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从金刚罩到隐身服

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  现代战场上,被发现往往意味着被摧毁,当前主战坦克面临着空中和地面的多重威胁,坦克专家们在提高坦克的装甲防护水平及采用新型主动防护技术的同时,已经开始从另外一个角度提高坦克的生存能力,即发展隐身技术,把坦克被敌方发现的几率降到最低水平。隐身技术是现代高技术战争不可缺少的高新技术,有效利用这些技术,可以按照作战意图,掩蔽或显示力量;消耗敌方力量,特别是精确制导武器;有意识地造成敌方判断错误,从而赢得有利战机。
  
  遁形之术
  
  其实坦克的隐身技术就是综合利用了流体动力学、材料学、电子学、光学、声学等领域的先进技术,通过改变坦克的可探测信息特征,使敌方探测系统不易发现、跟踪和攻击。它可以分为被动隐身技术和主动隐身技术两种。被动隐身技术包括雷达隐身、红外隐身、磁隐身、声隐身和可见光隐身等许多技术领域;主动隐身技术主要是研制各种新型附带装备,包括各种信源干扰设备和加装各种预警传感器等。
  被动隐身技术 从目前发展的情况看,主要的技术措施如下:
  利用流体动力学,提高坦克总体设计水平,把外部尺寸降至最小。例如,车体侧面向内收,在专用裙板较低部分安装用于遮挡负重轮的附加挡板,炮塔前弧部分向外倾斜,同时为火炮研制安装发射孔遮板,火炮本身也可以加装特殊的覆盖物等。
  采用隐身吸波、透波涂料或复合材料。吸波材料主要有可吸收电磁波能量的螺旋结构、旋光性结构的聚合材料,具有极好吸波特性的纳米隐身材料,具有轻质宽频带特性的导电高聚物材料,靠涡流损耗和磁滞损耗来降低电磁波辐射的多品铁纤维吸收材料,具有感知功能、信号处理功能、自我指令功能并对信号做出最佳响应的新型智能型隐身材料等。吸波材料的机理是使入射电磁波在分子水平上产生振荡,进而转化为热能耗损掉,有效地衰减目标关键部位的雷达回波强度。另外,与金属装甲相比,复合材料对光波、雷达波反射能力弱,可塑性好,能制成最佳隐身结构外形,隔热性好,可减少地面武器平台的热辐射信号,是制造隐身地面武器平台车体和炮塔的理想材料。例如,美军已在M2步兵战车样车上使用了具有减少信号特征的S-2型玻璃纤维加热固性聚酯树脂模压复合材料。
  降低坦克的红外辐射。坦克的红外辐射是其被红外探测器发现、并被红外制导武器摧毁的根源,因此降低其红外辐射也是隐身技术发展的一个重要方面。可采取的主要措施有:使用效率高、热损耗较小的发动机,如绝热陶瓷发动机;合理布置坦克发动机排烟口或对排烟道进行冷却、在坦克的燃料中加入添加剂,降低排气温度,使排气的红外频谱与大气特性相融;改进坦克冷却系统,降低坦克温度;针对坦克在行进时,履带与地面磨擦产生的红外辐射,在坦克行动部分外侧挂装裙板,减少坦克热辐射强度。
  发展隐身涂层技术。近几年,主战坦克使用的迷彩和涂料不断推陈出新,已经用变形迷彩取代了保护迷彩,用高技术特殊涂料取代了普通漆。如国外新近研制的热红外隐身涂层、吸收雷达波涂层、激光隐身涂层以及全波谱隐身涂层等,能够吸收探测和寻的波束,降低坦克自身的辐射能量,使坦克外形轮廓变得模糊,可达到减小或消除坦克目标信息返回探测或寻的系统的目的。
  降低坦克的噪声。主要做法是采用噪声较小的发动机;坦克设计时采用隔、消音技术;采用挂胶负重轮和装橡胶垫的履带等。
  主动隐身技术包括各种信源干扰设备。信源干扰设备可以对各型导弹、炮弹进行电子干扰,使其在一定距离上丧失制导能力,从而使导弹、炮弹偏离目标。最新研制的坦克加装了激光眩目对抗系统,该系统不仅可以对敌方坦克的火控电子系统进行干扰,还能对其火控光学设备进行破坏。另外还有各种预警传感器。导弹预警传感器、激光预警传感器、假目标发生器(制造假目标特征信号),都是现代隐身坦克的标准配置,这些装置可以使坦克在遭受敌反坦克武器打击时,最大限度地争取反应时间,使其有足够的时间进行反击或脱离打击。
  
