教学材料《车辆》-第7章

在未来地面战场上，军用车辆将面临多种类、高效能、远/近射程的制导/非制导和自寻的等反装甲车辆武器的严重威胁。而且由侦察卫星、侦察机、各类机载毫米波截获雷达、成像雷达和火控雷达、激光雷达，各式各样的红外热像仪与测距仪等先进的侦察装备组成的多层次、立体化侦察网体系，对陆军装备的生存能力也构成了严重威胁。目前寻的传感器也已发展到可以利用电磁波所有有利用价值的频谱，如可见光(0.4～0.7m)、近红外(0.7～1.5m)、热红外(3～5m,8～l4m),激光(1.06m、10.6Ixm)、毫米波(30～100GHz)等波段。其中，热红外、毫米波和激光构成了地面武器最受威胁的波段。国外已大量列装的双模双色红外/毫米波体制的各种反坦克导弹、末制导炮弹、末敏弹、末制导子母弹和制导炸弹对战场装甲目标也形成了全方位、多角度的精确打击能力。因此要对地面武器的防护提出更新的要求，如何提高地面战斗车辆的战场生存能力已是世界各国关注的焦点。在当前国际形势下，加强坦克装甲车辆智能型综合防御系统的研究，7.1概述下一页返回对于增强我军武器装备的现代化水平提高在未来高技术条件下的现代化战争的防卫能力具有十分重要的意义，是坦克装甲车辆提高在未来战场的生存能力的主要手段。7.1.1军用车辆面临的威胁及威胁特征1.军用车辆面临的威肋、种类现代战场上，威胁装甲车辆的侦察手段和武器系统名目繁多，目前装甲车辆在战场上面临的主要反装甲车辆武器有以下几种:反装甲车辆身管武器；装甲车辆炮发射的破甲弹和动能弹；反装甲车辆导弹；攻顶式弹药，如“灵巧”子弹药和末段制导炮弹和轻型反装甲车辆武器，非制导的反装甲车辆火箭弹和枪榴弹。2.威肋的特征(1)反装甲车辆导弹威胁的特征针对装甲车辆和其他地面目标，有种类繁多的反装甲车辆导弹。这些反装甲车辆导弹有的固定安装在阵地上，有机动型的，如车载式；7.1概述上一页下一页返回第二代反装甲车辆导弹主要采用筒式发射，目视瞄准，光学跟踪，导线传输指令，红外半自动制导；第三代反装甲车辆导弹主要采用激光、红外成像、毫米波和光纤等多种自动制导方式，基本实现了“打了就不用管”的要求，命中率在95%以上，具有抗干扰能力强，生存能力高，战术运用灵活，能在夜间作战的特点；典型的红外反装甲车辆导弹射程为25～5000m，飞行速度为150～530m/s，飞行时间为10～17s，破甲厚度为500～800mm。毫米波制导的反装甲车辆导弹，工作频率为94GHz，射程为8～10km；攻击的方向一般是装甲车辆的正面、侧面，俯角在0～15°范围内。此外由于装甲车辆缺少有效手段对付直升飞机发射的反装甲车辆导弹，因此从直升飞机上发射的射程达6～8km的远程反装甲车辆导弹已将装甲车辆置于明显的不利地位。(2)新型毫米波制导炮弹、末制导子母弹、末敏弹的威胁特征雷达制导武器一般工作于毫米波波段，现多为35GHz8mm波段和92GHz3mm波段；作用距离一般在几千米到几百米范围:对装甲车辆的威胁角一般来说方向角在正面、正侧面、俯仰角在。7.1概述上一页下一页返回0～15°；对末敏弹威胁角的方向角。0～360°、仰角在60°左右。少数的末制导迫击炮弹的仰角为45°左右。7.1.2防护能力分析通过对未来战场威胁分析可以看出，传统的防护手段已不能满足未来战场的需要。首先，随着反装甲车辆武器威力的日益强大，试图通过加厚装甲来提高主战装甲车辆的防护水平，已受到了根本的限制，即使是采用新型装甲材料，先进的组合式和间隔式装甲组件以及附加装甲等，在今后很长一段时间内都不会使装甲车辆的总体防护水平有太大的飞跃。第二，即使是现代复合装甲，也只能抵御正面防护弧度水平方向为60°，高低向为－5°～＋5°范围内射来的大多数现代反装甲车辆动能弹和化学弹的攻击。动能弹千米穿甲深为800mm左右，破甲弹千米穿甲深为1200mm左右。第三，受质量的制约，装甲车辆的侧装甲和顶部防御能力薄弱，攻顶的反装甲车辆导弹和自寻的末敏弹的攻顶能力已达100mm，将成为未来装甲车辆的严重威胁。7.1概述上一页下一页返回7.1.3防护新概念根据现代战场的特点，装甲车辆的设计需引入全方位的防护和生存概念，这一概念是以下面三个重要原则为基础的:首先应当避免装甲车辆被敌方发现；一旦被发现应当避免装甲车辆被敌人武器瞄准；一旦被瞄准应当避免装甲被击穿。