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动能导弹将使坦克防护面临新的挑战(组图)

http://jczs.news.sina.com.cn 2004年08月19日 09:32 人民网

“动能导弹”依靠超高速来穿透装甲目标

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“瞄准线反坦克”(LOSAT)武器系统


发射就绪状态的“瞄准线反坦克”武器系统(前保护盖板打开)


可由UH-60 L直升飞机吊载

  在众多的反坦克武器中,美国洛克希德·马丁公司研制的“瞄准线反坦克”(LOSAT)武器系统是一种创新的和独特的设计。“瞄准线反坦克”武器系统开发计划是美国陆军最新的反坦克计划,计划在2006年到2012年间生产170套这种导弹系统。这是世界上第一种依靠超高速“动能导弹”直接碰撞来摧毁目标的专用反坦克武器系统,而不采用传统的爆炸弹头。而更先进的下一代“紧凑动能导弹”(CKEM)系统已经研制成功,正在进行试验,比“瞄准线反坦克”武器系统更轻、尺寸更小、飞行速度更快和作战范围更广,除用于反坦克外,同时具有打击直升机和固定翼飞机的能力。

  反坦克武器与坦克装甲在相克中相促进发展

  从坦克发展来看,在第一次世界大战中,世界上第一种英国的“马克”MK-I坦克仅采用厚度5-10毫米的均质钢板,就已经令当时德军的步枪、轻机枪等武器束手无策,火炮虽然威力较大,但当时的火炮技术很难有效命中运动中的坦克。坦克出现不久,反坦克武器也迅速开始发展,德国研制出反坦克枪,能够击穿6-12毫米均质钢板。于是装甲更厚、更先进的坦克不断出现;而相应威力更大、更精确的反坦克武器也不断出现。

  现在,坦克的装甲已经从普通均质钢板而多元化,目前性能突出的是英国“挑战者”主战坦克采用的“乔巴姆”复合装甲、美国“艾布拉姆斯”M1A2SEP型主战坦克采用的“贫铀装甲”、以色列“梅卡瓦”MK4型主战坦克采用的模块化反应装甲和德国“豹”-2A6EX型主战坦克模块化高性能防护装甲。

  相应,各种反坦克导弹和炮射穿甲弹如今发挥主导作用。如“霍特”-3型反坦克导弹配备一个6.5公斤串联装料反爆炸反应装甲(ERA)弹头,可有效击穿相当于1.2米厚均质钢板的主战坦克前装甲。

  无论是各型主战坦克或各型反坦克导弹,都要面临一个突出的问题:自身重量。例如,二战结束前德国研制的“鼠”式坦克,其主要部位的装甲厚度都在200毫米以上,是当时防护能力超强的坦克,车重却达到188吨;虽然坦克的装甲技术已经发生质的飞跃,但目前被美国“国际武器评估小组”评为世界上性能最先进的美国“艾布拉姆斯”M1A2SEP型主战坦克,全重高达69.54吨。而重型反坦克导弹也同样问题突出,如俄罗斯便携式“短号”-E重型反坦克导弹全套系统重量达到53公斤。车载反坦克导弹系统虽然能够装备更重的导弹,但需要在数量和全重方面权衡,例如以色列的长钉-ER(NT-D)轻型远程反坦克导弹系统的车载型,一套发射装置配备4枚导弹全重187公斤,射程达到8公里。

  美国洛克希德·马丁公司正在研制的“瞄准线反坦克”武器系统,将可能为解决作战威力和自身重量开创一种新的途径。

  新型设计让动能导弹速度接近穿甲炮弹初速

  各种口径普通子弹是最常见的动能武器射弹,依靠枪管中发射时获得的初速度在有效距离内来击穿目标。而各种火炮更是将炮弹动能和新型弹头结合,如可脱壳穿甲弹的初速达到2,000米/秒。各型反坦克制导武器,比较常见采用高爆战斗部、串联高爆战斗部和定向聚能战斗部等等,设计思路在改进战斗部炸药装料的方式、效率和破甲能力,导弹飞行速度一般只有250~380米/秒。美军“瞄准线反坦克”的“动能导弹”(KEM)速度接近新型可脱壳穿甲弹,达到了1,524米/秒,是普通炮弹初速度5倍。而且与飞行中的炮弹等不同,速度不会逐渐衰减,一直维持到撞击摧毁目标。