  隐身坦克
  
  目前,美国、俄罗斯、法国及南非等国都在积极开展隐身坦克及其相关技术的深入研究,为投入未来高科技战争做好准备。就世界各国目前研制的情况来看,有些国家已经在其现役主战坦克上采用了隐身技术,具备了一定的隐身能力。还有些国家,已经着手研制新一代全隐身坦克,集多种隐身技术于一身,实现综合隐身性能。
  美国 美国在隐身坦克的设计和研究方面,技术已经十分成熟。在未来战斗系统(FCS)全新坦克的发展方案中,预计于2015年开始生产新一代全隐身主战坦克,以取代目前的美陆军现役坦克。
  未来作战系统新一代全隐身主战坦克将采用模块化设计,开放式体系结构。即新一代全隐身坦克及其变形车都基于共同的平台结构,包括轮式和履带式两种底盘,根据任务配备不同的模块。美国联合防务公司早在2002年10月21-23日召开的美国陆军协会年会上,就曾展出了两辆未来战斗系统样车,一辆是8×8轮式装甲车样车(FCS-W),另一辆是履带式装甲车样车(FCS-T)。两种车型均采用突破性的新技术隐身材料和前跃式隐身结构设计,旨在提高未来战斗系统地面装甲车辆的隐身性。
  FCS-W以未来战斗系统第一阶段要求的隐身轮式装甲车概念为基础,采用了混合电传动系统和混合结构设计,双人驾驶员座舱工作站,还有其他一些为未来骑兵项目开发的新技术。该车的特点是采用新的隐身材料和比较先进的隐身型车体结构,基本实现了未来战斗系统轮式装甲车的隐身。预计该型轮式全隐身装甲车最大公路速度为120公里/时,最大越野速度为64公里/时。
  FCS-T最初是为英美未来骑兵侦察系统研制的。该样车最近已经完成了在英国的试验,目前已返回美国。该车在制造时采用了最好的履带式装甲车辆隐身设计和子系统技术,为创建一支全面的理想部队奠定了现实基础。该平台的隐身性能表明,其隐身技术的成熟可以明显提高未来战斗系统地面武器平台的战场生存能力,降低未来战斗系统的风险。
  俄罗斯 俄罗斯已经研制成功一种全新的隐身主战坦克。它重约50吨,长、宽与T-92、T-90相当。该型坦克的主要特征在于其全新的结构,主炮嵌装在一个小型自动控制炮塔内,炮塔下面有一个全新设计的自动装弹机;驾驶员、炮长、车长的工作室位于一个特制的装甲舱内,自动装弹机、炮塔之间用装甲钢板隔离。主炮是135毫米滑膛炮,火控系统包括一台激光测距机和一部雷达。坦克乘员不用传统的光学设备而主要用火控系统观察战场、进行瞄准。
  此外,俄罗斯T-90主战坦克采用特殊的隐身涂料技术,以此实现了隐身。全新的T-95主战坦克也具有很好的隐身性能。
  白俄罗斯 白俄罗斯Minotor公司最近推出2T“潜行者”隐身装甲侦察车。该车完全采用新的设计概念,全车表面涂装有特殊的反雷达、抗红外反射涂料。同时车体设计尽量避开了锐角,降低了雷达反射特征。全车重27.4吨,乘员3人,最高时速达到95公里,最远活动距离1000公里,有很好的越野机动性。
  2T“潜行者”隐身装甲侦察车经改进后,在车顶端装设了两个内藏式武器支架,作战需要时自动支起,右侧挂架装有2套反坦克导弹,左侧挂架是2套防空导弹系统,可以发射像“针”那样的近程防空导弹。该车同时也配有热成像昼夜观测系统和激光测距机,武器包括1门30毫米自动炮和1挺7.62毫米机枪。
  白俄罗斯陆军计划首批装备30辆2T“潜行者”。
  法国 法国隐身坦克方面的发展可以说是目前世界上最为先进的国家之一,其中最具代表性的是法国地面武器工业集团的AMX-30DFC隐身坦克。该型坦克基于AMX-30主战坦克。车身涂有特别设计的雷达波吸收材料,炮塔和底盘在形状设计上也力求将雷达信号反射降至最低。另外,该隐身坦克其他隐身特征还有:整体外观平整,外挂设备很少,其侧面装甲皆向内倾斜,车身侧面特制裙板的较低部分也带有附加遮蔽橡胶板,用以覆盖车轮。炮塔形状设计向外侧倾斜,另外,还为105毫米主炮设计并安装了特别的鱼鳞状伪装防护套。
  经测试,AMX-30DFC在战场环境下,即使对方采用在8~12微米波段工作的热能装置、雷达以及毫米波装置,都很难被探测到。另外,在AMX-30DFC隐身坦克上,还有一个特点值得一提,那就是在设计时为了减少主战坦克的热能信号,在其外部的雷达波吸收材料及内部夹层中还注入了冷空气。
  此外,法国AMX-10RC 6×6装甲车现在也已经设计出了红外隐身装置,进而实现了隐身。
  最近,法国武器采办局已向法国地面武器工业集团授予另一项合同,目的是开发研制“勒克莱尔”主战坦克的隐身型,并将对其进行全面测试。在去年的阿布扎比防务展上,法国就展示该隐身坦克的缩比模型。隐身型“勒克莱尔”主战坦克与现役“勒克莱尔”主战坦克一样,均采用了模块化倾斜装甲,外形低矮。隐身型“勒克莱尔”主战坦克其他方面的设计大体上与AMX-30DFC隐身坦克相同,也有人称此隐身型坦克为“勒克莱尔”2015,算得上是法国的第四代主战坦克了。
  南非 南非在隐身坦克技术方面的发展也十分值得关注,其阿维特尼斯公司研制的靠烟雾给坦克穿上“隐身服”的防护系统,已经基本实现了坦克的隐身。两年前,阿维特尼斯公司推出了一种先进的激光告警系统。当坦克被敌方的反坦克武器锁定时,该系统的激光传感器能够及时发现反坦克武器,并向坦克乘员发出警告,后者可以做出规避动作或者进行电子干扰。
  南非的这套新型防护系统就是在此激光告警系统的基础上开发的,它的全称是“陆地防护系统”100,由告警传感器系统、中央控制电脑和高速定向发射器三部分组成。当告警传感器系统发现榴弹炮、反坦克导弹等威胁时,会立即将这些信息传给中央控制电脑。电脑一方面自动向乘员发出警告,另一方面启动高速定向发射器。定向发射器带着4个烟雾罐,在1秒钟内能将坦克笼罩在一个半圆形的烟罩中。这种烟雾具有多光谱性,不仅能阻挡可见光光谱,还能阻挡热成像装备的穿透,使反坦克武器的瞄准装置看不清目标,无计可施。坦克可以借机隐蔽或逃逸。但这种烟雾不会影响坦克本身的瞄准。“陆地防护系统”100还可加装一个红外干扰器,这样它就可对付老式的反坦克导弹了。
  “陆地防护系统”100还可装备在多种步兵战车和地面防空系统上,或者用来保护巡逻艇等小型水面目标。目前南非坦克部队已经开始装备该系统,包括美国在内的许多国家也对这套系统表示出十分强烈的兴趣。
  