主动防护系统的作用是减小装甲车辆被敌人瞄准具的头瞄准和被命中的概率。装甲车辆主动防护系统是指通过探测装置获得来袭弹药的运动特征，然后通过计算机控制对抗装置使来袭弹药无法直接命中被防护目标的一组或一套装置。主要由探测装置、计算机处理/控制器和对抗装置三部分组成。探测装置用来获取威胁的特征信息；计算机处理/控制器对探测装置获取的威胁特征信息进行分析，产生控制信号；对抗装置用于解除威胁。7.1概述上一页下一页返回主动防护系统分为干扰型、拦截型和综合型三种。干扰型主动防护系统采用光学传感器探测威胁方位，通过烟雾或激光等光学手段干扰来袭弹药，达到自卫目的。拦截型主动防护系统一般使用雷达获取来袭弹药的运动特征，然后发射弹药进行拦截，使其侵彻能力丧失或显著下降。综合型主动防护系统一般采用雷达和光学传感器进行复合探测，当威胁来临时，车载计算机根据威胁的类型，控制对抗装置对其进行干扰或拦截，或同时采取这两种措施进行复合防护。显然，综合型主动防护系统具有干扰型和拦截型两种防护系统的优点，避免了单独使用一种防护系统的局限性，防护效能最好。7.1概述上一页返回下一页7.2.1基本装甲防护本节以T-84主战装甲车辆为例来说明一般装甲车辆的防护系统，T-84主战装甲车辆是乌克兰哈尔科夫莫洛左夫装甲车辆设计局于20世纪90代中期，在苏联T-80UD主战装甲车辆的基础上自行设计的，并在随后进行了一系列的改进。采用多层间隙式复合装甲(炮塔顶部除外)，装甲层(按钢装甲层数目计算)从3层至7层不等，其中前部最厚。主战装甲车辆的炮塔结构见图7-1。多层间隙式复合装甲的结构为:钢装甲＋复合材料层(或特种油脂)＋钢装甲＋复合材料层(或特种油脂)＋……＋钢装甲＋防护内衬。最厚的炮塔前部约为600mm，炮塔后部也为复合结构，只是厚度较薄，该炮塔为焊接式结构。T系列装甲车辆以后车型的炮塔大多为铸造炮塔。为加强装甲防护水平，在制造炮塔时预先在炮塔的前部两侧各开有一个凹槽，而后向凹槽内填充硬度较高的特种材料或浇铸铝合金，二者相结合组成复合结构。7.2常规防护系统下一页返回上一页如T-64系列装甲车辆，炮塔正面的复合结构为50mm钢＋300mm铝合金＋200mm钢，这种结构的复合装甲对穿甲弹的防护效果是比较好的。但随着穿甲弹技术的发展，这种结构目前已经落后了，对现代120mm口径高速贫轴脱壳穿甲弹的防护性能并不是很理想。而改进后的T-84复合结构炮塔前部则可完全抵御120mm口径脱壳穿甲弹及其他大口径反装甲车辆导弹的直接打击，炮塔两侧及后部可防单兵反装甲车辆火箭筒(破甲厚度在200mm以内)的攻击。据其有关试验人员介绍，经过大量的实际打击试验证明，目前现役的120mm及125mm口径火炮所发射的弹种已无法击穿该炮塔的前部复合装甲。它抵御脱壳穿甲弹的基本原理是:在脱壳穿甲弹弹芯穿过该复合装甲结构时，由于要连续经过若干层的钢装甲(硬度高)及复合材料层(硬度低)，在经过硬度高的钢装甲时，会受到较大的压挤作用，而在经过低硬度的复合材料层时，压缩力又会迅速降低，正是在这种压挤-释放-压挤-释放的过程中，使穿甲弹弹芯材料发生分解，从而无法穿透该复合装甲。7.2常规防护系统上一页下一页返回炮塔顶装甲厚度为20～50mm，这一厚度与其他T-80系列装甲车辆基本一样，为均质钢装甲板。7.2.2反应装甲防护T-84主战装甲车辆的车体首上装甲上安装有第二代内置式反应装甲。之所以称之为内置式反应装甲，主要是与以前型号的反应式装甲有所区别。以前T-80装甲车辆车体首上装甲和炮塔上安装披挂式反应装甲时，将反应装甲盒直接用螺栓固定在装甲表面上，其数目及尺寸一目了然。这种反应式装甲对破甲弹的防护效果是比较好的，但也存在一些缺点:第一反应装甲无法使用敏感性较强的爆炸性材料，使得其对穿甲弹基本没有任何防护效果；第二，由于反应装甲盒比较薄，使得作用效果受到限制；第三，在被反装甲弹药命中后，未与反装甲弹药发生接触的其他反应装甲盒也会因冲击而脱落或发生变形，使持续防护性下降。