车辆防护技术专题爆炸反应装甲发展现状与趋势

2016-09-14 18:47
现代兵器 2016年9期
关键词:装药惰性炸药

防护力是装甲车辆的重要战斗力要素,提高装甲车辆战场生存能力也是各国陆军普遍关注的焦点问题。在现代战争条件下,装甲车辆面临的威胁更加突出,生存环境更加恶劣。目前,各国已形成了采用综合防护理念的共识,逐步形成以隐身防护、被动防护、主动防护、二次效应防护为主的防护体系,许多技术已应用于装备建设乃至实战,取得良好效果。本专题根据国外最新防护技术发展方向,对爆炸反应装甲技术、主动防护技术和被动装甲技术的发展特点和趋势做简要分析。

概述

世界军事强国争相研究复合装甲、反应装甲、电磁装甲等,使坦克装甲抗毁伤能力大为增强。尤其是爆炸式反应装甲,它依靠钝感炸药引爆产生的爆轰波驱动钢板从侧向干扰射流侵彻,主要用于防护依靠射流侵彻装甲的破甲类型反坦克弹药。随着防破甲、防穿甲、防串联战斗部以及反应装甲的安全性能等一系列技术难关的突破,反应装甲的性能不断提高,已经成为现代装甲车辆防护系统的重要组成部分。以、俄、英、美、法、德等国均对爆炸反应装甲进行了深入研究,并已装备部队或经过实战检验。如美军M1A1/M1A2主战坦克安装了ARAT-2爆炸反应装甲;英国采用Romer系列反应装甲;俄罗斯的多种主战坦克配置了“接触”(Kontakt)和“化石”(Relikt)系列爆炸反应装甲模块;以色列国防军M60坦克上安装了“夹克衫”(Blazer)爆炸反应装甲,在黎以冲突中被证实对防御化学能弹(RPG-7)颇有成效。

发展现状

以色列率先推出爆炸反应装甲并用于实战 1973年第四次中东战争中,基于聚能效应、采用聚能装药战斗部的反坦克导弹和反坦克火箭弹被埃军应用于西奈沙漠反坦克作战,击毁了以军装甲旅的大量坦克。这一战例几乎动摇了坦克在现代陆军中的“主战”地位。1982年,以色列在入侵黎巴嫩的战争中,首次将一种被称为“夹克衫”的反应装甲应用于主战坦克,有效地降低了聚能装药战斗部对装甲车辆的威胁。这种装甲以结构简单、价格低廉和显著提高抗破甲弹能力等特点,显示出广阔的应用前景。从此,反应装甲引起世界各国的广泛关注,英国和苏联等国家相继将反应装甲技术应用于坦克装甲车辆。

1982年,以色列M60、M48、“百人队长”等老式坦克也开始使用“夹克衫”爆炸反应装甲。该反应装甲采用“三明治”平板装药,面密度小于200千克/米2,可以满足炮塔侧面防护AT-3“赛格”反坦克导弹、车体前部防RPG-7反坦克火箭弹的攻击。据实战结果统计,由于爆炸反应装甲的应用使以方坦克损失减少50%。

拉斐尔公司为以色列研制了系列化的爆炸反应装甲,装备了多种装甲车辆。该公司研发的混合型爆炸反应装甲已安装在以色列国防军M113装甲人员输送车和美国陆军M2“布雷德利”步兵战车上。该装甲由爆炸反应装甲和含有惰性夹层的衬层组成,反应装甲的背板为衬层的前板。

该公司研制的第四代爆炸反应装甲汲取了前三代产品的优点并融入了创新设计,其中最重要一点就是采用了新型低燃烧率惰性炸药,用其制造的反应装甲被称为“不敏感反应装甲”或“惰性反应装甲”。其内部首层为爆炸层,下面为惰性层;一旦金属射流穿透首层后,惰性层即被引爆从而起到阻止金属射流的作用。惰性反应装甲能够抵御RPG-7、小口径穿甲弹药、炮弹破片以及路边炸弹的攻击。同时,惰性夹层结构还能够有效降低金属射流和反应装甲爆炸后对反应装甲安装支架的冲击,因此非常适合应用在轻型或中型装甲车辆上。目前,拉斐尔公司已完成第五代反应装甲的研制,使用改进型低燃率惰性炸药,据称可有效增加对爆炸成型战斗部的防护。

