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軍事科普:何為主動防御系統(tǒng)?在西方坦克上又是如何運(yùn)作的?

以下文章來源于戰(zhàn)史探索者 ,作者毛豆 123

作為現(xiàn)代新興的坦克防護(hù)裝置,主動防御系統(tǒng)(Active Protection Systems,簡稱為 APS)的出現(xiàn),徹底改變了傳統(tǒng)坦克通過機(jī)動規(guī)避(即跑、閃、躲)和物理遮擋(遮)等被動防護(hù)模式。該新興技術(shù)原理類似于軍艦近防系統(tǒng)(CIWS),通過構(gòu)建密集火力網(wǎng)攔截來襲反裝甲武器。

該系統(tǒng)核心技術(shù)源于 1970 年代末至 1980 年代初,由前蘇聯(lián)圖拉儀器設(shè)計(jì)局(KBP)研發(fā)的 " 鶇 " 式(亦稱之為畫眉鳥)主動防御系統(tǒng)(Drozd APS),整套系統(tǒng)在坦克炮塔兩側(cè)各配備 4 枚攔截火箭、2 臺多普勒雷達(dá)及計(jì)算機(jī)電子元件,可攔截以主炮為中心左右各 40 度、垂直 6-20 度的扇形區(qū)域。但由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度限制,攔截效果不佳。直 21 世紀(jì)計(jì)算機(jī)微型化和高速處理器發(fā)展(能在 1/1000 秒內(nèi)完成彈道解算),主動防御系統(tǒng)才真正進(jìn)入實(shí)用化階段。

▲于 T-55AD 型坦克炮塔上加裝的 " 鶇 " 式 APS 系統(tǒng),攝于庫賓卡坦克博物館內(nèi)

▲于 T-62 坦克上加裝的 " 鶇 " 式 APS 系統(tǒng),也有資料將其稱分類為 "T-62MD"。作為首款經(jīng)受過實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)的 APS 系統(tǒng)," 鶇 " 式在阿富汗戰(zhàn)爭中對 RPG 火箭筒的攔截率可達(dá) 80%,但僅能覆蓋炮塔前向 60 度扇形區(qū)域,且該系列破片飛散,導(dǎo)致車外步兵(尤其是乘坐坦克的)誤傷風(fēng)險(xiǎn)高

分類方面,目前主流的 APS 系統(tǒng)分為 " 軟殺傷 "(Soft Kill)和 " 硬殺傷 "(Hard Kill)兩類:

一、軟殺傷系統(tǒng)

由探測器(搜索雷達(dá)、激光測距儀及紅外熱像儀)、傳感器(激光預(yù)警器)和高速數(shù)字計(jì)算機(jī)組成,通過早期預(yù)警計(jì)算來襲彈道,并啟動以下防御措施:

發(fā)射煙霧彈、紅外 / 雷達(dá)干擾器破壞制導(dǎo)系統(tǒng),同時(shí)使用激光模擬器制造假目標(biāo)誘導(dǎo)導(dǎo)彈偏離。該系統(tǒng)對射頻制導(dǎo)反坦克導(dǎo)彈具有顯著干擾效果

不過,該型 APS 系統(tǒng)但存在以下局限性:

對有線制導(dǎo)導(dǎo)彈無效

需配合坦克機(jī)動規(guī)避(不規(guī)則變速行駛)

典型代表的代表就是由美國洛克希德 · 馬丁公司 2014 年研發(fā)的 " 模塊化主動防御系統(tǒng) "(MAPS),在實(shí)彈測試中對反坦克導(dǎo)彈實(shí)現(xiàn) 100% 攔截率(15 次測試,如下圖所示)

▲一輛裝有 " 戰(zhàn)利品 "APS 系統(tǒng)的 M1A2 艾布拉姆斯,攝于 " 尖峰打擊 "(Saber Strike )演習(xí)行動期間

二、硬殺傷系統(tǒng)

通過多模傳感器(相控陣?yán)走_(dá)、紅外 / 激光傳感器、速度傳感器)實(shí)現(xiàn)全流程防御。其工作流程如以下:

