装甲防护技术的未来-超级军网

在现代战争的条件下，由于高新技术的发展，反装甲武器及其它形式的攻击趋于高效和复杂化，无论从种类、射距和空间范围都对坦克形成了全方位、立体的攻击，只有对现代反坦克武器具有足够的防护，坦克在现代战场上才有生命力,从而使得装甲防护在现代武器系统中的作用显得愈加重要。坦克装甲经历了均质装甲、间隙装甲、屏蔽装甲、复合装甲、反应装甲、贫铀装甲、模块装甲以及用各种附加装甲和辅助设施加强主体装甲的发展历程。2020年坦克的防护力，有人认为至少要在目前俄T - 80Y坦克防护力的基础上提高50%,甚至100%。又有人认为,未来的动能穿甲弹威力应在美国现装备M829A2的基础上(现侵彻深度为700mm厚均质装甲钢)提高一倍,同时具有防穿深1500mm左右的大威力破甲弹和近口径、多级串联破甲弹的能力,有效防御几乎垂直坦克装甲攻击的爆炸成型弹丸也是非常重要的。无论哪种说法,都意味着未来坦克的装甲防护技术将需要有大幅度突,必将要求现代装甲防护性能应当有进一步提高。    在现代战争的条件下，由于高新技术的发展，反装甲武器及其它形式的攻击趋于高效和复杂化，无论从种类、射距和空间范围都对坦克形成了全方位、立体的攻击，只有对现代反坦克武器具有足够的防护，坦克在现代战场上才有生命力,从而使得装甲防护在现代武器系统中的作用显得愈加重要。坦克装甲经历了均质装甲、间隙装甲、屏蔽装甲、复合装甲、反应装甲、贫铀装甲、模块装甲以及用各种附加装甲和辅助设施加强主体装甲的发展历程。2020年坦克的防护力，有人认为至少要在目前俄T - 80Y坦克防护力的基础上提高50%,甚至100%。又有人认为,未来的动能穿甲弹威力应在美国现装备M829A2的基础上(现侵彻深度为700mm厚均质装甲钢)提高一倍,同时具有防穿深1500mm左右的大威力破甲弹和近口径、多级串联破甲弹的能力,有效防御几乎垂直坦克装甲攻击的爆炸成型弹丸也是非常重要的。无论哪种说法,都意味着未来坦克的装甲防护技术将需要有大幅度突,必将要求现代装甲防护性能应当有进一步提高。

智能装甲智能材料和智能结构系统是国外着力发展的高新技术. 这种智能材料和智能结构系统应具备感知功能和驱动功能, 可准确而迅速地测出来袭弹药的方位,并采取有效的对抗措施,当装甲遭受侵彻时,采用智能材料制成的响应能力为微妙级的微型传感和驱动器,指令能量对抗型的陶瓷装甲、反应装甲干扰抵消来袭弹丸的能量,起到有效的防护作用。例如,一种多层的智能反应装甲, 它是用来对付串联战斗部对装甲的二级侵彻的。装甲顶层有传感器, 内层有控制装置及定向波发生器。当传感器知来袭弹丸信息时,通过控制装置选择相应位置的定向波发生器对准来袭弹丸方向动作,使炸药、固体板和泡沫金属相互作用,产生如非线性弹簧哪样的激波,削弱或改变弹丸的动能, 降低其侵彻能力。

电磁装甲电磁装甲是一种新概念、新原理装甲, 俄罗斯流体动力学拉夫连季耶夫研究院于70年代后期开始研究, 美国加利福尼亚州马克思韦尔试验室80年代开始电磁装甲的研究工作. 电磁装甲的概念来自于电和磁能量转换。就是利用电磁感应和定时装置等手段, 及时探测出来袭弹丸的速度、方向和距离并输入微机处理系统, 当弹丸飞至坦克装甲前方一定距离时, 装甲会主动释放电能并立即转变成磁能,形成一道磁屏障将弹丸摧毁. 电磁装甲有2 块相当宽的间隙板, 一块与高压电容器组相连, 而另一块接地. 当空心装药射流进入这两板之间时, 射流使两板接通, 触发电能的释放, 产生强大的电流涌动并通过射流, 当放电电流及脉冲持续时间超过某值时, 造成射流的磁力学特性失稳, 导致射流破碎发散, 从而大大降低射流的侵彻能力. 在对付尾翼稳定脱壳穿甲弹时, 非常强的电流穿经长杆弹芯时, 由电流形成的磁场和弹芯表面的电流相互作用, 形成洛伦磁力, 会引起弹芯的章动和膨胀紊乱, 加剧弹芯失稳,导致弹芯破裂.法国圣·路易研究院于1991 年研制成一种新型电磁反应装甲, 可用于防破甲弹、穿甲弹及其它弹种. 这种新型电磁反应装甲, 其主要构件包括可导电的面板, 背板和电容器. 面板和背板在相对于炮弹飞行方向上放置, 在两板之间有一定的间隔, 电容器与两块导电板联在一起. 当动能弹的穿甲弹芯或破甲弹的金属射流侵入面板和背板时, 则会被电磁装甲产生的电磁力折断或粉碎, 使弹芯或射流的大部分能量被吸收.德法两国联合开发了一种新型电磁装甲, 可用于防穿甲弹和破甲弹, 以提高坦克在战场上的生存能力. 新型电磁装甲的面板和背板被弹丸或射流射穿时, 这两块导电板便处于短路状态, 与两块导电板并联的电容器内储存的电荷释放出来, 产生的电流通过弹丸, 以补充两板短路所消耗的电荷, 电流在流动时产生一个磁场. 其方向与电流的流动方向垂直, 具有特定方向的电流磁矩, 与产生的电流磁场相互作用, 产生一个洛伦磁力, 该力使弹丸在与原飞行方向垂直的方向上运动, 容易使弹丸破裂或偏转, 失去侵彻能力.目前, 电磁装甲原理与实验室的试验研究表明, 对付穿甲弹和破甲弹是十分有效的, 但是对于工程应用而言, 能量积蓄和能量转换是十分困难的.