  未来发展
  
  科学技术的发展与进步,使隐身坦克相关的大部分技术已经发展得相对成熟了,但是其中最为关键技术还尚待攻破。
  隐身材料技术 包括多频谱兼容型隐身材料技术,如雷达波、红外兼容型隐身材料技术,红外、激光兼容型隐身材料技术等。还包括新型聚合材料技术、低可观测性自适应涂料技术、纳米隐身材料技术、导电高聚物材料技术、多品铁纤维吸收材料技术、新型智能型隐身材料技术等。
  隐身结构技术 包括降低信号特征结构技术,隔音、消音技术等。如采用挂胶负重轮和装橡胶垫的履带,可降低声音信号特征;减小坦克外形尺寸和炮塔尺寸,降低车高等,减小目标暴露面积的结构技术;改进发动机结构形式、降低尾焰温度及其空间分布的设计技术等。
  电磁对消技术这项技术主要包括无源对消技术和有源对消技术,其中无源对消技术是在目标表面引进另一个回波源,如在表面开槽或开孔,通过合理设计,使其散射场和原散射场相抵消;有源对消技术是建立在逆反射基础上的,目标必须能预知本身的电磁散射特性,然后发射幅度与之相等、相位与之相反的电磁波,使之与目标本身的散射场相对消。
  等离子体隐技术该技术隐身原理包括吸收部分雷达波和散射部分雷达波。当对方探测的电磁波遇到等离子体的带电粒子后,便相互发生作用,电磁波的部分能量传递给了带电粒子,其自身能量逐渐衰减,而此时另一部分电磁波受一系列物理作用的影响,绕过等离子体或产生折射,因而返回到雷达接收机的能量很小,雷达难以探测,便达到了隐身的目的。等离子体隐身技术的研制和装备费用都十分低廉,这对于降低研制和装备花费是十分有利的。

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