对抗聚能装药:复合装甲,反应装甲,间隙装甲与格栅
本文摘自【战争事典077】[波]理查德·奥戈凯维奇著,胡毅秉译《世界坦克一百年》
随着聚能装药武器的发展,增加均质钢装甲的厚度并不能提供更加有效的防护效果,因为钢装甲对于这种武器的防护效果不如对高速穿甲弹的防护效果。
这一点被德军步兵在第二次世界大战末期使用的“铁拳”反坦克聚能装药榴弹—它能击穿厚达200毫米的钢装甲—特别清楚地证明了。在战后,对坦克形成威胁的武器由聚能装药武器变为反坦克火箭筒,例如美国的88.9毫米(3.5英寸)M20“巴祖卡”—它能穿透280毫米厚的装甲。但是直到反坦克导弹出现,反坦克火箭筒对坦克的威胁才全面展现。反坦克导弹由德国在第二次世界大战即将结束时开始研制。战后,这种导弹又在法国继续发展。首个研制成功的反坦克导弹的型号是SS-10。SS-10导弹有一个直径为165毫米的战斗部,并且能够击穿400毫米厚的装甲。SS-10在1953年进入法军服役,并在1956年第二次中东战争中被以色列军队首次用于实战。

SS-11的教学模型,可以看到导弹前部那个巨大的破甲战斗部,在当时可谓无坚不摧
SS-10的后继型号—SS-11被多个国家采用。SS-11的破甲能力增至600毫米,这显然超过了任何可实际应用的钢装甲的厚度。坦克为此需要发展出其他方法来防御聚能装药武器。美国人在1952年开始另寻出路,他们发现在抵御聚能装药的射流时,玻璃在防护性能上是同等重量的钢装甲的两倍。因此,美国人研制出将石英玻璃包裹在钢装甲中的“硅化装甲”,并将其作为美国T95坦克项目的一部分成功进行了试验。1958年,有人提议将这种装甲用在当时正在研发的M60坦克上,但这一提议没有被采纳。
苏联在1962年开始研制T-64坦克时,对这个问题采取了与美国有些类似的解决办法,即为T-64的车体正面配备了两层厚厚的玻璃纤维复合材料,并将这两层材料像三明治一样夹在钢板之间。T-72和其他苏联坦克也采用了玻璃含量很多的同类复合装甲。
另一方面,美国人在1972年开始研制M1坦克时却不再考虑硅化装甲。不过,他们开始考虑钢板和铝板间隔排列的设计。基于这种设计的装甲可通过逐级消解聚能装药的金属射流来抵御伤害,而不是靠装甲材料的特性去硬抗。但金属板间隔装甲最终没有被美国M1采用,而是被用于改造苏联的T-55坦克。

承担测试“乔巴姆”装甲任务的FV 4211坦克
前文第9章已经提到,随着M1坦克的研发逐步推进,美国陆军得知英国研制了一种名叫“乔巴姆”的新型装甲,并决定采用这种装甲。“乔巴姆”装甲是英国国防部战车研究发展院的哈维(G. N. Harvey)和唐尼(J. P. Downey)基于1963年启动的一个研究项目研制的。这种装甲首次成功应用在了一辆代号为“FV4211”的试验型坦克上,而这辆制造于1971年的坦克是以“酋长”坦克为基础的。在应对聚能装药武器时,“乔巴姆”装甲的防护效果是同等重量的钢装甲的防护效果的两倍以上。在1973年阿以战争期间,一些严重夸大事实的报道声称坦克在反坦克导弹面前不堪一击,这动摇了人们对于坦克的信心。当“乔巴姆”的存在被公布于众后,人们才在很大程度上恢复了对坦克信心。“乔巴姆”装甲的性质一直被英国国防部保密,尽管这种装甲已有了第二代—一种名为“多切斯特”的装甲。不过,“乔巴姆”装甲显然是某种形式的间隔装甲,它采用了非金属材料以及钢材。
其实,为对抗聚能装药而研发的装甲不是什么秘密,这类装甲不过是一种间隔的“三明治”结构的钢板,而钢板之间还有橡胶夹层。当这样的“三明治”结构装甲被聚能装药的射流倾斜击中时,钢板会因橡胶膨胀而鼓起并相互分开,从而干扰射流。如果有足够多的“三明治”结构的钢板叠在一起,那就能使射流最终消散。由于“三明治”结构装甲的变形方式,这类装甲也常常被称为“膨胀装甲”,而且早在1973年,赫尔德(M. Held)在其申请的专利中就描述了它的原理。后来,“三明治”结构装甲被多种坦克采用。以1980年前后开始生产的苏联T-72M坦克为例,其铸造炮塔的正面有两个空腔,而每个空腔中都有由钢板和橡胶组成的共20层的“三明治”结构装甲。