①敵方發(fā)射反坦克武器

②復(fù)合傳感器探測威脅

③跟蹤雷達(dá)確認(rèn)目標(biāo),計(jì)算機(jī)解算撞擊點(diǎn)

④啟動攔截彈發(fā)射器

⑤在預(yù)定攔截點(diǎn)摧毀目標(biāo)

⑥完成威脅消除

關(guān)鍵時(shí)間指標(biāo):

步驟②至④需在 100-500 毫秒內(nèi)完成

攔截時(shí)間(探測距離 <1200 米時(shí)):

反坦克導(dǎo)彈:<3 秒

火箭彈:<2 秒

坦克炮彈:<1 秒

必備功能要求:

靜態(tài) / 動態(tài)作戰(zhàn)能力

全天候作戰(zhàn)能力

避免友軍和平民誤傷

注:硬殺傷系統(tǒng)對高速坦克炮彈(動能彈)攔截效果有限,主要因攔截彈動能不足難以偏轉(zhuǎn)其彈道。

▲裝有 " 硬殺 "、" 軟殺 "APS 系統(tǒng)的主戰(zhàn)坦克,在面對敵軍來襲的反坦克武器時(shí)有著不同的處理措施,如圖所示,紅色的 " 硬殺 " 系統(tǒng)更強(qiáng)調(diào)采用攔截彈 " 硬碰硬 ",而橙色的 " 軟殺 " 則強(qiáng)調(diào)干擾

在此,筆者將簡要介紹下兩款西方制的主流 APS 系統(tǒng)。

首先是以制 " 戰(zhàn)利品 " 系統(tǒng)。該系統(tǒng)由以色列拉斐爾 · 埃爾塔集團(tuán)(Rafael Elta Group, REG)開發(fā),系統(tǒng)組成包括:

360 ° 主動電子掃描陣列雷達(dá)(AESA):工作在 S 波段(脈沖多普勒),可探測并判定敵方反坦克火箭(ATR)、反坦克導(dǎo)彈(ATGM)和坦克炮彈的來襲方位、距離,并選定攔截點(diǎn)。

四具平板天線:實(shí)現(xiàn) 360 ° 全向偵測。當(dāng)探測到威脅時(shí),計(jì)算機(jī)會在威脅抵達(dá)攔截點(diǎn)前識別武器類型,選擇最佳攔截時(shí)間和角度。

旋轉(zhuǎn)式攔截彈發(fā)射器:安裝在車體兩側(cè),發(fā)射多向爆炸成型彈(MEFP,俗稱破片式),起爆后形成密集精準(zhǔn)的火力網(wǎng)摧毀來襲彈藥。該系統(tǒng)攔截范圍小、精度高,不會危及附近友軍。

2016 年,以色列國防部與企業(yè)在 " 受控釋放協(xié)會 "(CRS)中確認(rèn) " 戰(zhàn)利品 " 主動防御系統(tǒng)具備以下特性:

針對所有化學(xué)能彈藥(如錐孔裝藥反裝甲彈 /HEAT)提供防護(hù),包括坦克發(fā)射的高爆反坦克榴彈、高攔截成功率、提供 360 ° 全方位平面防御、適應(yīng)多種戰(zhàn)場環(huán)境、內(nèi)置敵方火力偵測(HFD)功能、通過陸軍引信安全審查委員會安全認(rèn)證、對平民、非車載部隊(duì)和鄰近車輛的風(fēng)險(xiǎn)極低、攔截交戰(zhàn)區(qū)可劃定為友軍安全區(qū)域。

同時(shí),實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)證明,該系統(tǒng)能在復(fù)雜電磁環(huán)境中與其他射頻系統(tǒng)(雷達(dá)、電子戰(zhàn)、無線電等)協(xié)同運(yùn)作。

