坦克装甲车辆综合防护系统

全身披挂反应装甲块的俄军T-72坦克部队

在未来信息化战争中，坦克装甲车辆仍将是网络中心战的核心。同时，其在战场上也将面临来自陆、海、空等多方位立体攻击，包括动能弹、穿甲弹、破甲弹、反坦克子母弹、反坦克火箭筒、反坦克地雷和软杀伤武器（如电、光、波、场、核、生、化等武器）。面对性能不断提高、种类形式多样的威胁，坦克装甲车辆单纯依靠增加装甲厚度等传统防御手段已难以抵御。综合防护概念的出现，为今后坦克装甲车辆防护技术确定了发展方向，为其战场生存力的提高提供了发展空间。

综合防护系统是在现有基础上发展的一种整体式防护手段，通过将坦克装甲车辆的总体设计、装甲防护、主动防护、隐身、烟幕、三防等多种技术手段有机地结合在一起，做到先敌发现、先敌射击、先敌压制、先敌摧毁，形成由外到内的、有效的立体防护系统。

目前，坦克装甲车辆综合防护概念下所采用的防护技术主要是在提高总体设计的基础上，采用主动防护技术、隐身技术和装甲防护技术等。主动防护主要分为硬杀伤、软杀伤或两者结合在一起的综合主动防护系统三种；隐身技术中目前比较受关注的要数新一代隐身技术和隐身坦克技术；装甲防护技术包括传统均质钢装甲和各类非常规装甲等。其中，非常规装甲技术不但可以降低坦克装甲车辆的整体重量，还能提高其防护力，有一定的发展前景。此外，目前坦克装甲车辆所采用的防护措施还有烟雾遮蔽技术、二次效应防护技术及核生化防护技术等等。

总体设计

坦克装甲车辆的总体设计，也就是形体防护。车辆外形是由车长、宽、高、履带着地长、车底距地高，以及车体和炮塔的形状等决定的。相对而言，车辆高度越低，正面面积越小，被命中的可能性就越小。车体易被命中部位的装甲尽量倾斜，不仅可以增加“跳弹”的可能性，而且可以增大虚拟厚度，即增大弹丸在装甲内贯穿的距离。一般是前装甲较厚，倾斜较大，防弹能力和承受冲击的能力都较好。以色列“梅卡瓦”主战坦克的动力装置前置，并且前装甲又有较大的倾斜角度，因而乘员正面的防护得到加强。

炮塔处于坦克较易着弹的位置，需有全车最强的防护性能，因而应有较厚的装甲、较好的倾斜角和矮小的流线型外形。以色列“梅卡瓦”系列坦克和德国“豹”2A5/A6坦克的炮塔，从防盾到前部构成了一个楔形体，增加了“跳弹”的可能性，构成了较好的形体防护。

当前，世界上发达国家的坦克装甲车辆基本完成了第三代改进型的研制，进入了未来第四代的研究。随着越来越多高新技术在坦克装甲车辆上的应用，未来坦克装甲车辆的发展对总体设计提出了新的课题，总体设计必须改变旧的理念、寻求新的思路、提出新的观点、创建新的方法，以得到不断提高和发展，才能使部件的先进性能得以充分发挥，各系统之间更加协调和匹配。

主动防护系统

主动防护系统是坦克装甲车辆用于拦截、摧毁或迷惑敌方来袭弹药的一种近距离防御技术。该系统的研制始于20世纪60年代，从80年代起开始逐渐列装部队，近些年更是备受各军事强国的青睐。2005年1月，新一代“紧凑型动能导弹”的试验成功，对主动防护系统的发展提出了更高的要求，世界各军事强国同时也纷纷研制并发展自己的新型主动防护系统。比较典型的产品有俄罗斯的第五代主动防护系统产品——“竞技场”-E （Arena-E）主动防护系统、美国针对“未来战斗系统”进一步研制和完善的“综合陆军主动防护系统”（IAAPS）、以色列性能卓越的“战利品”（TROPHY）主动防护系统和欧洲航空防务和航天公司联合研制的先进MUSS主动防护系统。