英军“挑战者1”坦克上的“乔巴姆”装甲结构剖视图
有些为对抗聚能装药而设计的装甲采用了陶瓷夹层,例如氧化铝陶瓷夹层和碳化硅陶瓷夹层。陶瓷被用作装甲材料,最早是在20世纪60年代后期—在越南战争中,这种材料被做成装甲板,并为美国的直升机飞行员抵挡子弹。到了70年代初,人们又认识到在应对聚能装药射流时,陶瓷在防护效果上是同等重量的钢材的两倍。从此以后,陶瓷就被用在多种装甲系统上,而这些装甲既能干扰射流,也能干扰尾翼稳定脱壳穿甲弹的长杆弹芯并吸收其动能。
陶瓷还被用在轻型坦克和其他轻型装甲车辆上,以抵御步枪和重机枪的子弹。在这种情况下,陶瓷的作用是凭借自身比子弹更高的硬度使子弹被撞碎。因此,陶瓷就被做成比较薄的小块,并在拼成装甲板后贴在车辆的金属基甲的外侧。这方面较早的例子就有加拿大的M113和瑞典的Pbv 302这两种装甲输送车—它们曾在20世纪90年代中期被用于支援波斯尼亚的维和行动。
有些轻型装甲车辆还通过安装另一种装甲来增强防弹性能。这种装甲最早在1943年被德国人用于其坦克和突击炮的侧面,以抵御苏联的14.5毫米反坦克枪。这种装甲是安装在车辆装甲板前方一定距离处的薄钢板。它基本上挡不住来袭的子弹,但是能够使子弹发生偏斜,并以歪斜的姿态击中装甲,从而降低其穿甲效能。这类“偏斜”装甲在1970年被再度用在美国M113装甲输送车的一种衍生型号上。该型号的装甲输送车被称为“装甲步兵战斗车”,这种车辆是为荷兰、比利时和埃及的军队生产的,后来它也在土耳其和韩国生产。

加装TOGA装甲模块的M113装甲运兵车
间隔偏斜型装甲后来被以色列的拉斐尔公司进一步发展。拉斐尔公司将间隔偏斜型装甲的薄型均质钢板替换为高硬度钢板,并在钢板上钻出一些直径比来袭子弹的直径小点的孔洞,这就使钢板的重量减至只有等效实心钢板重量的一半重,而且还提升了钢板使来袭子弹发生偏斜的能力。这种名为“TOGA”的多孔钢板装甲在1985年前后被首次用于以色列军队的M113装甲车,后来又被用于其他装甲车辆—其中包括了某些轻型坦克。
然而从20世纪80年代开始,提升轻型装甲车辆防弹性能的更常用的方法是用螺栓把高硬度钢板固定在车辆的钢质车体或铝合金车体上,或者将钛板加装在铝合金车体上。这方面的一个例子就是美国“布雷德利”步兵战车的改型—M2A2。在1986年前后,M2A2将原来的由两层各6毫米厚的间隔钢板组成的偏斜装甲换成了一层30毫米厚的附加装甲板。
在1982年以色列入侵黎巴嫩期间,一种非常不同的装甲出现在了以军的M60坦克和“百夫长”坦克上。这就是爆炸反应装甲。1969年,赫尔德代表梅塞施米特-伯尔科-布洛姆(
Messerschmitt-Bolkow-Blohm)导弹公司参与了在以色列开展的一系列研究—这些研究旨在调查在两年前的阿以“六日战争”中被聚能装药击毁的坦克所受的影响。赫尔德以这些研究为基础设计出了爆炸反应装甲,并在1970年为自己的设计申请了专利。此后,这些设计就在以色列被拉斐尔公司付诸实践,并以“夹克衫”爆炸反应装甲的形式呈现。
实际上,爆炸反应装甲也是一种由两层钢板和一层炸药夹层组成的“三明治”结构装甲。当这种“三明治”结构装甲被聚能装药的射流击穿时,其夹层中的炸药就会被引爆,而且如果装甲的钢板与射流形成一定角度,引爆的炸药就会在冲击波的推动下侵入射流的路线,从而干扰或打断射流。这些钢板最初只有2到3毫米厚,但只要包含它们的“三明治”结构装甲按设计与聚能装药的射流形成一定角度,这些钢板仍然能使聚能装药弹的破甲能力降低约70%。