内置式反应装甲实际上就是在生产装甲车辆时，提前在首上装甲表面预置装甲框架(深度在20mm以上)，反应式装甲盒就放置在装甲框架中(每组一般为2～6个)，7.2常规防护系统上一页下一页返回同时在装甲框架的外面再安装较厚的钢装甲板(又称为抛板或飞行背板，每组上面一块，厚度同样在20mm以上)，T-84后期改进型则在首上装甲外侧焊接由一整块装甲板构成的抛板。这样一来，最外侧的钢装甲板就可以看做是车体首上装甲的一部分，所以称之为内置式反应装甲。内置式反应装甲由于抛板较厚，因此，使用了敏感性较强的炸药，使其不但提高了对破甲弹的防护效果，同时也具备了对穿甲弹的防护能力。内置式反应装甲对穿甲弹的防护原理是:穿甲弹弹芯在击穿抛板过程中，由于抛板是较厚的装甲钢板，因此，发生高温熔化及燃烧现象，从而引爆反应装药，抛板或其碎片被抛向穿甲弹来袭方向，在抛板、抛板碎片及反应装药的碰撞及爆炸冲击作用下，穿甲弹弹芯的运动方向发生改变，从而使其穿甲效果降低。装甲框架的作用则是防止未与反装甲车辆弹药发生接触的反应装甲模块被诱爆或由于冲击而发生变形、脱落。据有关资料介绍，安装内置式反应装甲后，主战装甲车辆对破甲弹的防护能力提高一倍，对穿甲弹的防护能力可提高20%～50%。

7.2常规防护系统上一页下一页返回每个反应式装甲盒内通常放置两块装药，并在中间放置垫料，使两块装药呈“V”形排列，开口向上。这样做的目的是:当装药爆炸时，除向外产生爆破作用外，两块装药之间也发生作用，产生类似破甲弹作用原理的延角分线的聚合作用力，提高作用效果。在T-84装甲车辆的两侧裙板上，也安装有内置式反应装甲(每侧三组，能够屏蔽两侧车体的前半部分)，这种结构的优点是在不增加车宽的情况下就能够起到较好的防护效果。炮塔在炮塔正面及两侧安装有对称布置的多组内置式反应装甲模块，每组反应装甲模块由2个反应装甲盒呈“V”形布置。采用这一形状，是为了加大反应装甲与主装甲的距离，减小聚能金属射流对主装甲的损伤。为了提高T-84主战装甲车辆对串列装药破甲弹、反装甲车辆火箭弹、反装甲车辆导弹的防护，莫洛左夫装甲车辆设计局还于近期推出了炮塔正面及两侧“V”形反应式装甲的改进型。7.2常规防护系统上一页下一页返回其结构也是“V”形结构，只是加大了前两个反应装甲盒与主装甲的距离，尔后在炮塔主装甲上再安装一个反应装甲盒，并在前两个反应装甲盒与后一个反应装甲盒之间安装缓冲材料及后侧反应装甲盒的装甲抛板，使之成为一种串列式反应甲。由于T-84炮塔顶部的装甲防护比较薄弱，因此，在T-84的炮塔顶上，除了为了安装观瞄仪器及其他设备而留出的空间外，其余部位均被反应式装甲所占据。同炮塔前部的反应式装甲一样，在每个反应式装甲盒上面，也安装有10mm左右厚的抛板，以减小反应装甲被诱爆的可能及提高其作用效果。反应式装甲盒内部采用双层结构，以便在保证反应效果的同时减小对主装甲的冲击，反应装甲盒与炮塔顶装甲之间还安装有缓冲材(一般为橡胶垫)。7.2.3光电对抗系统T-84主战装甲车辆上安装有“警卫”激光全向告警及干扰系统。7.2常规防护系统上一页下一页返回当敌装甲车辆或其他战斗车辆对其进行激光测距及半主动式激光制导导弹的导引设备对其进行激光照射时，该系统能够自动向乘员发出报警信号，同时火炮自动对向激光源方向，并使车载烟幕发射系统工作，向激光源方向发射烟幕弹，使敌方无法进行正常的射击动作。同时该系统能够有效地对二代激光制导反装甲车辆导弹实施干扰，使其无法命中目标。7.2.4其他防护措施其他防护措施主要包括:灭火抑爆系统、三防系统、三色迷彩、热烟幕装置、车体首下装甲上安装的制式推土铲(该推土铲为钢制结构，厚度为15mm，起到了类似辅加装甲的作用)；车体首下装甲上的橡胶板(能够在一定程度上提高对破甲弹的防护效果)；动力室上的隔热材料(该隔热板可造成100°左右的温差，降低装甲车辆动力室的热辐射)；斜向下的排气口(这也是降低装甲车辆热辐射特征的措施之一)；驾驶员后侧的防地雷支撑杆(可以提高车底对地雷的防护效果)；防原子辐射衬层等。

