装甲战车打破“战场无用论”的新希望——莱茵金属“打击盾”分布式主动防护系统

随着反坦克制导武器的日益普及，重型机枪和重型装甲的被动防护已不足以抵御RPG型反坦克火箭弹的攻击。尤其在当前多数坦克装甲车辆顶部防护薄弱、难以抵御攻顶弹等威胁攻击的情况下，仅通过被动装甲或反应装甲已无法满足装甲车辆防护的需求。而且，在某些情况下，装甲战车设计本身存在限制，这也为防护性能的提升提出了挑战。因此，主动防护系统成为装甲战车防护的重点发展方向。对此，莱茵金属公司研制出一种模块化、分布式硬杀伤主动防护系统——“打击盾”防护系统。

自2017年以来，莱茵金属公司在成功研制第二代主动防护系统(ADS)的基础上研发出“打击盾”系统。该系统传感器和效应器的工作原理与第二代主动防护系统相同，但采用全新的引信系统、配备新型通信总线和消息协议的新型体系架构以及电子接口和电缆，并解决了第二代主动防护系统中电子元件老化的问题。

从2020年10月开始，由美国陆军资助，对“打击盾”系统展开了为期几个月的广泛实弹射击试验。试验的目标是收集性能数据，为未来任何特定平台选择最适合的主动防护系统技术提供支持。美国陆军认为，试验结果将为其装备的新型车辆，如多用途装甲车（AMPV）、机动防护火力车（MPF）和可选有人战车（OMFV）提供主动防护系统方案。可以说，此次试验为该系统可能安装到美国陆军现有车辆以及未来车辆开辟了道路。

系统配置

“打击盾”防护系统采用模块化混合配置方案，将主动防护技术与被动防护技术融合到一个单独的集成式设计中。模块实现了集成方案：被动防护部件同时作为主动防护系统部件的接口和防护层。主动防护系统部件嵌入弹道功能和特征信息，外部防护层保护这些部件免受炮弹破片、轻武器和其他机械应力的攻击。“打击盾”从外侧嵌入到第一层防护板中，同时作为第一层被动防护的一个组成部分，系统传感器嵌入二者之间。

该系统集成创新高性能传感器、对抗装置、高速计算元件，从而使分布式主动防护系统足够灵活，可集成到各种地面战车和战术车辆上。系统可摧毁车辆近处的威胁，确保车辆损伤最小化。360度防护可为车辆提供在城市作战和其他动态战场环境下的安全性，确保车辆受到的附带损伤最小。

“打击盾”防护系统与“山猫”履带式步兵战车采用的间隔被动装甲组件相结合，旨在安装到“拳师犬”8×8步兵战车或“山猫”步兵战车等中型装甲战车上。在欧洲联合军备合作组织（OCCAR）的规划下，该系统目前已与德国联邦国防军和荷兰陆军的试验型“拳师犬”步兵战车相集成。该系统还被安装在RG32防雷装甲车以及莱茵金属公司生产的卡车防护型驾驶室内。同时，美国陆军正在研究将其作为“斯特赖克”8×8装甲车及其他平台的潜在主动防护系统方案。针对这些平台，“打击盾”系统正在与“战利品”主动防护系统的衍生品进行竞争。

匈牙利将成为“打击盾”混合装甲解决方案的首家客户，届时，该系统将安装到匈牙利于2020年采购的209辆“山猫”装甲战车的绝大部分车辆上。“打击盾”系统的技术准备等级为TRL7级，但计划在2022年装备匈牙利时达到TRL8级。莱茵金属公司目前尚未披露安装到匈牙利“山猫”步兵战车上的“打击盾”系统配置细节，但根据公司展示的“山猫”典型配置，该系统可能包含最多15个雷达传感器、35个光电传感器、33个效应器。有2个模块安装在车辆后部，以保护车辆免受攻顶弹的攻击。系统由安装在车体上的装甲模块组成，每个模块约厚140毫米，是由用作宿主的车辆被动装甲底板、主动防护系统元件和被动装甲外层组成的密封单元。每个模块内都装有一个雷达与光电传感器、一个硬杀伤对抗装置和必要的电缆。模块外部包括外层和附加被动装甲层。效应器和传感器的定位取决于车辆配置，从而决定车辆的具体防护范围。