挂满了爆炸反应装甲的以色列国防军M60A1主战坦克
正如前文第9章所述,继以色列坦克上出现爆炸反应装甲以后,从1983年的T-64BV开始,苏联坦克也大量安装了爆炸反应装甲。在做出使用爆炸反应装甲的决定后,苏联又率先研制了这种装甲的重型版。由于这种“三明治”结构装甲的钢板每块为15毫米厚或更厚,这种装甲不仅能有效对抗聚能装药的射流,也能对抗尾翼稳定脱壳穿甲弹的长杆弹芯。苏军还率先研制出串联式爆炸反应装甲。串联式爆炸反应装甲由一对相互间具有一定间隔的“三明治”结构装甲组成,这使其比原来的爆炸反应装甲更能有效抵御单发聚能装药弹。串联式爆炸反应装甲还能有效防御串联式聚能装药武器—这种武器带有一个用于清除单层爆炸反应装甲并为主装药开路的前导装药。一本俄罗斯的杂志就描述了这样一种串联式爆炸反应装甲—其外层是轻型爆炸反应装甲,而里面有一层吸能材料和一层重型爆炸反应装甲。俄方宣称,这种装甲与坦克的钢装甲相结合,就足以抵御美国AGM-114F“地狱火”导弹的串联战斗部。要知道,AGM-114F“地狱火”导弹的直径为178毫米,而且据说这种导弹的破甲能力高达1500毫米。
随着各种装甲的发展,当今新兴的趋势是使用结合了不同类型装甲的多层防御系统。因此,装甲的外层可能是倾角非常大的高硬度薄钢板,这就能够使击中它的弹芯破碎或至少以一定角度偏离弹道。这方面的例子就有,20世纪90年代期间改进的多种坦克(包括德国的“豹2A5”和中国的99式)的炮塔正面的尖锐凸起。在凸起的装甲背后,可能有用于破坏长杆弹芯或干扰聚能装药射流的串联爆炸反应装甲,然后是可能包含了陶瓷材料并能够吸收弹芯碎片或射流微粒的动能的坦克的主装甲。据估计,某些新研制的坦克正面装甲在抗动能弹的效果上可能相当于900毫米厚的钢装甲,而在抗聚能装药弹的效果上可能远超1000毫米厚的钢装甲。