灵巧装甲融合当代的高新技术, 更新了装甲防护的概念, 是一项革命性的装甲防护新技术. 1992 年,美国陆军推出了新概念灵巧装甲研究方案。该装甲的装甲材料、传感器、控制器、微型动力装置、活动关节和自动修复系统组成的装甲系统、可对付穿甲弹、破甲弹和灵巧弹药等多种弹药, 当灵巧装甲受到弹药威胁时, 通过传感器—控制器—微型动力干扰装置共同协作, 能动地改变弹丸或射流的动能方向. 具体过程为: 传感器在数微妙内把弹丸或射流的着速及撞击方向等数据传递给控制器, 控制器将控制装甲组件作多种动作. 例如, 控制器将控制活动关节动作, 改变弹靶之间的相对角度, 从而降低射弹的侵彻力:控制器还将控制自动修复系统修复遭受破坏的装甲部分. 灵巧装甲通过活动关节与坦克相连接. 活动关节由电流流变体制成, 在适当的时候, 电流流变体接受施加的电压, 使流体粘度发生变化, 导致活动关节旋转, 从而改变弹与靶之间的相对角度, 活动关节动作可对付灵巧弹药.

滑块装甲滑块装甲最早在德国报导过, 以后, 俄罗斯PT - 5 坦克上也报导过安装了称为弹簧锁式装甲的主动滑块装甲. 所谓滑块装甲, 就是在装甲夹层上设置有高速滑动的装甲块, 以它来横向撞击入射侵彻的穿甲弹杆, 使之被切断或变形, 滑动块可以是一块, 也可以是两块, 有的双向滑动块用先进的陶瓷活动板或高强度装甲板, 在导轨上迅速滑动, 然后滑回原位, 作用时间只有百分之几秒. 滑块装甲的关键技术是迅速取得装置的启动信号和高速的推动力. 这种滑块获得高速运动的能源是机械能、电能、爆炸能,高速运动的滑块阻挡、击断或摧毁侵彻体, 从而产生抗弹效果.

主动反应装甲为了使反应装甲更有效地抗穿甲弹和破甲弹, 近年, 国外积极研究传感器与反应装甲相结合的主动反应装甲系统. 美国陆军正投资把反应装甲同短距离传感器网及一台计算机集成在一起的主动反应装甲系统. 该系统将计划用于M 1 主战坦克上, 防御120 mm 动能弹. 该系统重量较轻, 也可设计安装到布雷德利步兵战车上, 防50 mm 口径动能弹.英国皇家军械厂已着手研究Romo r2D 型未来的主动或动态装甲系统, 该系统将使用隐身材料, 并能预先探测所受的威胁.德国莱茵金属有限公司克服了一些研究中的主动装甲防护系统价格昂贵、系统太复杂和易受干扰等特点, 于1996 年发明了一种新颖、简便的主动反应装甲系统. 该系统使被防护的坦克采用中等厚度的主装甲就能有效防动能弹, 其从外向里的结构是: 防轻武器弹药的被动装甲板+ 上、下表面覆盖传感器薄膜的被动装甲板+ 防空心装药射流的抗弯曲板+ 设置在坦克装甲表面上的多个楔形爆炸反应组件, 它们被隔板隔开. 两片传感薄膜分别用导线与车内的电子监视系统(例如车载计算机) 或火控系统相连接. 当射弹触及被动装甲上、下表面上的传感薄膜时, 立刻有信号确定射弹的飞行方向和位置, 并把引爆信号输送到相应的爆炸反应块上, 使其提前爆炸, 以最佳方式拦截和破坏射弹, 在传送引爆信号的同时, 电子监视系统根据传感器发出的信号数据计算射弹的速度和发射位置, 并把这些数据传送到火控系统中,使其控制车载武器向炮弹发射点射击.该主动反应装甲系统特别适合于对静态和动态目标(如车辆、掩体、掩蔽部和舰船等) 进行防护,直接安装到需防护目标的表面, 并配有电磁探测装置或测距雷达.这些主动防护系统对反坦克弹药的作用机理不同于以往的反应装甲,它对中于低速的反坦克弹药是比较理想的并可以实现, 但对于高速动能穿甲弹主动防护系统的响应时间则相对较长.