7.2常规防护系统上一页返回下一页从防护的新概念出发，我们将军用车辆的主动防御系统分为三个部分，第一部分是探测来袭威胁的报警系统；第二部分是决策及信号处理系统；第三部分是对抗系统，如图7-2所示。根据现代战场的发展，首先，探测装置必须既能探测主动寻的导弹(这类导弹会发出光或电磁探测信号)，又能探测被动寻的导弹(这类导弹不发出任何探测信号)；其次，探测装置必须具备识别真假目标的能力，必须能够判断来袭威胁(导弹或其他类型的炮弹)是否飞向自己所保护的平台；再者，由于主动防护系统所携带的弹药数量有限，因此主动防护系统还应当能够辨别哪些威胁是平台本身的装甲能够对付的，主动防护系统应当有选择地仅对那些装甲板对付不了的来袭威胁作出反应。主动防护系统是装甲车辆用于拦截、摧毁或迷惑敌方来袭弹药的自卫系统，可分为主动(或硬杀伤)型和对抗(或软杀伤)型两种。主动(或硬杀伤)系统是一种近距离反导防御系统，在车辆周围的安全距离上构成一道主动火力圈，在敌方导弹或炮弹击中车辆前对其进行拦截和摧毁。7.3主动防护系统下一页返回上一页对抗(或软杀伤)系统则是利用烟幕弹、干扰机、诱饵及降低特征信号等多种手段迷惑和欺骗来袭的敌方导弹。主动防护技术的运用是军用车辆防护的保障，是未来军用车辆防护的发展方向。主动防护系统以有限的增重，通过引入全新的防护理念，组合(融合)成多种防护技术，增加了防护的深度，拓展了防护空间，形成了防护的层次，甚至给防护融入了“攻击”的成分。7.3.1主动防护系统体系1.主动防护系统体系结构主动防护系统体系结构是将光、机、电、弹药等高新技术进行有机地结合，通过系统融合、优化匹配和效能评估，形成各单项主动防护系统，在此基础上进行一体化控制，完成各种装甲车辆车载主动防护系统的信号采集、处理、显示、车内和车际的信息传输和交换，并与相应的指挥控制网络达到互联。从而根据战场的态势，合理地分布、利用各种主动防护系统，最终形成战场防御体系。7.3主动防护系统上一页下一页返回主动防护系统体系结构要在防护的深度、防护的空间和防护的层次方面展不出强大的主动防护系统效能。增大防护的深度将会增大敌方的探测难度，减少攻击装甲车辆的武器种类，这就需要具备主动出击，攻击敌作战平台的能力；拓展防护的空间则是全方位的，除了继续保持装甲车辆作战前方的防护能力，还要加强对战车后方及顶部攻击弹药的防护；增加防护的层次就是通过一系列的主动防护手段，达到避免被探测、瞄准、命中、击穿、击毁及保护乘员的目的。确定国内主动防护系统体系结构，首先要对未来战场进行分析，根据未来战场对主动防护技术的需求及国外主动防护技术的特点，结合国内现有的主动防护技术储备和战场的态势，予以合理地分布，再将单车与车际的网络系统串接，并与不同级别指挥控制网络互联。按照主动防护的深度、空间，层次构成陆地(甚至是天地一体化，用地面部队指挥空中和海上攻击)战场主动防御体系。7.3主动防护系统上一页下一页返回发现、识别目标，是打击目标的前提，也是发挥主动防护系统效能的必要条件。主动防护系统往往是建立在智能化的基础上，对目标电磁特征的识别非常重要，所以需要建立威胁源数据库。数据库包括:国外反装甲车辆攻击弹药在多种波段、多种背景下的目标特征以及国外反装甲车辆攻击弹药的探测和制导波段范围。数据库的建立使综合防御系统能根据探测器得到的信息，判断出敌弹药的种类，以便主动防护控制系统能做出正确的决策，有针对性地、合理地采用防御措施。数据库的建立对来袭假目标的判定也有了依据。2.主动防护系统决策处理模型主动防护系统决策处理模型的建立，使多种主动防护系统的组合有一个总的决策处理系统，根据不同的敌探测装置、不同的敌目标、不同的打击需求，选取最合理的防护技术。同时，综合考虑战场态势，决定哪些车辆用哪种技术，并通过检测、分类，确定针对攻击目标的主动防护次序、启动相应的反击措施，使智能化的主动防护体系出现在未来战场上。7.3主动防护系统上一页下一页返回在单项主动防护系统研制阶段，其决策处理部分应是独立的，但要留有控制接口，为整个主动防护系统决策处理做好准备。7.3.2防卫系统技术1.导弹拦截系统技术导弹拦截系统技术是一种在超近距离上拦截敌反装甲车辆导弹的主动防护系统。当导弹拦截系统的探测装置发现目标(敌反装甲车辆导弹)后，适时发射导弹拦截系统的反击弹，并使反击弹与目标在设计的距离范围内爆炸，将目标击毁(或大大降低其穿透装甲的能力)。导弹拦截系统的总体技术要求以未来战场的需求作为牵引，策划出导弹拦截系统的雏形，提出完整的战技指标。