模块配置根据在车辆上安装位置的不同而不同：一些模块可能配有两个效应器，或者传感器具有不同的模式和启动方式。各个模块之间存在一定程度的重叠，从而使得当一个模块和对抗装置在战斗中被破坏或失去功效时，还有冗余的模块可以使用。

“打击盾”系统旨在破甲战斗部击中车辆之前使其失效，摧毁战斗部，从而防止车辆被击穿。该系统使用雷达预警器，一旦探测到威胁，就会向光电传感器发出提示，以在进行威胁分类之前确认威胁是否存在于车辆附近。随后，系统从分布式装甲系统中选择适当的对抗装置并进行启动，在距离车辆1～1.5米处或撞击前约2～8毫秒（具体取决于威胁的飞行速度）使非常轻的破片加速进入战斗部路径。拦截发生后，未参与拦截的模块可以继续扫描威胁，从而使敌方必须增加进攻次数才能摧毁系统。就STANAG等级而言，该对抗装置与小型杀伤性地雷相似，这意味着车辆操作人员可以在战场上更换对抗装置。莱茵金属系统公司主动防护系统产品部门负责人StefanHaase称，每个对抗装置的爆炸物质量都小于典型的爆炸反应装甲，旨在确保系统不会对车外人员增加净风险。

瑞典国防物资管理局对“打击盾”系统的前身——ADS防护系统进行了试验并在报告中称，摧毁RPG型反坦克火箭弹等射弹时产生的破片和爆炸效应并没有超过引爆RPG本身产生的效应，这意味着当系统拦截射弹时，附近人员和装备面临的危险不会净增加。“打击盾”系统保持了ADS防护系统的可靠性和有效性。据称，其威胁探测和确认率达到95%，对RPG型反坦克火箭弹的拦截率达到90%，对反坦克制导导弹的拦截率超过了80%。

分布式防护

“打击盾”系统的功能与埃尔比特系统公司的“铁拳”系统或拉法尔公司的“战利品”系统等采用发射器的主动防护系统的运用方式不同，但目的相同。

采用发射器的防护系统需要相当长的探测距离，以预测威胁的飞行路径，再将该路径编程到火控系统中，然后通过电机使发射器旋转至合适角度，并启动对抗装置。作为分布式系统，“打击盾”系统和俄罗斯“竞技场”系统旨在极近距离防御。系统必须探测威胁，并触发位于最佳位置的对抗装置以进行拦截，在车辆被攻击距离为15米或更近的情况下，分布式防护系统的响应时间更短。这避免了因发射器移动而产生时间和稳定性方面的问题；尤其在考虑车辆可能也处于移动状态的情况下，这无疑是一个巨大的优势。

此外，采用发射器的系统生成电磁信号，以实现必要范围（可能是50米以上）内的探测。但这可能需要雷达传感器长时间处于运行状态，从而使宿主车辆暴露于电子情报探测之中。

2020年，莱茵金属防护系统公司在一份报告中指出，输出功率为200瓦的S波段主动防护系统雷达可在500千米范围内被机载电子情报系统探测到，而输出功率为100瓦的X波段雷达会在400千米范围内被探测到。2019年，该公司在有关ADS防护系统的一份文件中称，其战术雷达辐射距离约为0.35千米，战略辐射距离约为6千米。

在某些情况下，采用发射器的系统发出更强的电子信号是可接受的，对整个编队的风险也是较低的，但在一些情况下可能会带来相当大的风险。俄罗斯使用的电子战和远程侦察设备可以有效探测此类系统发出的雷达信号，并利用该信息作为炮击前侦察链的一个组成部分。

被动防护

据莱茵金属防护系统公司称，安装在“山猫”步兵战车上的“打击盾”系统，每个模块都采用符合AEP55标准要求的间隔装甲设计，为宿主车辆提供一定程度的被动防护。模块设计考虑到了主动防护系统与聚能装药威胁相互作用的残余影响，并且可使主动元件免受突击步枪的伤害。该设计基于从以往试验获得的ADS防护系统数据集，优于AEP55标准，将完全符合用户对现代化步兵战车的期望。

将“打击盾”系统作为车辆装甲的一个组成部分，可以减少不必要的机械重量，并避免因将系统安装到车辆炮塔上而导致的集成问题。例如，根据美国国防部的测试和评估文件，美国陆军M1A2SEPv2主战坦克炮塔安装“战利品”防护系统后增重3900千克，由此产生炮塔平衡性方面的问题。炮塔集成面临的其他挑战还包括：在车辆或炮塔移动的情况下通过滑环提供电源和信号，并保持发射器的稳定。

