)彈的探測(cè)頭設(shè)定本車(chē)以外的錯(cuò)誤目標(biāo)。為此，必須用與導(dǎo)彈指示器相同的波帶和脈沖頻率來(lái)進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易。激光致盲器主要用于對(duì)敵反坦克導(dǎo)彈系統(tǒng)操作者或光電傳感器進(jìn)行致盲，以躲避導(dǎo)彈的命中。激光致盲器主要為對(duì)付激光駕束制導(dǎo)導(dǎo)彈研制的，但是在致亂有線半自動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈的波束測(cè)向器方面也有可能性［4］。

1.2 硬殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)

硬殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是以主動(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。通常情況下，主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)由3 部分構(gòu)成:能夠探測(cè)威脅的一個(gè)或多個(gè)傳感器;能夠識(shí)別威脅并啟動(dòng)對(duì)抗措施的計(jì)算與數(shù)據(jù)處理裝置;能夠摧毀或以其它方式使威脅失效的對(duì)抗措施［3］。其工作過(guò)程如圖1 所示。

圖1 硬殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成及工作過(guò)程

當(dāng)探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)到有彈藥攻擊車(chē)輛目標(biāo)時(shí)，進(jìn)行跟蹤獲取來(lái)襲彈藥的攻擊方向、速度等信息，并將此信息傳送到控制中心，控制中心發(fā)送信號(hào)使相應(yīng)的發(fā)射裝置進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)來(lái)襲彈藥進(jìn)入攔截范圍時(shí)，控制中心根據(jù)來(lái)襲彈的信息計(jì)算合適的發(fā)射時(shí)刻，并發(fā)送射擊控制信號(hào)，使發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射攔截彈。當(dāng)攔截彈和來(lái)襲彈藥交匯時(shí)，攔截彈爆炸形成大量高速破片毀傷來(lái)襲彈藥，攔截彈可采用時(shí)間引信或拉火引信。根據(jù)交匯情況的不同攔截彈可以對(duì)來(lái)襲彈藥造成不同程度的毀傷，當(dāng)距離較近時(shí)，同時(shí)有大量高速破片命中來(lái)襲彈藥，可導(dǎo)致其戰(zhàn)斗部?jī)?nèi)炸藥燃燒或爆炸、威力的降低或者改變角度［5-11］。

2 主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的弱點(diǎn)分析

從今后的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，可以說(shuō)主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是提高裝甲戰(zhàn)斗車(chē)輛防護(hù)和生存能力前景最為看好的技術(shù)手段，也是裝甲戰(zhàn)斗車(chē)輛整體技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界各國(guó)正在實(shí)施的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)發(fā)展項(xiàng)目和研究計(jì)劃至少有20 多個(gè)［3］。但是應(yīng)該看到，真正裝備部隊(duì)使用的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)并不多，主要包括俄羅斯的“窗簾”和“競(jìng)技場(chǎng)”等少數(shù)幾個(gè)型號(hào)。必須承認(rèn)，再完善的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)也無(wú)法為裝甲車(chē)輛提供百分之百的防護(hù)［6］。無(wú)論從戰(zhàn)術(shù)層面，還是從技術(shù)層面，主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)都存在著不可忽視的弱點(diǎn)。比如，軟殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)只對(duì)某種制導(dǎo)類(lèi)型的反坦克導(dǎo)彈有效，這就是其最大的弱點(diǎn)。本文不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析，而主要分析硬殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)探測(cè)跟蹤目標(biāo)、識(shí)別目標(biāo)和攻擊目標(biāo)環(huán)節(jié)存在的弱點(diǎn)。

2.1 探測(cè)環(huán)節(jié)

就其探測(cè)系統(tǒng)而言，用雷達(dá)探測(cè)導(dǎo)彈是最常見(jiàn)的方法。但由于反坦克導(dǎo)彈的飛行高度較低，一般在2m 左右，所以雷達(dá)需貼近地面使用。這樣即使是采用微波技術(shù)和定向天線技術(shù)，只要探測(cè)距離稍遠(yuǎn)，就會(huì)受到地雜波干擾信號(hào)的影響，以此干擾信號(hào)為背景，不僅距離探測(cè)精度不易保證，要探測(cè)出導(dǎo)彈也較為困難［12-16］。因此，主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)存在的弱點(diǎn)就是探測(cè)距離近，這樣，起爆迎擊距離就更近了。根據(jù)目前雷達(dá)探測(cè)水平，對(duì)于目標(biāo)速度的分辨率可達(dá)到1%。若將導(dǎo)彈目標(biāo)速度規(guī)定為(100 ～500)m/s，防護(hù)彈速度規(guī)定為(200～280)m/s，其目標(biāo)探測(cè)距離大約應(yīng)在(18.5 ～58.6)m 的范圍內(nèi)，起爆迎擊的距離應(yīng)該在10 m 左右。這樣，對(duì)于高速飛行的目標(biāo)，探測(cè)系統(tǒng)還沒(méi)有來(lái)得及反應(yīng)，自身就已經(jīng)遭受了攻擊。表1 列出了幾種典型硬殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的攔截距離。

