装甲目标特性分析详解

所谓装甲目标是指用装甲保护的武器装备目标，如坦克、装甲车辆、自行火炮、武装直升机和军舰等，而装甲则是指安装在军事装备或军用设施上的防护层，主要指的是安装在坦克、装甲车上的防护用的金属板。最具代表性的装甲目标就是坦克。下面首先从坦克的防护性能进行分析。

（1）坦克防护性能分析

坦克的防护性能是指坦克装甲车辆对其自身内部乘员、弹药和各种设备机件具有的保护能力，包括装甲防护性能、形体防护性能、伪装防护性能和三防（防核、化学和生物武器）性能，是坦克的重要战术技术性能之一，是坦克战场生存力的重要因素。主战坦克的防护系统主要有以下4个部分。

①装甲防护。坦克车体和炮塔的装甲防护，是坦克抵御各种反坦克武器攻击和坦克战场生存力的基础。坦克装甲防护能力，取决于装甲的材料性能、加工工艺、厚度、结构、形状及其倾斜角度，通常以均质钢装甲板的垂直厚度（mm）或垂直厚度/倾角来表示。复合装甲的防护能力一般均高于相等重量的均质装甲，常以抗弹能力相同的均质钢装甲的厚度（mm）来表示。车体多由轧制装甲钢板焊接而成。炮塔有用装甲钢铸造和轧制装甲钢板焊接两种。铸造装甲容易得到所要求的形状，利于不同厚度装甲的均匀过渡。轧制装甲较密实，抗弹性能略高于相同厚度的铸造装甲。主战坦克各部位的装甲防护能力有显著差异。其重点防护方位是正面60°弧内，而重点防护部位则是车体首上装甲和炮塔正面。其主要防御对象是敌方主战坦克的穿甲弹、破甲弹、反坦克导弹和步兵火箭弹。轻型装甲车辆在给定距离上具有防小口径机关炮弹、机枪弹和炮弹破片的能力。表4-1给出了主要反坦克弹药的穿（破）甲性能，也就是装甲应具备的防护能力。

②形体防护。形体防护性能是指通过控制坦克自身的外廓尺寸，采取有利的抗弹外形所能获得的防护效能。坦克的外廓尺寸和装甲壳体的形状是影响形体防护的主要因素。外廓尺寸小则受弹面积小，可以减小被发现和被命中的概率，但受到所需车体炮塔内部空间及坦克内部总体布置的限制。内部空间过小，乘员活动受到限制，也为机件维修带来困难。坦克正面投影面积构成了坦克正面的受弹面积，它取决于坦克的高度和宽度。坦克各部位装甲的抗弹性能与其形状（或装甲板倾斜角度）密切相关。合理的防护外形既可使来袭的弹丸发生跳弹，提高坦克的抗弹能力，也可减轻核武器冲击波的破坏作用。

表4-1　主要反坦克弹药的性能

目前，主战坦克的车体首部多数采用倾斜形状。由于穿甲弹弹道低伸，一般成水平命中目标，所以当装甲板有倾斜角度α时，弹丸穿透装甲所经过的距离增长。如图4-1所示，装甲厚度为b，而弹丸穿甲厚度为b/cosα，这样就削弱了穿甲弹的破坏力。主战坦克的炮塔，多数为近似半球形的铸造钢装甲炮塔，外形为圆弧过渡。

③伪装防护。坦克装甲车辆采用各种伪装措施，以减少被光学、雷达等侦察器材发现的可能性。伪装措施主要有涂料、遮障和烟幕等。其评价指标是采取伪装措施后坦克被发现的概率。坦克装甲表面涂覆一般迷彩涂料，被发现的概率为40%～50%；施放烟幕弹后，被发现的概率为25%～30%。

④三防装置防护。现代主战坦克都有“三防”装置，用以保护坦克乘员和车内机件免遭或减轻核、化学、生物武器的杀伤和破坏。其评价指标是对各种杀伤破坏因素的防护效果和消除能力。“三防”装置由车内密封、滤毒通风和探测报警等部件构成。探测报警仪器用来测出车外毒剂和放射性污染的剂量，适时发出报警信号；滤毒通风部件将污染的空气净化后送入密闭的乘员室，并形成超压，阻止被污染的空气从缝隙进入车内。现代主战坦克一般均安装有自动灭火抑爆装置，采用隔舱化结构，并在装甲车体炮塔内装有非金属的防崩落衬层，以减轻坦克中弹后效和二次效应的杀伤破坏作用。

（2）坦克目标特性分析

随着现代反坦克弹药性能的提高，世界各国都普遍加强了坦克的装甲防护能力，间隔装甲、复合装甲、贫铀装甲、屏蔽装甲、反应装甲等技术被广泛采用，坦克已成为防护好，火力猛，高速、高机动性的移动堡垒。这样就对反装甲弹药的性能提出了更高的要求。坦克的操作和驾驶位于车体前部，传动部件在后部，因此坦克等装甲目标都采用非均等厚度。坦克的装甲结构如图4-2所示。

