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主动防护系统模块化、智能化、综合式升级

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:“战利品”主动防护系统由拉法尔先进防护系统公司开发,是当前世界上唯一一款经过实战检验的主动防护系统。在实际测试中拦截成功率为99.9%,是世界上首个达到IEC61508二级安全标准的主动防护系统。“下一代主动防护系统”采用模块化设计,提高了系统使用灵活性,能根据平台需要选用多组防护模块。模块化主动防护系统的设计目的是,同一框架下集成传感器和对抗措施,探测并解决现有威胁和新兴威胁,实现对车辆及其乘员的保护。

主动防护系统模块化、智能化、综合式升级

主动防护系统最早出现在20世纪80年代,以俄罗斯的“鸫”为代表。这些系统以固定角度安装在炮塔上,发射拦截弹来拦截来袭目标;系统防护区域有限,重量较大,主要用于保护重型平台。进入21世纪,国外发展了以德国的“阿维斯”和以色列的“战利品”“铁拳”等系统为代表的主动防护系统,这些系统普遍采用可快速旋转的拦截弹发射器,具备全向360°防御能力,反应时间通常为200~350μs。

目前国外坦克装甲车辆主动防护技术已经进入快速成熟和即将广泛装备的新阶段,其中软杀伤主动防护技术发展最为成熟,最新的软杀伤主动防护系统已经可以对普遍采用激光半主动寻的制导、激光驾束制导和红外制导的第三代反坦克导弹实施有效防御;硬杀伤型主动防护技术是目前发展的重点,已发展了三代,实现了系统反应时间由毫秒级向微秒级的突破,以色列“战利品”、南非LEDS-150等新一代硬杀伤主动防护系统已经开始装备使用;软/硬杀伤结合型主动防护技术目前仍处于初期研究阶段,国外开展的相关研究不多,距离实用还有一段距离。

这种状态下,北约标准化局牵头组织开展了主动防护系统标准化制定工作,并于2017年11月,公布了“主动防护系统标准化协定”(STANAG 4686)的初始细节。尽管STANAG 4686标准仍在起草过程中,但与其配套的AEP-62《盟军工程出版物》已经明确了硬杀伤主动防护系统和软杀伤主动防护系统的试验方法。

2010年以后,分布式和模块化设计的主动防护系统成为主流,典型系统如以色列的“战利品”-LV和德国的“下一代主动防护系统”。

“战利品”主动防护系统由拉法尔先进防护系统公司开发,是当前世界上唯一一款经过实战检验的主动防护系统。拉法尔先进防护系统公司已向以色列国防军主要地面作战平台提供约1 000套“战利品”系统。

“下一代主动防护系统”主要由电子控制系统和多组防护模块组成,电子控制系统用于传感器信息处理、功能协调和控制,每组防护模块包含多个传感器和拦截弹,分别置于车顶外部。同组的传感器包含告警传感器和光电传感器;告警传感器为多频谱雷达,发射功率非常低,避免与其他雷达干扰。在来袭威胁距离车辆10~35 m范围至碰撞前,告警传感器探测和识别速度为50~200 m/s的多个来袭威胁并计算弹道;在距离车辆2 m范围内,光电传感器精确确定10 m/s的来袭威胁即将毁伤车辆的位置和时间(有助于优化选择和控制拦截弹);在距离车辆1 m范围内,拦截弹起爆摧毁威胁。

该系统具有以下特点。一是拦截成功率高。在实际测试中拦截成功率为99.9%,是世界上首个达到IEC61508二级安全标准的主动防护系统。由于同组的传感器探测区域相互重叠,拦截弹拦截区域也相互重叠,能提供冗余防护,拦截成功率高,系统安全性高。二是系统反应时间短。早期主动防护系统通常只配置一种传感器,“下一代主动防护系统”配置能够从远至近探测威胁的两种传感器,采用近距离硬杀伤主动防护系统专用软件,在1 ms内探测、识别并摧毁威胁,系统反应时间短,能近距离拦截反坦克导弹、火箭弹等来袭目标。三是附带毁伤小。与其他坦克主动防护系统不同,“下一代主动防护系统”拦截弹配装定向战斗部,在反坦克导弹或火箭弹抵近车辆1 m内区域时,定向战斗部起爆后破片沿斜下方预定区域飞散将其摧毁。防御过程中最大限度减少对伴随步兵及附近车辆的附带毁伤。四是采用模块化设计。早期的主动防护系统,如俄罗斯的“鸫”“竞技场”等系统,由于缺少模块化设计,难以在各种陆战平台上广泛使用。“下一代主动防护系统”采用模块化设计,提高了系统使用灵活性,能根据平台需要选用多组防护模块。