俄罗斯“竞技场”-E主动防护系统该系统采用毫米波雷达探测来袭威胁，一旦发现威胁就会引发安装在炮塔周围的一个破片匣，匣内装有防护弹药，防护弹药在距离目标几米远处引爆，形成一个定向的碎片区。“竞技场”-E主动防护系统能全天候24小时使用，能保障战车在任何战斗条件下搜索和摧毁目标，包括移动目标。新型搜索、控制系统和武器系统能够保障战车超高速运转，从发现目标到摧毁目标的反应时间不会超过0.07秒。另外，系统目标计算法还能排除假目标或远离自己的目标干扰。

美国“综合陆军主动防护系统”（IAAPS）IAAPS研制的目的是用于保护美国陆军“未来战斗系统”中有人驾驶车辆免受各种反坦克武器的威胁。该系统中的被动式传感器系统发现来袭的目标后将提示计算机，由其对目标进行分类，而后选择多种方式打击目标。通过急促发射小型低速弹丸来摧毁来袭高爆弹药，同时，这种防护系统不会伤害附近的己方部队，可以安装在各种类型的地面战斗车辆上。

以色列“战利品”主动防护系统“战利品”主动防护系统是一个针对多种反坦克导弹威胁的先进系统，它可快速探测和跟踪任何反坦克威胁，对其分类并计算空中最佳拦截点。整个系统重量不超过545公斤，有两个主要组件，第一个组件为4台平板雷达，车辆前后及两侧各有一台，用于探测和跟踪各种威胁。如果威胁物即将击中平台，硬杀伤装置将被激活，从车辆任意一侧的一个或两个发射装置中发射拦截装置。

欧洲航空航天公司（EADS）MUSS主动防护系统MUSS主动防护系统核心是1台计算机，系统的控制功能及目标信息可以显示在车内显示器上。在战场上，当MUSS系统报警传感器发现导弹和照射在战车上的激光束后，就会立即报告中央计算机。随后，相应的对抗系统激活来防止己方战车被敌方导弹击中。

隐身技术

车辆的隐身技术是由飞机隐身技术发展而来，通过降低其信号特征，进而达到使其难以被敌发现的目的。近些年来，由于高技术条件下作战，该项技术发展十分迅速。新一代隐身技术的出现，尤其是隐身坦克的问世，对车辆避免被发现／探测的技术发展起到了更为深远的影响。目前俄罗斯、法国和美国在这方面发展较为成熟。

非常规装甲

非常规装甲技术是未来车辆辅助防护的重要手段，近些年来发展也较为迅速。

爆炸反应装甲现在新研制的爆炸反应装甲与传统爆炸反应装甲性能相当，但是减少了对车辆结构的影响。俄罗斯发明了一种由多个相互连接盒单元构成的爆炸反应装甲，可有效抗击破甲弹和穿甲弹的攻击。这种盒单元的特点是：4个侧壁采用声阻抗（即媒质对声波的阻碍能力）变化的3层或4层复合材料，从接触炸药的侧壁层开始，每相邻两层材料的声阻抗之比不小于2，衰减和消耗了爆炸冲击波，

以色列拉斐尔公司最近研制出了一种新型附加爆炸反应装甲。这种爆炸反应装甲块中使用了一种创新的钝感低速炸药，子弹或弹片击中时不会爆炸或燃烧。据报道，它能够在360度范围内抵御先进成型装药战斗部、14.5毫米穿甲弹、155毫米榴弹破片和RPG-7反坦克火箭弹的攻击。据拉斐尔公司透露，该附加反应装甲系统已运用在M2“布雷德利”步兵战车、M113装甲人员输送车、LAV III轻型装甲车和“斯特瑞克”装甲车上。

电磁主动装甲这种装甲是利用蓄能器能量，通过发射防护元件来实现主动打击来袭射弹的，其基本结构包括探测器、处理器、蓄能器、转换器和防护元件五个部分。其中，探测器是电磁主动装甲的“眼睛”，采用现代多模探测器技术实现对100米距离动能穿甲弹的探测。处理器是电磁主动装甲的“大脑”，能够精确预测100米距离、速度在1600～2000米／秒范围内穿甲弹目标的后期飞行轨迹，然后选择发射相应的防护元件实施拦截。蓄能器当然就是电磁主动装甲的“心脏”，通常是高能量密度电容器组，其中蓄电量对于防护元件实现电磁加速来说是至关重要的。根据实验数据，如果防护元件全尺寸重量为10～20公斤，电能转换率为20 %，防护元件被抛射速度为100～300米／秒，那么需要的电能为4.5兆焦，目前其电磁发射储能装置灵巧装甲的作的容量已达400千焦。转换器是电磁主动装甲的“反应器”，可将储存的电能转换为防护元件的动能。防护元件是电磁主动装甲的“盾牌”，分为平板结构和复合结构。复合结构的中、上部为均质装甲板，中部为反作用夹层，下部为金属板加中间玻璃纤维增强塑料的“夹层”结构。

