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典型装甲目标的特性分析

【摘要】:图4.1披挂ERA的主战坦克图4.2ERA抗弹防护原理目前,俄罗斯、美国、德国、英国、法国、以色列、中国等国均已发展了系列化ERA,其中又以俄罗斯“接触/K”系列ERA最具代表性。图4.6美国“福特”级航母结构布局现代大中型

1.坦克目标

坦克集火力、机动性和防护于一身,火力是坦克攻击的武器,装甲是抵御攻击的手段,机动性则使火力发挥更大效能。战场上,坦克担任进攻和防御双重任务。进攻作战时,坦克担任攻击任务的先导;防御撤退作战中,坦克与武装直升机一起构成纵深防御体系,实施立体化同步突击。自第二次世界大战以来,坦克一直是战场上交战双方首要对付的地面机动目标。迄今为止,世界各国主战坦克已发展和装备了4代,除俄罗斯“阿玛塔”(Armat)T-14主战坦克可归属第4代范畴外,自20世纪70年代以来,世界各国装备的主战坦克均可归属为第3代,其中又以美国M1A1/A2/A3、俄罗斯T-80/90、英国“挑战者-2”、德国“豹-2”、法国“勒克莱尔”、以色列“梅卡瓦-3/4”等最具代表。

按防护技术原理的不同,坦克防护分为主动防护和被动防护两类。主动防护指通过主动防御系统(APS)发射拦截弹,使来袭弹药命中坦克之前被摧毁,或利用光电或电磁等效应,使来袭弹药无法命中坦克或在命中坦克之前失效。如俄罗斯T-90主战坦克装备的“竞技场-1”“鸫-2”主动防御系统和“窗帘-1”光电干扰系统,以色列“梅卡瓦-4”和美国M1A2主战坦克装备的“战利品”主动防御系统等。被动防护指通过装甲提高坦克抗弹能力的手段,包括RHA、CA、爆炸反应装甲(ERA)等类型。

总体而言,装甲防护仍是目前世界各国主战坦克的主要抗弹手段,通过几种装甲防护类型的组合应用,3代主战坦克已具备1 000~1 300 mm厚等效RHA的抗破甲弹能力,抗穿甲弹能力已达到500~600 mm厚等效RHA。

(1)RHA。一种轧制均质钢板,主要通过提高装甲的硬度、强度及韧性和增加装甲的厚度、斜度等方法提高抗弹能力,是世界各国主战坦克的主要防护手段,其不足是面密度大、增厚装甲对坦克机动性不利。

(2)CA。由两层以上不同性能的防护材料组合而成的非均质装甲,大致可分为金属与金属复合装甲、金属与非金属复合装甲、间隙装甲(SA)3种类型,如陶瓷复合装甲、凯夫拉复合装甲、贫铀复合装甲等。在相同面密度下,CA具有更强的抗弹抗毁伤能力。据报道,采用贫铀复合装甲的美国M1A1主战坦克,抗穿破甲弹和穿甲弹能力分别达到1 300 mm和600 mm厚度RHA,被认为是目前世界上抗弹能力最强的CA。

(3)ERA。两块装甲板之间夹一层钝感炸药构成的“三明治”式CA,较典型的ERA块厚度组合有2/4/2 mm、3/6/3 mm和4/7/4 mm等几种。ERA属于披挂在坦克主装甲之外的附加装甲块,使用时,可按不同排列方式和角度,固定在坦克首上装甲、炮塔和侧装甲上。在抗弹机理上,反坦克弹药命中ERA后,夹层炸药被引爆,驱动前、后装甲板高速运动,对射流或穿甲杆起干扰作用,从而显著减弱对主装甲的侵彻能力,如图4.1和图4.2所示。

图4.1 披挂ERA的主战坦克

图4.2 ERA抗弹防护原理

目前,俄罗斯、美国、德国、英国、法国、以色列、中国等国均已发展了系列化ERA,其中又以俄罗斯“接触/K(Kontakt)”系列ERA最具代表性。特别是随着俄罗斯新一代K-5重型ERA的广泛应用,主战坦克的抗毁伤能力得到了进一步提高。俄罗斯K-5 ERA(1/4单元)如图4.3所示。

图4.3 俄罗斯K-5(1/4单元)ERA结构

2.步兵战车

步兵战车是一种专供步兵机动和作战使用的轻型装甲战车,分为履带式和轮式两大类,是世界各国组织快速反应部队的重要装备。步兵战车除了能快速完成输送步兵的作战任务外,更重要的是还能与坦克协同作战,独立完成一定的战斗任务,是战场上坦克作战的主要伙伴。目前,在世界各国陆军团以上编制中,坦克和步兵战车的比例一般都在1∶2以上。其中,又以美国M2/M3和“斯特莱克”、俄罗斯BMP-2/3和T-15、德国“黄鼠狼-2”和“美洲狮”、英国“武士-2”、以色列“雌虎”、瑞典CV90、韩国K-21等最具代表。美国M2和俄罗斯BMP-3步兵战车如图4.4和图4.5所示。