再根据国内相关器件的发展水平，提出系统各装置的战技指标及组合要求，并能满足装车要求。此项总体技术的研究，能使系统趋于合理，达到部件的最佳配置，通过与部件研制单位的沟通，充分挖掘部件的潜力，使部件技术得到更好的发挥。7.3主动防护系统上一页下一页返回2.低空防卫系统技术非对称、空袭与反空袭作战是高技术局部战争的主要样式，武装直升机大量装备部队之后，空中火力攻击对装甲车辆目标构成致命威胁。因此，加强装甲车辆的反武装直升机能力成为了今后装甲车辆生存的一个关键因素。根据低空防卫系统技术的特点，也属于主动防护系统。低空防卫系统的主要功能是打击武装直升机。通过对武装直升机的搜索和跟踪，对其方位、距离给予判定，使用车载自寻的导弹打击武装直升机。低空防卫系统的总体技术研究要求对搜索、识别、跟踪、制导和打击的整个系统过程进行合理的策划，提出可行的战技指标。低空防卫系统首先要对系统的功能定位，再根据我国现有的技术水平和研制能力，确定必需的研制装置和必要的部件组合。使之具备低空防卫系统进入研制阶段所需的总体工作。7.3主动防护系统上一页下一页返回7.3.3主动防护系统作战效能评估技术装甲车辆武器系统研制要满足一定的作战效能。主动防护系统作战效能评价方法首先应是从点到面，从分散到集中，从静态到动态，从单车到多车。其评估技术要对多种战场环境、多种主动防护技术、多种打击弹药、多种主动防护的组合给予客观的作战效能评价。还要针对每个主动防护系统，将这些系统置于未来战场环境下，根据各主动防护系统在不同的车型、不同的作战任务、不同的战术使用条件下所发挥的作用，客观地评估其作战效能。7.3.4主动防护系统发展方向未来战斗系统所期望的全谱主动防护系统将由一整套打击防护组件和电子战干扰设备来实现。近程主动防护系统将会严格限制设备的数量，保证把重点放在对付近身的攻击上。根据该系统的基本工作原理，一个完整的近程主动防护系统由以下部分组成:攻击报警器、追踪传感器(比如追踪雷达)、数据处理器、拦截系统和拦截弹以及干扰弹。7.3主动防护系统上一页下一页返回未来战争对机动性和便于运输性的总体要求让我们清楚地看到只靠装甲已经不能完全满足战车的需要了。同时，现代的战车在巷战和非常规作战时防护能力又明显示足，所以美国陆军装甲车辆与自动车辆研究发展与工程中心正在为有人地面车辆研发整体防护设备。这套设备将为未来战斗系统的机动单位提供全方位的抗毁防御网络。在2004年，美国陆军装甲车辆与自动车辆研究发展与工程中心认为主动防护技术可以通过最少的改进来让战车获得防御单兵火箭之类的近程攻击的能力。当时，中东地区的武装人员就拥有火箭弹，对美军构成了很大威胁。所以在2004年底，基于未来战斗系统和斯特瑞克的作战要求，美国陆军装甲车辆与自动车辆研究发展与工程中心和项目执行办公室的地面战斗系统(GCS)发起了一项合作研究项目，为斯特瑞克装甲车提供近程主动防护系统的方案—包括了未来战斗系统的主动防护系统和打击防护组件。7.3主动防护系统上一页下一页返回虽然未来战斗系统和斯特瑞克的项目管理处都认为主动防护是符合他们要求的最佳技术，但是没有哪套主动防护系统是对所有战斗平台都适用的。所以，美国陆军装甲车辆与自动车辆研究发展与工程中心把未来战斗系统的要求排在了斯特瑞克之前。即使这么做不能为斯特瑞克提供最佳的主动防护，美国陆军装甲车辆与自动车辆研究发展与工程中心表示一定会在费用、性能和技术特性的牺牲都最小的情况下为斯特瑞克提供防护方案。斯特瑞克不是当前武器平台中唯一适合应用主动防护系统的，那些有生存性需求的单位都可能用到。其他有一些研究项目已经对未来战斗系统和斯特瑞克追求的主动防护技术表示出了兴趣。但是，军方对未来主动防护系统需求的基础文件还是在由未来战斗系统的作战要求文件在2005年提供的，同时，斯特瑞克的作战要求文件的生存性需求部分的内容也为安装当前武装力量的近程附属防护提供了基础文件支持。7.3主动防护系统上一页下一页返回未来战斗系统研究时采用了一种循序渐进的思路，包括技术插入策略。主动防护系统的研发策略也和这种方式保持一致。主动防护系统为现在的战车做的第一阶段改进就是加上近程硬防护系统，它能整合到现在用的地面战斗车辆(GCS)上来防御当前的近程和步兵攻击。