  从陨石撞击地球表面可以看到,在超高速下的威力,而从材质来看,一些陨石和地球上的石块硬度接近。而“瞄准线反坦克”武器系统的“动能导弹”原理相同,虽然非常简单但是一种创新,采用一种坚硬的“钨长杆穿透器”(long-rod tungsten penetrator),在导弹助推发动机作用下达到约1,524米/秒的超高速,能穿透目前所有的装甲系统(包括反作用装甲),同时还能摧毁车辆或直升机上的主动防护系统。

  “瞄准线反坦克”(LOSAT)武器系统构成和特点

  具体来看,“瞄准线反坦克”安装在一辆经过改进的“悍马”M1113战车底盘上。“瞄准线反坦克”武器系统由一组装入“动能导弹”、导弹运送和仓储集装箱、发射单元和支持设备所组成。其中,支持设备由再装填系统、第二代前视红外(FLIR)/光电系统(EOS)、视频探测传感器目标捕获系统(TAS)、火控系统(FCS)和脉冲激光系统(PLS)等所组成。四枚装入的“动能导弹”安装在经过改进的重型“悍马”M1113战车的顶部内置式发射箱体式装置内。动能导弹发射时,尾焰要对车辆造成一些影响。生产型发射准备时,发射装置前端的保护盖板和箱体采用铰链连接,因此向下翻转打开并可遮盖住战车前挡玻璃,减轻导弹尾焰对车体和车内人员的不利影响。导弹运送和仓储集装箱也就是再补给部分,一般安装一辆两轮挂车上,由战车拖载,一般储存八枚导弹。“瞄准线反坦克”武器系统最大射程5公里,超过美军主要车载“陶式”反坦克导弹的3.7公里最远射程,将会整合内建测试设备、自动校靶、自主防御武器和发展/升级空间等各项能力。

  火控系统允许炮手同时捕获并且追踪二个目标,同时在快速连续发射中交战。一经炮手做出发射指令,系统自动初始化和有次序的引导瞄准目标的导弹。炮手被火控系统协助,追踪导弹到达目标。“瞄准线反坦克”也以连同数字通信系统控制和显示为特色,和“21世纪旅及旅以下部队指挥”(FBCB2)系统兼容。“瞄准线反坦克”能自主地或通过“21世纪旅及旅以下部队指挥”系统或FM通信与其它系统关联操作。

  “瞄准线反坦克”武器系统的“动能导弹”,弹头不采用炸药装料和引信,安装在导弹内的传感器和控制机械装置没有可动部件,只装备一枚硬度极高的“钨长杆穿透器”。“动能导弹”最高飞行速度5,000英尺,也就是达到1,524米/秒的超高速,而且从发射到击中目标之间的飞行时间在五秒钟之内。能够穿透目前所有的装甲系统。目前主战坦克都采用装甲斜面设计,目的之一是能够使发射距离较远的反坦克射弹在动能不足的情况下产生“跳弹”现象。但“动能导弹”的超高速优势能有效避免。对于坦克的主动防护系统,将同样面临新的考验,一般主动防护系统通过对来袭的导弹,采用防护弹幕的方式来撞毁,而“动能导弹”的超高速带来两个主要问题:首先是能否有效及时启动问题,“动能导弹”从发射到摧毁目标仅需5秒钟;其次是能否有效防止被摧毁来袭的“动能导弹”的综合打击效应,其形成的超高速碎片也具有强大的穿透能力。下一代“紧凑动能导弹”系统速度将达到6马赫,现有坦克的主动防护系统将可能彻底失效。

  目前,试验阶段的“动能导弹”重量78.93公斤(174磅),全长2.87米(113英寸)和直径162.56毫米(6.4英寸),射程达到5公里。整个系统在重量、尺寸和性能上将进一步改进,开发下一代“紧凑型动能导弹”(CKEM),弹长1.47米,重不超过45.4千克。“紧凑型动能导弹”服役后将作为“动能导弹”的后继型号。与“动能导弹”相比,“紧凑型动能导弹”的重量减轻40%~50%,弹径为“动能导弹”的80%,达到最大速度的时间缩短40%~50%,同时具有打击直升机和固定翼飞机的能力。