“下一代主动防护系统”具有拦截成功率高、系统反应时间短、附带毁伤小、采用模块化设计等特点,其安全性和灵活性高,能根据平台需要选用多组防护模块,对未来和现有装甲平台的防护具有重要意义。

“下一代主动防护系统”能近距离同时拦截多个来袭威胁,除了有效防御广泛使用的反坦克导弹、火箭弹外,还能防御并摧毁便携式非制导反坦克武器,显著提升陆战平台防护性能。未来,德国将进一步提升“下一代主动防护系统”的安全可靠性,使系统安全性达到IEC61508三级安全标准,即系统成功率达到99.99%,实现在陆战平台的广泛应用。(www.xing528.com)

2017年,洛克希德·马丁公司向美国陆军坦克机动车辆研发与工程中心交付5套模块化主动防护系统控制器。在后续16个月的工作中,洛克希德·马丁公司继续与陆军坦克机动车辆研发与工程中心合作,共同完善模块化主动防护系统基础组件的硬件和软件,并支持基础组件与现有传感器和对抗措施的整合,用于陆军战车进行虚拟演示和靶场演示。

2018年3月,美国陆军坦克机动车辆研发与工程中心同洛克希德·马丁公司签订下一阶段合同,由该公司继续完善模块化主动防护系统控制器基础组件的硬件和软件,并支持政府的集成工作,计划2019年进行平台演示。模块化主动防护系统的设计目的是,同一框架下集成传感器和对抗措施,探测并解决现有威胁和新兴威胁,实现对车辆及其乘员的保护。

模块化和开放式架构设计可使配备模块化主动防护系统的平台有选择性地升级某些部件,以应对不断出现的新兴威胁,有利于延长系统的使用寿命,提高系统的经济可承受性,同时在不增加车重的情况下增强对作战人员的防护。

洛克希德·马丁公司研制的模块化主动防护系统基础组件由控制器、用户交互界面、电力管理分配系统和应用软件组成,集成兼容模块化主动防护系统框架的组件、传感器和对抗措施,以探测并解决针对配备模块化主动防护系统的战车的威胁。除现有的战车平台外,基础组件还将支持未来战车防护系统能力。

2018年,国外坦克装甲车辆智能化取得了较大发展,特别是在主动防护领域。5月,以色列研发出缩小型“战利品”主动防护系统;美陆军为“艾布拉姆斯”主战坦克选定了以色列“战利品”主动防护系统。其中,缩小型“战利品”主动防护系统重520 kg,体积为0.42 m3,保留了标准型“战利品”的算法和安全认证,拦截精度更高,因此附带毁伤更小。缩小型“战利品”还可选装激光干扰机软杀伤方案。

2018年6月,在第14届法国国际防务展上,德国IBD戴森罗特工程公司展出了一款智能防护技术组件。该组件用于弥补当前爆炸反应装甲防护系统和主动防护系统的不足,提供对串联聚能装药战斗部的防御能力。现有反坦克武器能够穿透300~1 400 mm厚的均质钢装甲,被动装甲已不能为中型作战平台提供对这种威胁的防御能力,甚至连主战坦克也很难防护其正面区域。智能防护技术组件采用模块结构,模块由传感器和1种或2种对抗措施组成,对抗措施的选用取决于平台上安装模块的尺寸、位置和方向。当来袭威胁击中模块表面时,传感器向相应的对抗措施发送触发脉冲,能量束可在聚能装药射流形成前对准来袭威胁主要战斗部。

主动防护技术的另一个发展趋势是发展综合主动防护系统。随着威胁的发展变化和种类增多,单一的主动防护系统已经不能进行有效防护,需要采用综合方法,尤其是应对地雷和简易爆炸装置的防御能力要重点加强,把多种技术手段有机结合在一起来防御当前威胁和未来威胁。随着军事技术的发展和完善,综合主动防护技术将成为坦克装甲车辆主流的防护技术。此外,主动防护系统的防御范围应从局部防护向360°全方位防护发展,要既能防御远距离威胁,也能防御近距离威胁。对于硬杀伤型主动防护技术,为了防止破片拦截对车辆附近的士兵造成附带毁伤,目前国外新发展的硬杀伤主动防护系统普遍采用拦截弹爆炸产生的冲击波摧毁来袭威胁弹药或削弱其侵彻威力。但目前一些国家还在积极研究许多新的拦截方式,如捷克正在研究的基于“爆炸成形剪切射流”机理的硬杀伤型主动防护技术,意大利正在研究的双层拦截技术,以及美国正在研究的气囊式拦截装置等。

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