自动激活电装甲自动激活电装甲由位于主装甲外侧的两块间隔一定距离的薄钢板和高压电容器组成，其中一块薄钢板接地，另一块与高压电容器组相连。当射流或弹芯穿过两块薄板时，两块薄板连通，引起电容器组放电，通过射流和弹芯的电流引起射流发散或弹芯振动、膨胀和断裂，从而避免主装甲被击穿。

电热装甲电热装甲的组成与自动激活电装甲类似，区别是位于主装甲前的两块薄金属板之间的间隔较小，而且中间有一层绝缘材料。当射流或动能弹芯穿过两薄板时，电容器放电，绝缘材料迅速受热膨胀向两边推压薄金属板，以干扰射流或弹芯走向。电装甲需要高能量密度的高压电容器组。一旦电容器组的能量密度达到20 兆焦／立方米，未来的全电坦克就会采用某种类型的电装甲，届时坦克对付动能弹和爆破弹的能力将大大增强。

非动能装甲非动能装甲属于被动式反应装甲，能轻易地集成在车辆上。它能有效防御诸如聚能弹头之类的化学能弹药的攻击，但不能有效防御动能弹的攻击。美国陆军研究实验室认为，未来新型非动能反应装甲有望挫败中口径动能弹。

灵巧装甲它属于一种创新的反应装甲技术，由传感器、微处理器和反应装甲组成。传感器确定弹丸或射流的位置和速度，微处理器确定启动反应装甲的最佳时机。为了提高安全性，反应装甲使用钝感高能炸药。

动能转换装甲动能转换装甲是一种先进的反应装甲技术，能够抵御动能弹的攻击。工作原理是：在来袭弹的穿甲轨道垂直方向上发射小钢条，从而摧毁导弹、使导弹偏离飞行路径或使导弹发生旋转。动能转换装甲技术在战斗中还没有得到证实，在实际中也面临着许多挑战，譬如如何减轻炸药的重量以及在对付多种威胁时如何保持可靠的耐久性。

烟雾遮蔽技术

外波段遮蔽可通过两种不同类型的烟幕剂来实现：一种是本身发出红外辐射，形成热粒子幕；另一种是形成烟云，起吸收、散射和反射的综合作用。为了与红外波长相匹配，热粒子必须大于可见光遮蔽烟幕剂所形成的粒子。但是，目前使用的一些烟幕剂有毒或对环境有害，因此，国外也在研究采用生物降解纤维和碳粒子来取代金属粉末。

最新型多波谱烟幕弹的一个实例是瑞士鲁阿格弹药公司（前瑞士弹药公司）和德国莱茵金属防务技术公司合作开发的MASKE烟幕弹。这种烟幕弹有两个有效载荷：一个是快速反应组件，能够在1秒钟内形成一个由燃烧的红磷和浓密的白烟所构成的热辐射幕帘；另一部分是屏蔽组件，形成含碳粒子的红外波段和可见光波段遮蔽烟幕。快速反应组件的闪光所形成的强烈辐射，能够使热像瞄准具和寻的头饱和，而且还能够干扰导弹制导系统的闪光跟踪器，同时，遮蔽烟幕能够吸收激光指示器的激光束。此外，MASKE烟幕弹没有使用有毒成分。

烟幕弹通常在距离车辆25～45米远、距离地面4.9～10米高的空中爆炸，以便能够迅速地浮散开，遮蔽瞄准具的视线和威胁武器的飞行路径。如果烟幕弹以平直弹道来发射，而不由大约45度仰角固定的烟幕弹发射器采用曲射弹道发射，就能更快地实现这一点。

