科普中国网 09-20
俄罗斯军事黑科技之一:主动防御系统VS制导甲弹
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出品:科普中国

作者:苍山论剑

策划:金赫

监制:光明网科普事业部

1991 年苏联解体、冷战结束,但解体后俄罗斯社会制度由社转资并不能改变美俄两国间的利益纠葛。所以在国内局面稍稍稳定之后,俄罗斯迅速恢复军事工业。一方面在主流军工科技上瞄准美国奋起直追,另一方面考虑到自身实力远不如苏联且国内经济尚在恢复,俄罗斯积极研发能够 " 蚍蜉撼大树 " 的 " 黑科技 "。这些 " 黑科技 " 往往极具针对性,价格低廉,科技含量不高,但在科技运用上极富创新。

图注:苏联解体后 15 个加盟国家豪分武器和军工产业

主动防御系统 VS 制导甲弹

古语有云:最好的防守就是进攻。这句原本用在作战上的战术俚语却被演绎到了坦克技术上,这便是主动防御系统。

另辟蹊径—主动防御系统问世

二战成就了坦克 " 陆战之王 " 的美誉。战后各军工强国为针对这个能在战场上横冲直撞而毫发无伤的 " 大家伙 ",开始研究专门针对坦克装甲的甲弹。应运而生的穿甲弹、破甲弹逼迫坦克安装上更硬、更厚的防护装甲。

可是当精确制导技术越来越成熟,原本早已不堪 " 重负 " 的坦克装甲更加雪上加霜。也许坦克通过牺牲机动力,可以将自己的侧面、后面甚至是顶部装甲配置的和正面装甲一样厚实,但类似履带、上下装连接处、观瞄装置这些装甲无法覆盖的微小地方又该如何抵挡导弹的攻击呢?

图注:防护装甲最全的梅卡瓦 4 坦克也有遮不住的薄弱位置(上下装结合部与观瞄系统)

当大多数人将目光停留在材料技术上,希望研发出质地坚硬,密度较小,而且方便加工的 " 万能材料 " 作为坦克装甲时,苏联却另辟蹊径,1977 年在 T-55D 坦克上安装了世界上第一款主动防御系统—— " 鸫 "。这种主动防御系统的技术理念不再是 " 硬碰硬 ",而是信息化。

图注:安装 " 鸫 " 式主动防御系统的坦克模型

以攻代守—坦克防护进入信息化

传统的被动防护为什么难以抵御制导甲弹的攻击?挖掘深层次的原因,那就是技术理念的代差。用最坚硬的盾挡最锐利的矛,这是冷兵器时代的防护理念,可是制导甲弹中融入的却是雷达技术、传感器技术、计算机处理及控制技术等信息化元素,两者在技术理念上不可同日而语。主动防御系统正是突破了传统防护理念的束缚,将信息化元素也融入到坦克防护中,才有了与制导甲弹一较高下的资本。

主动防御系统工作原理一般可分为三步。一是捕捉。通过安装在坦克上的雷达准确锁定来袭威胁。二是解算。根据雷达捕捉到来袭威胁的特征,利用车载计算机解算出最佳处置方案。三是处理。依据解算结果,车载计算机控制主动防御系统实施处置方案。

研发最早的主动防御系统 " 鸫 " 是一种拦截式主动防御系统。它主要由毫米波探测器、雷达设备组件、控制系统和拦截弹发射器组成。其中,炮塔两侧各安装 1 个毫米波探测器和 4 个双联装拦截弹发射器,炮塔后侧安装雷达设备组件,控制系统内置于车载系统中。在雷达设备组件向来袭目标发射雷达波后,控制系统利用毫米波探测器捕捉返回的雷达波,根据多普勒效应解算出来袭目标的速度、轨迹等运动特征,然后控制拦截弹发射器发射 107 毫米拦截弹,在距离坦克 7 米的位置上引爆来袭目标。

鸟枪换炮—俄罗斯竞技场 -E 主动防御系统

在经历了从苏联到俄罗斯的国家剧变后,俄罗斯的主动防御系统也从 " 鸫 " 系列的主动防御系统发展成了 " 竞技场 " 系列的主动防御系统。目前俄罗斯最先进的 " 竞技场 E" 主动防御系统可以说也是世界上最先进的主动防御系统。

首先是探测范围更广,过去的 " 鸫 " 安装有一套多普雷雷达组件和 2 个毫米波探测器,只能探测炮塔前方 60 度的区域。但 " 竞技场 E" 安装的是多功能雷达,传感器遍布坦克四周,最大可探测范围可达 270 度。

图注:" 竞技场 E" 主动防御系统遍及周身的传感器

其次车载计算机运算速度更快。20 世纪末恰恰是计算机技术飞速发展的年代," 竞技场 E" 的计算机性能几乎是 " 鸫 " 的几十倍。" 竞技场 E" 从发现目标到消灭目标所需时间不超过 70 毫米,而两次拦截的间隔也小到 0.2-0.4 秒。所以即便 " 鸫 " 的雷达探测距离远至 300 米,而 " 竞技场 E" 的探测距离只有 50 米,但 " 竞技场 E" 依旧能够拦截飞行速度小于 700 米 / 秒的目标。

第三就是识别精度更准。探测距离从 300 米减小到 50 米,这并不是意味着 " 竞技场 E" 的探测能力下降,反而意味着 " 竞技场 E" 识别精度的提升。就好像人的眼睛,目标越近,探测器所能 " 看到 " 的特征也越明显。最早的 " 鸫 ",人们曾经调侃 " 你在坦克边上扔块砖头都会触发拦截弹 ",但 " 竞技场 E" 却能够准确区分来袭威胁到底致不致命,种类是导弹、炮弹还是炸弹。

再则就是拦截能力更强。一套 " 鸫 " 只能拦截 8 次反坦克攻击,但是一套 " 竞技场 E" 最多可以拦截 28 次反坦克攻击。而且现在的拦截弹安装有高爆弹头,在指定区域内引爆来袭目标的成功率更大。

除了这些主要性能有质的跃升外," 竞技场 E" 在智能程度、拦截成功概率等方面也远超 " 鸫 "。

模块融合—主动防御系统发展前景

现如今的主动防御系统除了在防护理念上打破了传统的藩篱,它在设计理念上也跟上了信息化潮流,这就为其未来发展开辟了新天地。

现代主动防御系统在设计理念上融合了系统与模块的思维。系统本身是坦克这个大系统里的一个模块,所以系统可以安装在各式坦克上。而系统自身又包含很多模块,随着科技发展,这些模块可以不断更新,同时新的防御技术又可以设计成新的模块融入到老系统中来。

图注:主动防御系统拦截效果图

这就意味着未来的主动防御系统能够接收到的预警信息来源将不仅仅是自身的坦克雷达,能够处置的威胁也不仅仅是来袭的反坦克导弹、炮弹和炸弹,而处置的手段更不仅仅只有发射拦截弹药。像现在的 " 三防 " 系统和干扰弹幕都可以融入到主动防御系统中,让主动防御系统的防护能力更全面。

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