俄罗斯爆炸反应装甲成系列逐步发展 苏联在中东战争中从叙利亚获得到了以色列的反应装甲。1983年,苏联钢铁科学研究院研制出了“接触”-1爆炸反应装甲。此后,苏联装甲设计就坚持秉承“将防破甲弹的工作交给爆炸反应装甲”的重要理念。

“接触”-l模块固定在T系列坦克的装甲表面,呈水平30°左右放置,并与主装甲间隔一定距离。爆炸反应装甲的最外层是一个较薄的金属外壳,内部是由两个呈V形布置的药室组成。“接触”-1可使破甲弹的威力降低50%以上,提供约400毫米RHA(均质轧制钢装甲)的防护能力。

包括T-72、T-62M和T-55AM在内的坦克全部装备了“接触”-1爆炸反应装甲。经过进一步的研究改进,苏联对其国内的T-64B、T-72和T-80坦克也开始大量挂装反应装甲。

“接触”-1爆炸反应装甲正式定型装车后,俄罗斯钢铁科学技术研究所又先后研制了改进型,其型号分别是“接触”-2、“接触”-3和“接触”-4,但其改进情况和技术性能未见研制方透露,可能是为增强步兵战车等装甲战车的防护能力而研制的。 “接触”-3爆炸反应装甲于1988年装在BMP-2步兵战车上。

在 “接触”-1的基础上,苏联钢铁科学研究院的研究人员基于同样的原理,采用较厚的高硬度钢壳、抛板、背板,不但解决了毁坏尾翼稳定脱壳穿甲弹弹杆的难题,而且解决了引爆的问题。1985年,苏联第二代爆炸反应装甲( “接触”-5)研制成功。

“接触”-5爆炸反应装甲,也被称为重型反应装甲,其药室尺寸为230毫米(长)×105毫米(宽)×70毫米(厚),面板厚15毫米,药层厚35毫米,背板20毫米,重10.35千克。高硬度钢壳(壳壁厚25毫米)内部是3块类似“接触”-1的爆炸反应装甲单元,每个单元均有10~15毫米厚的抛板和背板,单元组内装的是对热度较敏感的塞姆汀塑胶炸药。在被穿甲杆侵彻的过程中,“接触”-5的面板和背板反向运动与上下钢壳一起完成对穿甲杆的毁坏过程。钢铁科学研究院称,“接触”-5反应装甲可使坦克对穿甲弹的防护能力提高20%~40%,对破甲弹的防护能力与“接触”-1类似。目前,“接触”-5爆炸反应装甲已装备T-72BM、T-80U、T-90等主战坦克。

据报道,T-80U 和T-90坦克安装“接触”-5反应装甲后,对M829 系列贫铀穿甲弹的防护能力可达830毫米,并可有效防御德国55 倍口径120毫米滑膛炮发射弹药的攻击。采用AT-14“短号”导弹和RPG-29 火箭弹、3BM48 尾翼稳定脱壳穿甲弹(射击距离2000米时穿甲厚度为650毫米RHA)实弹试验表明,加挂“接触”-5爆炸反应装甲的T-80U 及T-90 坦克没有一辆被击穿。

“化石”爆炸反应装甲是“接触”-5的改进型,可提高坦克在航向±20°(车体)和±35°(炮塔)范围内防御穿甲弹和破甲弹的能力。在规定的角度范围内,防御次口径穿甲弹的强度可提高20%~50%,防空心装药破甲弹的强度可提高10%。

“化石”爆炸反应装甲为多层抛板结构的简易爆炸单元,由钢壳、数层内抛板、炸药、惰性衬垫等组成。主要包括:20毫米钢壳+10毫米钢板+炸药+10毫米钢板+隔离层+炸药+10毫米钢板。每个反应装甲盒内通常放置两块装药,并在中间设置垫料,使两块装药呈V型排列,开口向上。

 加装爆炸反应装甲的美国M2A2步兵战车

美军爆炸反应装甲技术和性能不断推新 1983年,美国购买了以色列的反应装甲技术,开始研制和制造自己的反应装甲。美国发明的用陶瓷基纤维增强复合材料制造的反应装甲,反应能量来源于复合材料基体中均匀分布的许多炸药球。当聚能装药射流侵入该装甲时,其运动通路上的炸药球被引爆,产生向前推进的爆轰波,可阻断和干扰射流侵彻,陶瓷基体还能对抗动能弹。