通常，炮塔前装甲最厚，车体前装甲较厚，两侧和后部次之，坦克顶部和车体底部最薄。为抵抗低伸弹道弹丸的进攻，装甲应相对于铅垂线倾斜布置，这样不仅可以增大装甲的水平厚度，还容易产生跳弹和使引信瞎火。坦克各部位装甲名称如图4-3所示。

图4-1　倾斜装甲中弹后实际穿甲距离与厚度关系

图4-2　坦克装甲结构示意

1—车长；2—炮长；3—炮塔；4—车体；5—火炮；6—履带；7—驾驶员；8—负重轮；9—装填手；10—弹药；11—发动机；12—变速箱。

图4-3　坦克各部位的装甲名称

国外20世纪90年代主战坦克的主要战术技术性能如表4-2所示。由此可以看出，随着装甲防护技术的发展，坦克的装甲防护层正在不断地采用新材料、新结构和新原理，普遍采用了多层间隔装甲、复合装甲或披挂了反应装甲、贫铀装甲等防护措施。同时，还改进了车体结构，增大了发动机功率。这样不仅增大了坦克的防护能力，而且增强了其机动性能，对反装甲弹药的要求也就越来越高。

（3）各类型装甲性能分析(www.xing528.com)

在装甲与反装甲相互抗衡的发展过程中，装甲技术得到了长足的发展；装甲从均质发展到复合，其结构也从单纯的主装甲发展成披挂式和组合式。常用的装甲材料有装甲钢、铝合金、特种塑料、复合装甲等。按防护原理，装甲可分成被动装甲和主动装甲；按材质性质，装甲可分成金属装甲和非金属装甲；按生产方法，装甲可分为轧制装甲和铸造装甲；按硬度，装甲可分为高硬度装甲、中硬度装甲和低硬度装甲；按装甲断面性质，装甲可分为均质装甲和非均质装甲；按装甲的具体材料成分，装甲可分成钢装甲、铝装甲、钛装甲、贫铀装甲、透明装甲、陶瓷装甲、复合装甲、反应装甲、屏蔽装甲、间隙装甲、格栅装甲和披挂装甲等。另外，世界许多国家提出了一些新概念装甲，如电磁装甲、电热装甲和灵巧装甲等。下面介绍部分装甲的性能特点。

间隔装甲是指在车体或炮塔的主装甲之外，相隔一定距离，增加一层或多层附加钢甲。其作用是使破甲弹提前引爆，使穿甲弹的弹芯遭到破坏并消耗弹丸的动能，改变弹丸的侵彻姿态和路径，以提高防护能力。若附加装甲是相对独立的，则称之为屏蔽装甲。屏蔽装甲可以做成固定式，也可做成安、拆都较为方便的披挂式。在坦克上加装的附板或裙板都属屏蔽装甲。

表4-2　20世纪90年代国外主战坦克的主要战术技术性能

图4-4　乔巴姆装甲结构

1—外层钢装甲；2—陶瓷组件；3—铝或塑料外壳；4—固定螺栓。

复合装甲是由两层或多层不同材料组合而成的装甲。就材质而言，金属材料除装甲钢外，还有铝合金、钛合金；非金属复合材料有高强度纤维、抗弹陶瓷等。复合装甲种类有很多，按照所使用材料，可分为金属与金属的复合和金属与非金属的复合两大类。不同材质的装甲层以黏合或机械连接方法组合在一起，具备较好的综合防护能力，优于相等质量的单层钢装甲，然而装甲较厚，成本较高，常配置在战车中弹率较高的部位，例如车体前装甲和炮塔部位。位于伦敦西部萨利州乔巴姆镇的英国陆军军用车辆与工程研究院，于1976年研制成功一种复合装甲，国际上称其为乔巴姆装甲（Chobham armour）。该装甲由钢板、非金属夹层（陶瓷等）和铝合金板复合而成，已用于“勇士”“挑战者”等坦克，如图4-4所示。乔巴姆装甲的出现，激发了各国对复合装甲的研究。现代复合装甲已融合间隙和双板填加惰性材料的响应式装甲技术，构成新的组合装甲。

贫铀装甲也称铀合金装甲，是用低放射性铀238合金制成的装甲。它具有塑性好、波阻抗大、密度大等特点，因此抗穿甲和抗破甲的综合效果好。美国在海湾战争中动用了1 000多辆装有重型贫铀装甲的M1A1-HA坦克，其抗弹防护系数达到1.1，厚度系数达到2。该坦克正面的防穿甲水平达到600mm钢装甲。贫铀装甲的密度约为钢的2.4倍，强度和塑性好。反应装甲和响应装甲的结构层板使用这种材料时，可以大幅度提高抗穿甲和抗破甲能力。此外，碳化铀陶瓷装甲的抗弹能力已达到同等厚度铬刚玉陶瓷的2.5倍，用其制造复合装甲，可减薄装甲厚度。但贫铀装甲含有微量放射性物质，会给乘员带来一定危害。