第二阶段就是实现全谱主动防护，这将会是未来战斗系统的有人地面车辆的一个整合的设备，按设计来看它能抵挡多种近程、远程攻击。所以，近程主动防护系统只是全谱主动防护系统的一部分，它在斯特瑞克上安装一些暂时的必要部件，使其能独立操作。当主动防护系统成熟了的时候，这些部件就会被整合到全谱防护系统中，主动防护系统将会更强大和灵话。7.3主动防护系统上一页返回下一页7.4.1SLID主动防护系统SLID长期发展计划是由美国国防高级研究计划局投资的，开始于1993年，美国雷锡恩电子系统公司和美国罗克韦尔公司分别设计了SLID系统，最终罗克韦尔国际公司获得了这项研制合同。1.SLID系统概述SLID主动防护系统由四个主要部分组成，它们集成在一起自动有效地完成SLID任务。这些组成部分是威胁告警系统(TWS)、火控系统(FCS),高速回转发射器和命中即毁歼拦截器。这些系统由外部电源供电。当发射器被激发并对瞄准指令做出响应时，电源配给28V直流输入，并控制电容组满足脉冲功率要求。除了拦截器制导与控制外，全系统信号处理由基于c-80的FCS中央处理器完成。2.SLID火控系统说明威胁告警系统(TWS)完成威胁探测功能。它或者由4个探测视线威胁，如HEAT弹或反装甲车辆导弹的宽视场中波红外(WFOVMWIR)传感器组成，7.4主动防护系统发展现状下一页返回上一页或者由4个探测攻顶威胁，如障碍物后发射的追击炮弹和野战炮弹的宽视场长波红外(WFOVLWIR)传感器组成。在作战中，TWS探测到射击活动后，使跟踪器追踪到威胁坐标，这些威胁坐标被输入到系统处理器威胁表中，当跟踪光学设备对准潜在威胁时，TWS继续监视环境。如果探测到另一射击活动(如发射炮焰/闪光)，该威胁的坐标也将输入到威胁表。以美国装甲车辆为例主动防护的利器在几毫秒后查询，火探功能随后传给跟踪/指示子系统。跟踪指示子系统采用一个3度视场MWIR摄像机进行精确跟踪。激光器和激光接收机提供测距、指示和自动跟踪功能。随着从TWS的交接，跟踪器/指示器套询威胁表中的每一备选威胁，以确定适当的优先次序。所有威胁都保留在威胁表上。先攻击威胁最大的目标，然后是次优先威胁(运动较慢)。威胁套询时激光器输出能量120MJ，锥形波束宽度1mrad，波束控制由光学整流罩中的两个稳定的方向指示镜完成，整流罩能连续360°旋转进行跟踪器概略校准。所有驱动马达都接近于瞬时响应。7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回一旦系统责成发射拦截器，激光器就从测距模式转换到指示/自动跟踪模式，激光脉冲重复频率提高到750Hz(SLID拦截器的极限精度要求)，输出能量降到38mJ(prf增加的结果)，宽带增加到4mrad确保自动跟踪时威胁一直在波束中。发射拦截器前，跟踪功能从IR跟踪系统转换到激光接收机(由于拦截器火箭发动使IR跟踪传感器光盲而要求)。一旦进入自动跟踪，就发射拦截器，通过发射的激光能量寻的到威胁，并在前面所述的防区外投射距离将其摧毁。3.SLID火控系统性能该系统一个重要组成部分就是一种完全一体化的火控系统，该火控系统装在一个小型外壳中，包含一整套传感器，用于对威胁导弹和射弹进行威胁告警、跟踪和指示。SLID系统最主要的性能是保护被防护车辆免受1km范围内发射的高爆装甲车辆(HEAT)弹的攻击。SLID的威胁告警系统(TWS)t=0时探测炮口闪光，并于50ms内从背景中提取闪光，用火控系统(FCS)处理器计算并将其认定为潜在威胁，同时将球面坐标传送给跟踪系统。7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回FCS跟踪炮塔及光学瞄准系统另用150ms旋转到指定的坐标，将红外跟踪传感器的截获门的窄视场对准来袭炮弹，处理图像锁定跟踪门并启动其瞄准线激光器，再用50msFCS激光器接收机和处理器在三维空间确定威胁的运动特征，确定拦截防区外100m处的最佳拦截点，并将这些坐标送到发射器。在拦截器上的热电池被激发的同时，发射器用250ms回转并调整到位。跟踪功能由窄视场红外跟踪仪转交给激光指示器/自动跟踪仪系统。