  由此可见,从“动能导弹”到“紧凑型动能导弹”的发展趋势是重量和尺寸减小和性能提升,与常规的反坦克导弹性能提升,相应重量和尺寸增加的发展趋势是相反的,主要采用创新的依靠超高速动能来摧毁目标的创新设计。与此近似的美国“爱国者”导弹系统的发展,最新“爱国者”(PAC)-3型,也采用利用动能的精度非常高的直接碰撞杀伤(Hit-to-Kill)方式;导弹飞行速度增加,最大飞行速度达到6马赫;射程增加,但导弹的尺寸和重量减轻很多,原一套4联装的“爱国者”(PAC)-2型导弹发射装置可装载16联装最新“爱国者”(PAC)-3型导弹。

  整套系统安装在轮式战车上,注重高度灵活性。“瞄准线反坦克”武器系统将帮助弥补被迫进入/早期进入部队在打击重装甲目标时杀伤力不足的弱点,因为这两种部队都可以部署这种武器系统。“瞄准线反坦克”武器系统是一种专用的反坦克武器系统,能够同包括重型主战坦克在内的装甲力量对抗的主要关键所在是两点:首先是射程,目前试验阶段的“动能导弹”射程为5公里,具有极高的精度,射程超过目前的坦克主炮,因为系统的“悍马”战车底盘是无法和主战坦克的防护能力相提并论的;另一点也就是高速度,这一点是该系统的设计主导思想和创新所在。

  “瞄准线反坦克”武器系统由三名全体人员操作,在特殊情况下也能由两名人员操作。具有空运机动部署能力,完整系统能够由C-17、C-130、C-141和C-5运输机和CH-47运输直升飞机等空运,也能用运输能力和舱室较小的UH-60 L直升飞机吊载。

  “瞄准线反坦克”(LOSAT)武器系统具体发展状况

  在1980年,美国陆军开始考虑重型反坦克系统替换技术。在1990年,洛克希德·马丁导弹和火控公司(原为沃特系统公司)被授予一份合同用于“动能导弹”的发展,在合同之内实施动能导弹飞行试验。

  在1992年,“瞄准线反坦克”武器系统计划启动,被列为美国陆军I类采办项目(ACAT I)。1997年,计划被美监督委员会(JROC)升级到一个“先期概念技术演示”(ACTD)。最初,技术演示中“瞄准线反坦克”武器系统需要安装在一个“装甲火炮系统”(AGS)底盘上,选择安装在加长的“布拉德利”战车上。但是当“装甲火炮系统”计划被取消的时候,“瞄准线反坦克”武器系统被重新配置到一辆重型“悍马”战车底盘上。发展上的测试已经被实施,使用火控系统去引导“动能导弹”对准坦克目标。在白沙导弹靶场的测试,检查了“瞄准线反坦克”武器系统安装在一辆扩大负载量的非战术配置重型“悍马”战车上的发射效果。在发展试验状态之下,分析认为导弹能够击败任何已知的坦克。

  试验发射“瞄准线反坦克”导弹显示,广泛汇集的数据包括车内和车外的数据,是在美国陆军可接受的范围之内。包括所有发射对车内乘员的影响在人的因数限度方面;在车辆外面模拟碰撞,导弹助推器的尾焰强光、产生的有毒气体、压力和噪音。

  在1997年,开始进行“先期概念技术演示”。根据计划要求,洛克希德·马丁导弹和火控公司要在2003年之前给美国陆军提供12辆样车和144枚动能超高速导弹。

  1998年4月,“瞄准线反坦克”武器系统作为美国防部批准的“先期概念技术演示”项目正式启动,预期达到以下目标:定位未来将采购的技术;在飞行试验和恶劣的战场环境中演示子系统的能力;评价供早期进入部队能否使用“瞄准线反坦克”武器系统技术;在飞行试验和先进作战试验中演示安装在重型“悍马”战车上的“瞄准线反坦克”武器系统;评价经济承受能力。