图4.4 美国M2步兵战车

图4.5 俄罗斯BMP-3步兵战车

从步兵战车防护装甲类型看,主要有钢装甲或铝合金装甲、间隙装甲、复合装甲和纤维增强复合材料等几种。如美国M2/3步兵战车车体为铝合金或纤维增强复合材料焊接结构,前装甲和顶装甲为铝合金板,两侧及后部为由两层钢板和一层铝合金板构成的双气隙防护结构。俄罗斯BMP-3步兵战车车体为钢装甲焊接结构,车首和炮塔正面还采用了间隙装甲。德国“黄鼠狼-2”步兵战车车体采用钢装甲焊接结构,车首和炮塔正面还安装了附加夹层钢装甲。英国“武士-2”步兵战车车体采用铝合金板全焊接结构和间隙装甲防护。

总体而言,世界各国装备的第3代步兵战车不仅火力猛、机动性好,而且具有相当强的抗弹能力,车体和炮塔正面大多具备抗30 mm机关炮穿甲弹和155 mm榴弹的防护能力,大幅提升了步兵的作战能力和生存能力。

3.航母

航母作为海上最大最强的战斗堡垒,按排水量不同,可分为大型、中型和轻型3类;按动力不同,可分为常规动力和核动力两类;按舰载机起降方式的不同,可分为常规起降、滑跃起降、短距起降和垂直起降4类。目前,世界上拥有航母的国家不下10个,但拥有核动力航母的国家只有美国(“尼米兹”级和“福特”级),拥有常规起降航母的国家也只有美国和法国(“戴高乐”级),美国航母的更新换代代表着当今世界的主流发展和最高水平。

现代大中型航母飞行甲板以下舰体大致设有10层左右甲板,飞行甲板与第1层通道甲板构成双层结构吊舱甲板,吊舱甲板之下为机库甲板,机库高度占4层甲板,中部为机库及附属舱,舰艏为锚链舱,舰艉为系缆装置舱。对于满载排水量达10万t以上的“尼米兹”级和“福特”级大型航母,机库甲板之下还留有2~3层用作航空修理厂、士兵舱、生活舱、食品库和行政办公室,而法国“戴高乐”级中型航母,机库甲板以下则直接布置核动力舱、主轮机舱、弹药舱和燃油舱,其他功能舱室布置在机库四周。再往下是2~3层舰底水密防护结构层。美国“福特”级航母结构布局如图4.6所示。

图4.6 美国“福特”级航母结构布局

现代大中型航母甲板和舰体材料均为高强度镍铬合金钢,强度在500~800 MPa范围,如HY-80等,飞行甲板厚度为35 mm左右,舷侧和其他甲板厚度为24 mm左右。采用模块化焊接建造方法,即先将小分段焊接成“超级分段”模块,再运至船坞内对各“超级分段”模块进行焊接。也就是说,现代大中型航母舰体是一种强力甲板焊接结构,机库甲板以上舰体属上层建筑式强力箱体结构,机库甲板以下舰体为整体水密结构。为了进一步提高舷侧抗弹毁伤和损管能力,赤水以下舰体两侧设有5道以上纵向隔壁,横向设有20余道水密横舱壁,水密液舱或空舱达2 000多个,舰艏和舰艉各设有10余道从舰底一直延伸至飞行甲板的横向防火水密舱壁。同时,飞行甲板、机库甲板、弹射器、阻拦装置、舷侧机库大门、升降平台等要害部位,均设有不同厚度的RHA或凯夫拉等轻质CA防护,进一步增强抗弹毁伤能力。

4.潜艇

潜艇是现代海军力量的主力、航母战斗群水下防御体系的核心。潜艇按动力的不同,分为核动力和常规动力两类;按搭载武器和作战任务的不同,分为战略型和攻击型两类。目前,世界上拥有常规动力潜艇的国家不下30个,但拥有核潜艇的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国和中国,全球部署在海洋中的潜艇不下600艘。俄罗斯和美国潜艇的更新换代,代表着当今世界潜艇的主流发展和最高水平,其中又以俄罗斯“北风之神”级、“台风”级和美国“俄亥俄”级等战略核潜艇,以及美国“弗吉尼亚”级、“海狼”级、“洛杉矶”级和俄罗斯“亚森”级、“奥斯卡-Ⅱ”级等攻击型核潜艇最具代表性。

从潜艇结构看,俄罗斯出于生存力考虑,基本都采用双壳体结构,两层壳体之间的载水层厚度达2 m以上,如俄罗斯“奥斯卡”-Ⅱ级攻击型核潜艇载水层厚度达3 m,而世界上排水量最大的“台风”级战略核潜艇载水层厚度更是达4 m,如同间隙装甲一样具有很强的抗毁伤能力,轻型爆破式鱼雷很难对其构成致命威胁。美国、法国、英国等西方国家则出于效费比等方面考虑,大多采用单壳体或单双混合壳体结构,如美国“弗吉尼亚”级、“海狼”级和“洛杉矶”级攻击型核潜艇,除艇艏和艇艉为双壳体结构外,其余均为单壳体结构。美国装备最多的“洛杉矶”级攻击型核潜艇结构布局如图4.7所示。

现代核潜艇壳体大多采用高强度、高韧性合金钢和钛合金焊接而成,非耐压壳体厚度为10 mm左右,耐压艇体厚度为40 mm左右。为进一步提高耐压壳体结构强度,沿艇长方向每隔1 m设有肋骨和加强筋。此外,现代潜艇为了降低被探测和发现的可能性,提高作战生存力,潜体外表面还普遍采取敷设吸声涂层、降低各种辐射和转身噪声等主动防护技术措施。

图4.7 美国“洛杉矶”级攻击型核潜艇结构布局