表1 攔截點(diǎn)到裝甲車(chē)輛的距離( m)

另外，由于戰(zhàn)斗過(guò)程中，步兵與坦克裝甲車(chē)輛往往協(xié)同作戰(zhàn)。而多數(shù)硬殺傷系統(tǒng)的攔截彈藥在爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的預(yù)制破片。破片在擊毀來(lái)襲彈藥的同時(shí)，極有可能傷害近距離內(nèi)協(xié)同作戰(zhàn)的步兵。同時(shí)，過(guò)近的距離也有可能使得反裝甲武器的后效作用毀傷裝甲車(chē)輛，不利于對(duì)自身的防護(hù)。

2.2 識(shí)別環(huán)節(jié)

在查閱的文獻(xiàn)中，各種主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)都提到了具有一定的抗干擾能力，比如對(duì)彈徑小于某一閾值的目標(biāo)不發(fā)射彈藥等。但戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的準(zhǔn)確識(shí)別、抵抗各種主動(dòng)被動(dòng)干擾是相當(dāng)困難的。城市巷戰(zhàn)中的敵人可能出現(xiàn)在任何地方，使用的武器也是多種多樣，形態(tài)、速度有差異，毀傷機(jī)理也可能不同，威力更是不同。因此，對(duì)坦克裝甲車(chē)輛的威脅程度也就各不相同。目前很多主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的雷達(dá)或傳感器還不能夠準(zhǔn)確區(qū)分各種來(lái)襲彈藥或是偽目標(biāo)［17-22］。此外當(dāng)前大部分主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)針對(duì)的威脅主要是反坦克導(dǎo)彈和火箭彈，而能夠有效的探測(cè)、識(shí)別地雷威脅的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)還沒(méi)有看到。

2.3 攻擊環(huán)節(jié)

由于戰(zhàn)斗過(guò)程中，步兵與坦克裝甲車(chē)輛往往協(xié)同作戰(zhàn)。而多數(shù)硬殺傷系統(tǒng)的攔截彈藥在爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的預(yù)制破片。破片在擊毀來(lái)襲彈藥的同時(shí)，極有可能傷害近距離內(nèi)協(xié)同作戰(zhàn)的步兵。同時(shí)，過(guò)近的距離也有可能使得反裝甲武器的后效作用毀傷裝甲車(chē)輛，不利于對(duì)自身的防護(hù)。

3 主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)技術(shù)

戰(zhàn)場(chǎng)上裝甲車(chē)輛亮出了主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)，向反坦克導(dǎo)彈提出了新的挑戰(zhàn)。突破主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)、重新確立戰(zhàn)場(chǎng)上的主動(dòng)地位成為反坦克導(dǎo)彈新的課題。對(duì)抗主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)可以從戰(zhàn)術(shù)層面和技術(shù)層面進(jìn)行分析。

3.1 戰(zhàn)術(shù)層面

對(duì)于主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其攔截彈藥的裝藥量有限，因?yàn)檠b藥量過(guò)大會(huì)影響全車(chē)的機(jī)動(dòng)性。同時(shí)，其同時(shí)對(duì)付多目標(biāo)的能力也比較弱。這樣，面對(duì)單輛坦克，利用類(lèi)似于飽和攻擊的方式，同時(shí)發(fā)射多發(fā)彈藥，主動(dòng)攔截系統(tǒng)無(wú)法同時(shí)應(yīng)對(duì)大強(qiáng)度的攻擊。從而可以突破主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的有效毀傷。

考慮到主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)對(duì)反坦克地雷還缺乏有效的防護(hù)手段。這樣，針對(duì)大規(guī)模坦克集群作戰(zhàn)，利用良好的偵察手段，在交通要道上先用遠(yuǎn)程火箭彈快速布雷，達(dá)到滯留敵方坦克部隊(duì)行進(jìn)速度的目的。緊接著換用攜帶反裝甲子母戰(zhàn)斗部的火箭彈覆蓋攻擊敵坦克所在區(qū)域。面對(duì)從天而降的彈雨，再先進(jìn)的防御系統(tǒng)也不會(huì)發(fā)揮作用。另外，也可以攻擊坦克的發(fā)動(dòng)機(jī)、履帶，使其喪失戰(zhàn)斗力［8］。