炮口朝向侧面的豹2A7坦克,巨大的楔形空心装甲块中布置有含能材料防护模块
在坦克上首次亮相并获得成功后,爆炸反应装甲就被用到轻型装甲车辆上,从而扩大了其应用范围。起初,这造成了一些问题,因为轻型装甲车辆与坦克不同,它们没有足够厚的装甲来吸收前端的聚能装药射流,而这部分射流必然会先穿过爆炸反应装甲,然后再将其引爆,并且被炸飞的爆炸反应装甲背板也可能使轻型车辆的薄装甲受损。为了克服这些问题,拉斐尔公司研制了一种混合型爆炸反应装甲,这是一种在“三明治”结构爆炸反应装甲后面又加了一层合成橡胶和一层钢板的装甲。这种装甲减弱了爆炸反应装甲对车辆本体的冲击,还提供了额外抵御子弹的能力。
早在20世纪80年代,就有人考虑将爆炸反应装甲用于除坦克外的其他装甲车辆。但直到90年代,这些装甲车辆才普遍使用了爆炸反应装甲。这一方面是因为人们对此没有迫切的需求,另一方面是因为人们担心爆炸反应装甲可能造成的附带损害。因此,美国在20世纪80年代研制第二代M2“布雷德利”步兵战车时,只为其中的一部分提供了安装爆炸反应装甲的条件,但也没有为其实际配备这种装甲。但是,在2003年美军入侵伊拉克后,混合型爆炸反应装甲成为“布雷德利”步兵战车的标配,并且还被安装在部分以色列的M113装甲车上。后来,英国国防部也被说服,并同意将混合型爆炸反应装甲安装到FV432装甲车的现代化改型—“斗牛犬”和“武士”这两种步兵战车上。

一辆在阿富汗被IED开膛破肚”的“武士”步兵战车,显然对于空心装药破甲弹外的其他威胁,格栅的防护能力只能说是聊胜于无
混合型爆炸反应装甲为美英军队解了燃眉之急,并使其车辆能够应对伊拉克“圣战士”(武装分子)广泛使用的RPG-7反坦克火箭弹。2003年在伊拉克出现的“RPG-7狂潮”也使美国陆军重新启用了另一种形式的防护装置—它比爆炸反应装甲更便宜,更简单,但在抵御RPG-7时只能起到部分作用。这种防护装置就是水平钢条排列而成的栅格装甲。由于其钢条的间隔小于RPG-7火箭弹的直径,因此这种火箭弹在穿过钢条之间时,其头部必然有一侧会撞上并损坏钢条,从而导致引信短路而无法起爆。但是,必然会有一些火箭弹的头部正好撞到钢条上,从而使引信在撞击下起爆。发生这种情况的概率并不小,因此栅格装甲充其量只能有效抵御60%的攻击。
最早使用某种形式的栅格装甲(或与其非常相似的钢条装甲)的是美国海军。在20世纪60年代的越南战争期间,美国海军曾用栅格装甲来保护其在湄公河三角洲活动的炮艇。苏联军队在20世纪80年代入侵阿富汗的战争中,以及俄国军队在1995年的车臣战争中,都曾使用栅格装甲来保护T-62坦克。在1991年的第一次海湾战争中,伊拉克军队也将栅格装甲安装在中国制造的部分69式坦克的炮塔上。美国陆军早在1966年就为其M113装甲车研制了钢条装甲,但直到2003年入侵伊拉克后,其在遭遇到伊拉克武装人员广泛使用的RPG-7时,才忙不迭地开始使用栅格装甲。20此后,不论是美国陆军,还是包括英国陆军在内的多国军队都广泛使用了栅格装甲。尽管如此,英国国防部在2005年仍然将栅格装甲视作某种新式装备,并认为当时有一篇关于这种装甲的文章是在泄密。

在伊拉克执勤的M1126“斯特瑞克”,该车车体上如扎篱笆一般围满了装甲格栅
美国陆军最初安装在其“斯特瑞克”八轮装甲车上的栅格装甲重达2231千克(这一重量和一套混合型爆炸反应装甲的重量差不多),这就使这种车辆的全重显著增加。因此,多种用以替代栅格装甲的较轻的装甲在后来被研制了出来,其中就包括BAE系统公司研发的L-Rod装甲—它用高强度铝合金条取代了钢条,并且只有栅格装甲的一半重。瑞士RUAG公司研制出的高强度钢丝组成的菱形网格装甲进一步减轻了重量,而比它更轻的是采用织物网格系统的栅格装甲,例如美国研制的RPGNets和英国研制的Tarian—它们能够挤碎陷入其网格的火箭弹头部。

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