烟幕弹发射器通常安装在车辆炮塔两侧，在方向和高低向上都是固定的。因此，只能通过转动整个炮塔来使其对准威胁方向，这样速度不可能很快，在战术上也无法接受。为了在威胁来袭方向上迅速而精确地发射烟幕弹，需要采用能快速转动的发射器，以色列IMI公司已率先推出了转塔操纵多弹药发射系统（POMAIS）。

二次效应防护技术

坦克装甲车辆的装甲被击穿后，破片造成的机件毁坏和乘员损伤，以及车内起火和弹药爆炸统称为二次效应。二次效应对坦克装甲车辆造成的损失非常大，轻者导致乘员受伤、机件受损，重者导致车毁人亡。在第四次中东战争中，以色列参战坦克中有的先后三、四次中弹都未引起火灾和爆炸，修复后继续投入战斗。据以色列统计，未采取二次效应防护的坦克被击中后约有31％起火燃烧，起火后85％～90％的坦克被完全烧毁采取二次效应防护的坦克被击中后只有15％起火燃烧，但不会被烧毁。因此，二次效应防护对于提高坦克装甲车辆的生存力具有重要意义。

二次效应防护主要有：装甲衬层、动力舱自动灭火装置、战斗舱自动灭火抑爆装置、车内实行隔舱化等。装甲衬层是装在战斗舱内的一种柔性粘合或缝合的纤维织物（通常为尼龙、芳纶或聚乙烯），安装厚度为10～30毫米。对衬层的要求是要具有较高的抗拉强度、良好的耐疲劳能力、能防火、不易熔化、重量轻，易于加工成型。衬层的主要作用是减少破片的数量、降低破片的速度，同时还可起到隔热、降噪的作用。在衬层中加入防辐射的材料，还可起到防中子、防γ 射线的作用。

发动机开始工作后，动力舱内温度很高。由于燃油、润滑油的泄露，动力舱内总是充满油雾。在这种情况下，即使不中弹也容易引起火灾。动力舱自动灭火装置通常由火焰探测器、控制盒及灭火瓶组成。当探测器探测到火焰信号后，即把信号传递至控制机构，控制机构发信号打开灭火瓶进行灭火。战斗舱灭火抑爆装置的构成与动力舱自动灭火装置基本相同。

其它二次效应防护措施主要有：车内实行隔舱化，把动力舱与战斗舱隔开，把战斗舱的备用弹药用隔舱隔离，并在隔板上预设裂点，以便当压力达到一定限度时从该处爆开排出压力；采用自封油箱，当油箱被击穿出现小孔时可自行闭合，防止油料外泄等。

核生化防护即防核、生物毒剂和化学战剂，通常称为三防。坦克装甲车辆具有得天独厚的密封车体，对核爆炸时产生的冲击波、光辐射、贯穿辐射和放射性尘染以及生物毒剂和化学战剂有良好的防护作用，能防止或减轻核生化武器对乘员伤害和对机件的破坏。

按照结构形式，三防装置可分为超压式、个体式和混合式三类。超压式三防装置通常也称作集体式三防装置，主要由核辐射告警器、毒剂告警器、控制机构、关闭机构、滤毒通风装置和密封件组成。坦克壳体也是密封件的组成部分。当坦克遭到核、生物、化学武器袭击时，告警器告警，控制机构迅速关闭车辆的门窗，并使滤毒通风装置开始工作。车外的染毒空气经净化后进入车内，供乘员呼吸，同时在车内形成一定程度的超过大气压的压力，一般称作超压，以阻止车外污染空气从车辆缝隙进入车内。装有超压式三防装置的车辆，其乘员不需佩戴个人防护器具，对操作没有影响，但对车辆的密封性要求较高。

个体式三防装置与超压式三防装置相比，没有关闭机构，但增加了面罩及导气管等设备。面罩通过导气管与全车乘员公用滤毒通风装置相连。需要时乘员佩戴防毒面罩即可。这种三防装置对车辆的密封性无特殊要求，缺点是车内会被污染，且乘员佩戴面罩影响操作。

混合式三防装置是超压式和个人式的结合体，通常以超压式工作状态工作，当车辆密封性遭到破坏时，乘员戴上面罩转入个人防护状态。