▲ " 艾布拉姆斯 " 主戰(zhàn)坦克上的戰(zhàn)利品是如何運(yùn)作的:同樣被分成三個(gè)階段。雷達(dá)偵測階段:系統(tǒng)雷達(dá)探測并分類識別來襲威脅目標(biāo);追蹤計(jì)算階段:實(shí)時(shí)跟蹤威脅彈道,解算攔截參數(shù),同時(shí)向車組及戰(zhàn)場管理系統(tǒng)(BMS)發(fā)送警報(bào),攔截摧毀階段:若判定威脅存在危險(xiǎn),立即發(fā)射對抗彈藥在安全距離外實(shí)施攔截

▲以 " 艾布拉姆斯 " 和 " 布萊德利 " 為例,可見兩款主戰(zhàn)裝備搭載的 APS 系統(tǒng)布局。前者集中在炮塔側(cè)面,而后者搭載的 " 鐵拳 " 系統(tǒng)則布局于炮塔前、后兩端。兩者均為以色列產(chǎn)品

實(shí)戰(zhàn)表現(xiàn)與技術(shù)局限

2014 年的加沙沖突中," 戰(zhàn)利品 "APS 系統(tǒng)成功攔截多枚 9M133" 短號 " 反坦克導(dǎo)彈和 RPG-29 火箭彈,創(chuàng)下實(shí)戰(zhàn) 100% 攔截紀(jì)錄。但交戰(zhàn)方哈馬斯為伊斯蘭極端組織,主要使用自制火箭彈從加沙地帶和約旦河西岸發(fā)動攻擊,缺乏裝甲部隊(duì)支援。因此,該系統(tǒng)能否攔截坦克炮發(fā)射的 1300 米 / 秒高速穿甲彈(APFSDS)仍未被驗(yàn)證,成為未解之謎。

▲除了有 " 短號 " 導(dǎo)彈外,窮困的 " 老鄉(xiāng)軍 " 也會將服役半個(gè)多世紀(jì)的 " 嬰兒 " 反坦克導(dǎo)彈架在皮卡車上攻擊目標(biāo)

▲而在 2022 年的加沙沖突中,裝備簡陋的哈馬斯武裝分子同樣能在近距離內(nèi)癱瘓 " 戰(zhàn)利品 " 系統(tǒng),并最終將 " 梅卡瓦 " 主戰(zhàn)坦克擊毀

第二款則是美國自制的 " 快殺 "APS 系統(tǒng)。該系統(tǒng)由美國雷神公司(Raytheon)研發(fā),曾被納入美國 " 未來戰(zhàn)斗系統(tǒng) "(FCS)的模塊化主動防護(hù)系統(tǒng)(MAPS)計(jì)劃。該系統(tǒng)采用垂直發(fā)射攔截彈設(shè)計(jì)(如圖 9),其獨(dú)特優(yōu)勢在于:

全向攔截能力:可應(yīng)對任意角度 / 高度的來襲威脅,通過可變向彈道直接撞擊目標(biāo)

單套覆蓋 360 °:僅需一套發(fā)射裝置即可實(shí)現(xiàn)全天候半球形防護(hù)

多目標(biāo)對抗:2013 年測試中成功驗(yàn)證同時(shí)攔截 2 枚反坦克導(dǎo)彈的能力

技術(shù)爭議與局限

平臺適配性問題:模塊化設(shè)計(jì)(MAPS)難以兼容 " 聯(lián)合輕型戰(zhàn)術(shù)車 "(JLTV)等新型載具。不符合美軍未來作戰(zhàn)平臺發(fā)展需求

火力通道限制:垂直發(fā)射單元射角 / 射高受限,且電子系統(tǒng)在多目標(biāo)場景下運(yùn)算負(fù)荷過大。攔截彈需在發(fā)射器正上方旋轉(zhuǎn)啟動,無法實(shí)現(xiàn)雙彈齊射

發(fā)展前景

作為全球唯一兼具垂直 / 水平雙模發(fā)射能力的 APS 系統(tǒng),其技術(shù)優(yōu)勢在應(yīng)對現(xiàn)代戰(zhàn)場 " 攻頂彈藥 " 威脅時(shí)仍具潛力,未來或存在重啟可能。

▲ " 快殺 "APS 系統(tǒng)所搭載的垂發(fā)裝置

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