  计划安排:进行发射装置的光电系统和二氧化碳脉冲激光器的设计分析;完成导弹机械设计的初始设计和审查,着手采购试验中使用的先期概念技术演示样机材料;完成火控装置机械设计的初始设计和审查,着手采购试验中使用的“先期概念技术演示”样机材料;进行“硬件在回路中”设计/闭合回路模拟,评价/鉴定新型硬件/软件设计;样机工具和试验设备的初始设计/制造。

  2002年3月6日,洛克希德·马丁公司选中史密斯航宇公司生产“瞄准线反坦克”武器系统的导弹/发射吊舱自动装弹系统。导弹/发射吊舱自动装弹系统将使“动能导弹”的装卸工作简化和减少人员需求,在10分钟之内完成再装填。

  在2002年8月,洛克希德·马丁接受了第一份生产合同,用于制造108枚导弹。第一批12套“瞄准线反坦克”单位在2002 年10月被交付给美国陆军。 2003年6月11日,洛克希德·马丁公司开发的“瞄准线反坦克”系统在白沙导弹靶场完成了首次工程发展“飞行试验”(EDF)。试验的所有的目标成功实现,这也是动能导弹的首次制导飞行。试验中,“瞄准线反坦克”系统发射了一枚射程大于3公里的“动能导弹”,命中了一辆作为目标的M60坦克。该导弹在飞行过程中可从系统发射单元接收同步校正信息。该项目由动能导弹项目管理办公室(PMO)管理。2003年7月14日,演示验证了“瞄准线反坦克”武器系统发射“动能导弹”有效摧毁加固的混凝土建筑的能力。

  “飞行试验”阶段由洛克希德·马丁公司负责,下一阶段进入由政府管理的为期10个月的“认证试验”飞行试验阶段,进行一系列18次生产鉴定试验发射,地点在新墨西哥州的白沙导弹靶场。低速率初始生产(LRIP)预计在2004年开始。

  2003年8月12日,进行了首次“认证试验”阶段试验,用“瞄准线反坦克”武器系统发射“动能导弹”摧毁一辆近距离的移动的坦克。这也是首次打击移动目标。发展试验在2004年3月结束。在试验期间,2003年9月11日,在夜间成功地在4,300米距离摧毁一辆移动速度为22英里/小时的M-60型坦克;2003年10月20日,摧毁720米之外的一辆步兵战车;2003年12月4日和18日,分别摧毁1000米之外一辆静止坦克和2400米之外的一辆移动坦克。2004年1月8日,进行了两次试验均取得了成功。第1枚“动能导弹”成功摧毁了约2.4千米外以35.4公里/小时移动的M-60坦克;第2枚则摧毁了相同距离上迎面行驶的坦克。全部“认证试验”阶段试验在2004年3月结束。

  下一代“紧凑动能导弹”(CKEM)已经浮现

  “紧凑动能导弹”系统是“瞄准线反坦克”武器系统的后继型号,下一代反坦克动能武器。

  洛克希德·马丁公司于2000年4月获得“紧凑动能导弹”的初始合同,开始进行系统的设计与开发工作。2003年10月,美陆军航空导弹研究开发与工程中心授予洛·马公司2130万美元合同,开始展开对“紧凑型动能导弹”的先期技术演示工作。

  2003年11月,洛克希德·马丁公司在白沙导弹靶场成功地进行了“紧凑动能导弹”的首次控制飞行试验,在作战环境下对该导弹各组成部分的多项功能进行了验证,全部试验目标都已达到。计划在2006财年开始“紧凑动能导弹”系统发展和验证(SDE)阶段。

  美国反坦克动能导弹与其它类似的武器系统广泛应用,并呈扩张趋势。如“爱国者”-3型防空导弹系统、海基“标准”-3防空导弹和“战区高空区域防御”(THAAD)系统拦截弹等,都依靠这种创新的超高速动能直接碰撞杀伤方式。这引导一种新的发展方向。武器系统的速度和威力增加,并不单纯依靠增大重量和尺寸来实现,也使坦克防御面临新的挑战。(铭瑞整理)

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