激光脉冲重复频率(PRF)从100Hz变到750Hz,拦截器从发射管发射，从发射闪光到拦截共用了0.9s。7.4.2IAAPS主动防护系统美军的一体化陆军主动防护系统(IAAPS)由美国陆军装甲车辆与自动车辆研究发展与工程中心(TARDEC)负责，由联合防务公司作为主集成商，诺斯罗普·格鲁曼公司负责提供射弹系统，BAE系统负责提供电子干扰系统。该系统在减少装甲的同时，极大地提高了车辆的生存能力。它有两种类型的被动传感器、7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回电子战对抗设备和主动防护系统(包括发射器、雷达和一套展开的对抗设备)组成，用于保护有人驾驶车辆免受各种反装甲车辆武器的威胁，包括反装甲车辆导弹和反装甲车辆火箭。系统中的被动式传感器系统发现来袭的目标后将提示计算机，由其对目标进行分类，而后选择是用“软杀伤”(干扰)方式、“硬杀伤”(拦截弹)方式或是同时采用以上两种方式打击目标。IAAPS能抗击的目标类型比TARDEC正在开发的分层式包围全谱主动防护系统(FCLAS)要多，后者主要用于抗击火箭筒。TARDEC要求IAAPS可以为美陆军提供全谱主动防护的解决方案，使陆军可以对抗各种目标，而不仅是其中的一种。IAAPS将被安装到美国未来战斗系统(FCS)的装甲车上，该装置既有拦截射来的炮弹的“硬杀伤”防护能力，也能通过电子战对抗设备实现“软杀伤”防护。尽管IAAPS计划用于为FCS开发的20t级有人驾驶车辆提供防护，但它改装后可以安装在高机动性多用途车辆和飞机上。7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回根据为打击防护组件设计的选项，IAAPS能分为近程防护型、远程防护型以及混合防护型。甚至还有专门针对近身小型武器攻击的防护技术。IAAPS为地面战车整合了先进的抗毁设备和计算机程序保护，能为地面战车制造出一个半球形的保护区。军方通过对所有抗毁技术详细研究报告的挑选，来认定哪些组件是地面战车抗毁设备的最佳应用选择系统描述。IAAPS通常包含一个探测子系统、一个干扰系统和数据处理器。典型的探测系统由攻击报警器(或者叫警示传感器)和追踪传感器组成。攻击报警器能识别攻击，然后通过处理器把数据传给追踪传感器。追踪传感器则判断出袭来炮弹的大小、形状和弹道。处理器再根据这些判断数据来选择适当的对策来进行主动防护，决定用何种武器组成拦截系统和拦截火力，以拦截袭来的炮弹。7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回IAAPS还包括了一个外来攻击侦测系统，它使用干扰技术来拦截并击毁袭来的炮弹，通过在对炮弹接触到目标之前的拦截来为战车提供防护。从理论上说，主动防护系统大大提高了战车的生存性，它可以防止反装甲车辆导弹、反坦高爆弹、由装甲车辆发射的动能弹、小型炸弹、迫击炮以及顶部攻击导弹的攻击。但主动防护系统并不能完全取代装甲，有一些武器的攻击还是必须由装甲来防护，例如小型武器、地雷和爆破弹，还包括主动防护时击毁的炮弹的残片。7.4.3其他主动防护系统发展现状1.俄罗斯的研制情况俄罗斯对主动防护系统的研制已从概念阶段转为生产阶段，并已设计出了真正的主动/硬杀伤系统，目前主要的主动防护系统有“鸫”、“竞技场”和“‘窗帘”三种(1)“鸫”系统7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回它是第一种进入服役的硬杀伤系统。20世纪80年代初“鸫”系统出现在T-55A装甲车辆上，两年前改进型“鸫”2型系统又出现在T-80Y-Ml装甲车辆上。“鸫”系统设计用于对付飞行速度为50～500m/s的反装甲车辆导弹，它由位于装甲车辆炮塔两侧的两个装置组成，每个装置有一个毫米波雷达，其下方有一个107mm火箭发射器。原先的系统在每个装置上有4枚火箭，但在“鸫”2型上只有2枚火箭，火箭重19kg。雷达探测与跟踪来袭导弹，而控制系统决定发射哪一枚火箭。火箭的发射管布置成互相间稍微不同角度，使得它们可覆盖一个80°的角度范围。引信装置设定于距装甲车辆6m处工作。当火箭被击发引爆时，它们的弹头分离成一片预制弹片云状物，出现在来袭导弹的前方。