1991年,美国陆军发明了一种对付杆式动能穿甲弹的反应装甲,它由高压密闭容器和其内部的许多颗粒构成,反应作用能量来源于高压气体。当弹丸在容器壁上穿孔后,容器内的高压气体便驱动大量具有不同尺寸和形状的颗粒向穿孔处运动,以抵抗弹丸继续侵彻。另外,美国已开始研究主动反应装甲,它由反应装甲近距离探测器和微机处理器组成。探测器发现目标,微机处理器判定并指挥哪块反应装甲动作,反应装甲为常规反应装甲或反击弹丸。

美国陆军采用美国和以色列合作生产的主动/被动混合式反应装甲单元,装配了175辆“布雷德利”步兵战车,每辆车装配195个反应装甲单元,分别安装在车体前部、车体两侧以及炮塔等部位。M1A1/M1A2主战坦克上也安装了爆炸反应装甲块,该反应装甲块有M1型和M2型两种规格:M1型的外形尺寸为305毫米×305毫米×51毫米,重8.6千克;M2型的外形尺寸为472毫米×305毫米×51毫米,重12.7千克。

目前未见公布美国爆炸反应装甲的具体性能数据。仅获悉,“殷钢”反坦克导弹摧毁配备爆炸反应装甲坦克的概率为:对M1A1坦克正面+90°扇面攻击的毁伤概率为0.7~0.8,对M1A2坦克正面+90°扇面攻击的毁伤概率高于0.5,即1~2发导弹就可摧毁1辆坦克。

其他国家新型爆炸反应装甲推陈出新 德国研制的新型爆炸反应装甲,称为“复合轻型通用反应装甲”,用以增强轻型装甲车辆抵御空心装药弹药的能力。这是一种无破片爆炸反应装甲,在爆炸后仅产生解体的玻璃纤维和非致命性碎片,解决了后效控制问题。该装甲系统重量较轻,单块重18.5千克,厚仅100毫米,完整的装甲模块重28~30千克。在被防护的区域每平方米需600千克的模块,这种质量仅是安装传统爆炸式反应装甲的l/3。实弹射击试验表明:可有效防护RPG7-V空心装药火箭弹(破甲威力约为350毫米RHA),在“黄鼠狼”步兵战车基本装甲上的残余穿深仅为2毫米。

法国SNPE公司与美国Kaman科学公司联合研制了一种局部爆炸反应装甲。法国军械部发明了一种非爆炸式的对付空心装药射流的反应装甲结构。其反应装甲能量来源于弹药本身的侵彻能量,原理是利用射流在二氧化硅玻璃或陶瓷材料中引起的膨胀效应和冲击波效应,反过来对垂直入侵射流本身施加一个叠加的横向作用力。法国陆军用GIAT工业公司生产的“布伦纳斯”(Brenus)反应装甲,装配两个坦克团的AMX30-B2坦克,防破甲能力约为400毫米RHA/60°,防穿甲能力约为100毫米RHA。

瑞典FFV公司研制的爆炸反应装甲,可使大口径空心装药破甲弹的侵彻力降低50%。该反应装甲利用了波的反射作用原理,可充分利用炸药的爆轰波能量。其结构特点是:把传统的“三明治”式爆炸块制成密闭容器结构,利用各侧壁表面对爆轰波的反射作用,对垂直入侵射流施加一个反复作用的横向力。当射流垂直穿透爆炸块前装甲板时,引爆炸药,产生爆轰波。爆轰波沿垂直于射流的方向朝侧壁传播,并被其表面反射回来,反射的爆轰波在侧壁与射流之间反复作用,使射流断裂、偏转、最终沿正弦波形状的路线前进。而当该密闭爆炸块的前后两块板彼此分离后,压力释放,反射波随即消失,这种横向作用也随即停止。

发展趋势

多功能集成 通过壳体材料或表面涂覆隐身涂料,实现防探测、抗侵彻的双重功能,提高整车的综合防护能力。

防殉爆、低附带毁伤 通过壳体材料和装药、装药结构的不断优化改进,降低爆炸式反应装甲爆炸后对相邻结构单元和装甲车辆其他部件的附带毁伤。

改进结构,提高防护能力 通过采用聚能装药、与复合装甲集成或者异形装药,进一步提高反应装甲对破甲弹和动能弹的防护能力。

(编辑/王路)

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