反应装甲是依靠钝感炸药的爆炸效果干扰作用进行防护的装甲。第一代反应装甲采用了在两层薄装甲钢板之间装上一层相对安全的钝感装药的技术手段，由前板、后板（装甲钢板）和中间夹层（钝感炸药）三层构成。一般情况下，反应式装甲块可以匹配成三层厚度为1 mm+2 mm+1 mm、2 mm+7 mm+2 mm、3 mm+3 mm+3 mm、5 mm+5 mm+5 mm等多种结构形式的爆炸块，该爆炸块又装在钢板盒内（可以放两层反应装甲，亦可倾斜放置，如图4-5所示），用螺栓将钢板盒固定在坦克需要防护的位置；钢板盒的高、宽、长根据设计需求和安装部位而定。反应装甲基本结构有平板型、倾斜型和倒V型三种，如图4-6所示。当破甲弹形成的聚能金属射流撞击反应装甲时，钝感炸药层被引爆，驱使两层钢板高速向相反方向运动，再加上爆轰产物的破坏作用，使射流产生横向干扰效应，破坏了射流的稳定性，降低了破甲效果，如图4-7和图4-8所示。钢板还具有防止意外撞击的作用，反应装甲的炸药不会被枪弹引燃、引爆，遇明火只燃不爆。以色列研制的Blazer装甲属于防普通破甲弹的第一代爆炸式反应装甲。为对付动能穿甲弹，须增加反应装甲的两层夹板的厚度，同时调整好炸药的冲击感度，确保只有一定撞击能量的大口径穿甲弹才能引爆反应装甲。具有上述两种功能的反应装甲为“双防”反应装甲，它既能防破甲弹，也对穿甲弹有一定防护效果。俄罗斯已将这种反应装甲安装在T-80Y坦克的车首上部位。为对付串联破甲战斗部的攻击，又研制成具有“三防”功能的双层反应装甲，用其第一层装药阻挡第一级战斗部，以第二层主装药对付串联战斗部的第二级战斗部。利用串联战斗部的第一级装药引爆预埋在反应装甲中的反击装置，提前击毁串联战斗部的第二级装药，是一种更新的“三防”式反应装甲。

图4-5　放置两层反应装甲的钢板盒

图4-6　反应装甲基本结构

（a）平板型；（b）倾斜型；（c）倒V型

图4-7　典型反应装甲作用原理

图4-8　反应装甲抗破甲弹效果

电磁装甲是利用电磁原理进行防护的装甲。电磁装甲有自动激活电磁装甲和主动电磁装甲两种。自动激活电磁装甲由安装在主装甲外侧的、相隔一定距离的两块薄钢板和高压电容器组组成。一块薄钢板接地，另一块钢板与高压电容器组相连。当射流或弹芯经过两块薄钢板时，电容器放电，形成强大磁场，使弹丸金属导体产生交变洛伦兹力，造成弹杆偏转或断裂，使金属射流膨胀发散，断裂破坏，直径增大5～10倍，作用在单位面积上的侵彻能量急剧下降，从而避免主装甲被击穿。主动电磁装甲由探测器、处理器、蓄能器、转换器和发射器组成。探测器一旦探测到100 m距离处、速度为1 600～2 000 m/s的入射弹丸，计算机控制系统会接通电容器组，向电感发射器线圈输出强大脉冲电流。发射器由两块保持一定间隔距离的金属板组成，金属板中弹后被“激活”，弹丸和射流偏转。

电热装甲是利用电热原理进行防护的装甲。电热装甲的组成与自动激活电磁装甲类似，其区别在于主装甲前的两块薄金属板之间的间隔较小，且有一层绝缘材料。当射流或动能弹弹芯穿经两块薄金属板时，电容器会放电，使绝缘材料迅速受热膨胀，向两边推压薄金属板，干扰射流或弹芯。电热装甲和所有电装甲一样，需要高能量密度的高压电容器组做动力源。随着车用大功率发电机、整流器、变流器、大功率脉冲电流发生器和电能存储器技术的进步，一旦电容器组的能量密度达到20 MJ/m3，电装甲就有可能装车使用。

灵巧装甲的基本原理是把弹丸着靶产生的机械能快速转变为微动力装置的机械能。研究表明，通过在装甲内部嵌入微型动力装置控制拉应力，或者使灵巧装甲系统偏转一定角度，都可以改变弹丸的运动方向，从而保护基体装甲不被破坏。它的关键装置是传感器和微型动力装置。传感器要极其灵敏，可在数微秒钟内做出响应，并能精确测定弹丸着速和着靶时的撞击方向。微动力装置应具有高度灵敏性，尺寸小，可使用压电陶瓷材料、陶瓷电致伸缩材料、形状记忆合金等制造。