最新的“鸫”2型系统质量为800kg，据称能使装甲车辆的战场损失率减少3.5倍。但是该系统仍存在许多缺点:雷达不足以确定来袭威胁的高度并且自身防御火箭几乎无法避免地会带来严重的附带损伤，尤其是对伴行的装甲车辆步兵。只能覆盖并防护炮塔前方80°的区域，而不能顾及炮塔两侧和后部。7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回(2)“竞技场”防护系统“竞技场”防护系统用于防御反装甲车辆榴弹、导弹和攻顶弹以及从空中武器平台上发射的反装甲车辆导弹。与“鸫”系统相似，它也采用毫米波雷达来探测和跟踪来袭导弹，但其雷达由一个6模块装置组成，该装置安放在装甲车辆顶部的一根立杆上，其探测覆盖范围比“鸫”系统的更广阔。“竞技场”系统的杀伤机理不同于“鸫”系统，它由22个或26个爆破破片弹盒组成，这些弹盒围绕装甲车辆炮塔布置在一个像衣领样的装甲架上，分布范围达220°。安装在主战装甲车辆炮塔上的雷达能探测到距装甲车辆50m处的来袭导弹，然后跟踪它，直到距坦克20m内时，系统控制装置确定要发射的破片弹盒，选定的弹盒以25°～40°被发射出去。在破片弹盒飞行过程中，控制装置再次计算出引爆弹盒的时刻并发出一系列信号，在距离装甲车辆3～5m处引爆破片弹盒，弹盒发射出的破片使导弹或者偏离轨迹，或者被损坏，从而减小了导弹的毁甲能力。7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回“竞技场”系统不会对虚假目标、小口径弹丸、飞离装甲车辆的目标、在50m防护区域外的目标以及诸如扬起的土块等低速飞行的目标、装甲车辆附近爆炸的炮弹或飞行轨迹不在装甲车辆防护区域内的目标作出反应。据称，整个“竞技场”系统重800kg，不仅安装在T-80Y装甲车辆上，最近还安装在步兵战车上，可有效地防御“陶”、“霍特”、“米兰”、“海尔法”以及单兵携带的AT-4和“劳”-80等反装甲车辆导弹，能提高车辆生存力达2倍。(3)“窗帘”-1光电对抗系统“窗帘”-1系统是一种用于干扰敌方半自动瞄准线指令反装甲车辆导弹、激光测距仪和目标指示器的光电干扰器。该系统实际上是一种软杀伤/对抗系统，目前已安装到俄罗斯T-80装甲车辆、T-90装甲车辆和乌克兰T-84坦克上。据称，该系统能使“陶”式、“龙”式、“海尔法”、“小牛”和“铜斑蛇”等导弹的命中率降至原来的1/4～1/5，使“霍特”和“米兰”导弹的命中率降至原来的1/3，使带激光测距仪系统发射的炮弹和装甲车辆炮弹的命中率降低至原来的1/3。7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回“窗帘”-1系统主要包括以下部件:4台激光报警接收机，一个以微处理机为基础的控制装置，两台红外干扰发射机和一些烟幕弹发射器。其中，4台激光报警接收机分别安装在炮塔顶部和前部，所形成的有效探测区域为方位360°,高低-5°～＋25°，在主炮两侧各＋5°的角度范围内，它们探测入射激光的方位精度达1.7°～1.9°。该系统共配置了12具烟幕弹发射器，在车辆正面90°范围内每隔7.5°配置一具，它们的仰角均为12°，能在探测到激光照射后3s内在离装甲车辆50～80m处形成持续20s的烟幕，烟幕屏障能有效覆盖0.4～14μm波段。系统的两台红外干扰发射机共形成的有效干扰区域为主炮两侧各90°、高低4°的区域，它们在探测到目标2s内开始起作用，发射波长为0.7～2.5μm的脉冲辐射。2.以色列的研制情况以色列以M113装甲车辆为基础，成功制造了防反装甲车辆导弹的主动防护(ARPAM)系统技术演示车，并已把该系统的一些装置安装在梅卡瓦III装甲车辆上。7.4主动防护系统发展现状上一页下一页返回ARPAM系统由探测与早期报警装置、数据处理装置和对抗装置组成。探测与报警装置包括2个LWS-2激光报警装置和一个“钢琴”全向被动光电报警系统。这些激光报警装置可在360°范围内探测激光测距仪、激光目标指示器和红外探测灯等光源，并且在探测到威胁时向乘员提供声响或光学报警。“钢琴”光电报警系统的高速扫描装置安装在炮塔顶