3.2 技術(shù)層面

3.2.1 干擾或誘餌技術(shù)

該技術(shù)的主要思路是避免被坦克主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的探測(cè)器探測(cè)到，主要途徑是采用隱身技術(shù)或欺騙、堵塞敵方的探測(cè)器。

1)采用隱身材料減小反射面積，或者在導(dǎo)彈飛行過(guò)程中釋放干擾彈以使其探測(cè)系統(tǒng)無(wú)法分辨真假目標(biāo)。

2)裝備定向電磁攻擊戰(zhàn)斗部的反坦克導(dǎo)彈。一般可以用現(xiàn)有的反坦克導(dǎo)彈改進(jìn)而成，將原來(lái)的戰(zhàn)斗部換下，換裝定向電磁戰(zhàn)斗部，用于直接殺傷或干擾攻擊范圍內(nèi)的車(chē)載防御系統(tǒng)的電子設(shè)備，為我方后續(xù)反坦克武器的突進(jìn)創(chuàng)造機(jī)會(huì)。

3)采用殺傷爆破戰(zhàn)斗部的反坦克導(dǎo)彈。同樣是以殺傷主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的傳感器為目的。導(dǎo)彈發(fā)射后，以平直軌跡飛行接近目標(biāo)。等到接近敵方坦克10 m(或更遠(yuǎn))的距離時(shí)，起爆戰(zhàn)斗部，依靠破片和沖擊波攻擊敵坦克頂部傳感器和防御系統(tǒng)本身。

3.2.2 動(dòng)能反坦克導(dǎo)彈技術(shù)

動(dòng)能反坦克導(dǎo)彈的原理是提高導(dǎo)彈的飛行速度，利用硬質(zhì)彈頭擊穿裝甲［5］。由于飛行速度快，主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的探測(cè)器很難跟蹤;而且采用硬金屬非裝藥戰(zhàn)斗部，彈體重，主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)發(fā)射的小彈藥很難對(duì)其構(gòu)成威脅。因此，動(dòng)能彈是反主動(dòng)防護(hù)的一種有效手段。動(dòng)能反坦克導(dǎo)彈的關(guān)鍵技術(shù)包括快速響應(yīng)精確控制技術(shù)、動(dòng)能侵徹戰(zhàn)斗部技術(shù)、耐高溫復(fù)合材料技術(shù)和高能固體推進(jìn)劑技術(shù)等，非常復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)。目前，美國(guó)研制成功的超高速動(dòng)能反坦克導(dǎo)彈ADKEM 已經(jīng)裝備部隊(duì)，但也存在著彈體過(guò)重、對(duì)發(fā)射裝置要求高以及加速時(shí)間長(zhǎng)等缺陷，需要進(jìn)一步研究改進(jìn)。

3.2.3 遠(yuǎn)射戰(zhàn)斗部技術(shù)

上文已經(jīng)分析，主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的迎擊起爆距離比較近，一般在10 m 以?xún)?nèi)。如果反坦克導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部在10 m 以外或更遠(yuǎn)的距離起爆，彈丸高速飛行，就可以在主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)彈藥到達(dá)迎擊點(diǎn)之前對(duì)坦克實(shí)施攻擊，從而突破主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。又考慮到坦克的主裝甲外面還有反應(yīng)裝甲和復(fù)合裝甲，因此仍然需要采用多級(jí)或串聯(lián)戰(zhàn)斗部來(lái)實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)目標(biāo)。對(duì)于現(xiàn)有的反坦克導(dǎo)彈來(lái)說(shuō)，一般采用的是空心裝藥聚能破甲戰(zhàn)斗部，需要碰擊到目標(biāo)后才能起爆，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)射。這樣就需要采用爆炸成形彈丸戰(zhàn)斗部(EFP)。與普通破甲彈相比，EFP 的主要特點(diǎn)是對(duì)炸高不敏感，在1 000 倍彈徑的炸高范圍內(nèi)均可有效侵徹裝甲目標(biāo)，因此可以保證遠(yuǎn)距離起爆后對(duì)目標(biāo)的侵徹能力。設(shè)想的兩級(jí)EFP 串聯(lián)戰(zhàn)斗部對(duì)目標(biāo)的攻擊過(guò)程如圖2 所示。

圖2 遠(yuǎn)射戰(zhàn)斗部對(duì)目標(biāo)的攻擊過(guò)程

4 結(jié)束語(yǔ)

在闡述主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，分析了主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)存在的弱點(diǎn)。從戰(zhàn)術(shù)層面和技術(shù)層面論證了對(duì)抗主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的策略。

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