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军事科普:何为主动防御系统?在西方坦克上又是如何运作的?

以下文章来源于战史探索者 ,作者毛豆 123

作为现代新兴的坦克防护装置,主动防御系统(Active Protection Systems,简称为 APS)的出现,彻底改变了传统坦克通过机动规避(即跑、闪、躲)和物理遮挡(遮)等被动防护模式。该新兴技术原理类似于军舰近防系统(CIWS),通过构建密集火力网拦截来袭反装甲武器。

该系统核心技术源于 1970 年代末至 1980 年代初,由前苏联图拉仪器设计局(KBP)研发的 " 鸫 " 式(亦称之为画眉鸟)主动防御系统(Drozd APS),整套系统在坦克炮塔两侧各配备 4 枚拦截火箭、2 台多普勒雷达及计算机电子元件,可拦截以主炮为中心左右各 40 度、垂直 6-20 度的扇形区域。但由于当时计算机运算速度限制,拦截效果不佳。直 21 世纪计算机微型化和高速处理器发展(能在 1/1000 秒内完成弹道解算),主动防御系统才真正进入实用化阶段。

▲于 T-55AD 型坦克炮塔上加装的 " 鸫 " 式 APS 系统,摄于库宾卡坦克博物馆内

▲于 T-62 坦克上加装的 " 鸫 " 式 APS 系统,也有资料将其称分类为 "T-62MD"。作为首款经受过实战考验的 APS 系统," 鸫 " 式在阿富汗战争中对 RPG 火箭筒的拦截率可达 80%,但仅能覆盖炮塔前向 60 度扇形区域,且该系列破片飞散,导致车外步兵(尤其是乘坐坦克的)误伤风险高

分类方面,目前主流的 APS 系统分为 " 软杀伤 "(Soft Kill)和 " 硬杀伤 "(Hard Kill)两类:

一、软杀伤系统

由探测器(搜索雷达、激光测距仪及红外热像仪)、传感器(激光预警器)和高速数字计算机组成,通过早期预警计算来袭弹道,并启动以下防御措施:

发射烟雾弹、红外 / 雷达干扰器破坏制导系统,同时使用激光模拟器制造假目标诱导导弹偏离。该系统对射频制导反坦克导弹具有显著干扰效果

不过,该型 APS 系统但存在以下局限性:

对有线制导导弹无效

需配合坦克机动规避(不规则变速行驶)

典型代表的代表就是由美国洛克希德 · 马丁公司 2014 年研发的 " 模块化主动防御系统 "(MAPS),在实弹测试中对反坦克导弹实现 100% 拦截率(15 次测试,如下图所示)

▲一辆装有 " 战利品 "APS 系统的 M1A2 艾布拉姆斯,摄于 " 尖峰打击 "(Saber Strike )演习行动期间

二、硬杀伤系统

通过多模传感器(相控阵雷达、红外 / 激光传感器、速度传感器)实现全流程防御。其工作流程如以下:

①敌方发射反坦克武器

②复合传感器探测威胁

③跟踪雷达确认目标,计算机解算撞击点

④启动拦截弹发射器

⑤在预定拦截点摧毁目标

⑥完成威胁消除

关键时间指标:

步骤②至④需在 100-500 毫秒内完成

拦截时间(探测距离 <1200 米时):

✓反坦克导弹:<3 秒

✓火箭弹:<2 秒

✓坦克炮弹:<1 秒

必备功能要求:

✓静态 / 动态作战能力

✓全天候作战能力

✓避免友军和平民误伤

注:硬杀伤系统对高速坦克炮弹(动能弹)拦截效果有限,主要因拦截弹动能不足难以偏转其弹道。

▲装有 " 硬杀 "、" 软杀 "APS 系统的主战坦克,在面对敌军来袭的反坦克武器时有着不同的处理措施,如图所示,红色的 " 硬杀 " 系统更强调采用拦截弹 " 硬碰硬 ",而橙色的 " 软杀 " 则强调干扰

在此,笔者将简要介绍下两款西方制的主流 APS 系统。

首先是以制 " 战利品 " 系统。该系统由以色列拉斐尔 · 埃尔塔集团(Rafael Elta Group, REG)开发,系统组成包括:

360 ° 主动电子扫描阵列雷达(AESA):工作在 S 波段(脉冲多普勒),可探测并判定敌方反坦克火箭(ATR)、反坦克导弹(ATGM)和坦克炮弹的来袭方位、距离,并选定拦截点。

四具平板天线:实现 360 ° 全向侦测。当探测到威胁时,计算机会在威胁抵达拦截点前识别武器类型,选择最佳拦截时间和角度。

旋转式拦截弹发射器:安装在车体两侧,发射多向爆炸成型弹(MEFP,俗称破片式),起爆后形成密集精准的火力网摧毁来袭弹药。该系统拦截范围小、精度高,不会危及附近友军。

2016 年,以色列国防部与企业在 " 受控释放协会 "(CRS)中确认 " 战利品 " 主动防御系统具备以下特性:

针对所有化学能弹药(如锥孔装药反装甲弹 /HEAT)提供防护,包括坦克发射的高爆反坦克榴弹、高拦截成功率、提供 360 ° 全方位平面防御、适应多种战场环境、内置敌方火力侦测(HFD)功能、通过陆军引信安全审查委员会安全认证、对平民、非车载部队和邻近车辆的风险极低、拦截交战区可划定为友军安全区域。

同时,实战经验证明,该系统能在复杂电磁环境中与其他射频系统(雷达、电子战、无线电等)协同运作。

▲ " 艾布拉姆斯 " 主战坦克上的战利品是如何运作的:同样被分成三个阶段。雷达侦测阶段:系统雷达探测并分类识别来袭威胁目标;追踪计算阶段:实时跟踪威胁弹道,解算拦截参数,同时向车组及战场管理系统(BMS)发送警报,拦截摧毁阶段:若判定威胁存在危险,立即发射对抗弹药在安全距离外实施拦截

▲以 " 艾布拉姆斯 " 和 " 布莱德利 " 为例,可见两款主战装备搭载的 APS 系统布局。前者集中在炮塔侧面,而后者搭载的 " 铁拳 " 系统则布局于炮塔前、后两端。两者均为以色列产品

实战表现与技术局限

2014 年的加沙冲突中," 战利品 "APS 系统成功拦截多枚 9M133" 短号 " 反坦克导弹和 RPG-29 火箭弹,创下实战 100% 拦截纪录。但交战方哈马斯为伊斯兰极端组织,主要使用自制火箭弹从加沙地带和约旦河西岸发动攻击,缺乏装甲部队支援。因此,该系统能否拦截坦克炮发射的 1300 米 / 秒高速穿甲弹(APFSDS)仍未被验证,成为未解之谜。

▲除了有 " 短号 " 导弹外,穷困的 " 老乡军 " 也会将服役半个多世纪的 " 婴儿 " 反坦克导弹架在皮卡车上攻击目标

▲而在 2022 年的加沙冲突中,装备简陋的哈马斯武装分子同样能在近距离内瘫痪 " 战利品 " 系统,并最终将 " 梅卡瓦 " 主战坦克击毁

第二款则是美国自制的 " 快杀 "APS 系统。该系统由美国雷神公司(Raytheon)研发,曾被纳入美国 " 未来战斗系统 "(FCS)的模块化主动防护系统(MAPS)计划。该系统采用垂直发射拦截弹设计(如图 9),其独特优势在于:

全向拦截能力:可应对任意角度 / 高度的来袭威胁,通过可变向弹道直接撞击目标

单套覆盖 360 °:仅需一套发射装置即可实现全天候半球形防护

多目标对抗:2013 年测试中成功验证同时拦截 2 枚反坦克导弹的能力

技术争议与局限

平台适配性问题:模块化设计(MAPS)难以兼容 " 联合轻型战术车 "(JLTV)等新型载具。不符合美军未来作战平台发展需求

火力通道限制:垂直发射单元射角 / 射高受限,且电子系统在多目标场景下运算负荷过大。拦截弹需在发射器正上方旋转启动,无法实现双弹齐射

发展前景

作为全球唯一兼具垂直 / 水平双模发射能力的 APS 系统,其技术优势在应对现代战场 " 攻顶弹药 " 威胁时仍具潜力,未来或存在重启可能。

▲ " 快杀 "APS 系统所搭载的垂发装置

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