由光电系统公司和埃尔比特系统公司联合开发、安装到“赤背蜘蛛”步兵战车上的T2000炮塔从设计之初就集成了“铁拳”系统，从而缓解了集成方面的问题。但在车辆炮塔上安装主动防护系统仍会使车辆在整个寿命周期内遭遇难题，例如，发射器和传感器使炮塔内的空间变得拥挤，而内部计算机又占据了狭窄炮塔结构内的部分空间。与“打击盾”系统和土耳其M60TM主战坦克Pulat防护系统一样，在车体上安装主动防护系统可解决这个问题。

与早期的ADS防护系统采用专利技术不同，“打击盾”系统使用标准化专用汽车安全总线，通过转换器或分流器传输电力和数据，可将多个数据源整合成单个输出或将单个数据源分成多个输出。由此可在未来实现即插即用，且无需对整车进行改动。此外，莱茵金属防护系统公司还曾尝试将基于发射器的效应器集成到体系架构中。

莱茵金属防护系统公司认为，“打击盾”系统的隐蔽性在装甲战车的设计发展中是一次创新，可满足寻求主动防护系统解决方案的装甲战车采办计划的需求。与大多数主动防护系统一样，“打击盾”系统可以集成到平台的战斗管理系统中，以提供所探测威胁的位置数据，包括车辆虽然经过但没有遭受到伤害的威胁。关键的一点是，之所以要确保信息流受到保护，并尽力确保大部分信息从主动防护系统传递给战斗管理系统，是为了功能和软件安全，而非其他原因。但令人担忧的是，如果在集成此类系统时存在操作上的不当，就可能造成漏洞，导致威胁库被敌人控制，影响到系统有效性。这对于集成到装甲战车计算机系统中的任意主动防护系统而言都可能如此。

未来展望

当前的威胁环境使装甲战车在生存力方面面临着诸多难题。例如，在纳卡冲突中被广泛报道使用的巡飞弹对大多数装甲战车而言尤其具有挑战性。许多装甲战车都是在此类攻顶威胁普及之前设计的，因此车顶装甲通常较薄。对此可使用主动防护系统，但需要采用不同的对抗装置。同时，针对车辆侧面的威胁拦截，首要考虑的问题是减少附带损伤。

目前，莱茵金属防护系统公司正在研究如何通过改进该系统来为主战坦克提供附加防护层，以抵御尾翼稳定脱壳穿甲弹的攻击。防护系统最大的挑战来自于威胁的速度。即使配有多种传感器，拦截时间非常短，也需要很高的精确度。总反应时间为300毫秒的主动防护系统将能够拦截至少从650米外发射的动能弹。该公司表示，如果反应时间缩短到0.5毫秒，那么主动防护系统就能够拦截从100米距离内发射的炮口初速为1700米/秒的动能弹。

拦截尾翼稳定脱壳穿甲弹存在多重挑战，弹丸的速度、长径比以及对抗装置的特性都会影响到拦截有效性。有国外研究人员曾使用薄飞盘以倾斜角度撞击长杆弹芯，并模拟了由此产生的碎裂现象。经研究表明：对抗装置需要具有很高的速度，以及与长杆直径相当的厚度（使用钢板时）。

LiYishu等人在2020年《Materials》杂志上发表了一篇研究报告，研究中利用线性爆炸式反坦克穿甲弹拦截直径约10毫米、长径比在20～35之间的碳化钨长杆弹药。试验发现，无论拦截角是30度还是60度，都会导致长杆弹药产生不同程度的断裂和偏航。此外还发现，长杆弹药以较快速度移动会导致产生较长的中部破片，由于较长破片的角动量会导致穿透力更强，因此，将增大对主动防护系统后方被动装甲的需求。换句话说，成功拦截长杆穿甲弹是一项艰巨的任务，而且即便拦截成功也并不能确保车辆与乘员幸存下来。

据称，由于“打击盾”系统中用于拦截聚能装药弹药的数据总线能够快速响应，且没有延迟，因此已被用于针对动能威胁的测试。不仅如此，该公司自2019年以来一直致力于开发新的效应器。主动防护系统无法完全摧毁尾翼稳定脱壳穿甲弹，只能通过使其偏航（改变侵彻角）或碎裂来降低其性能。而这两种情况都需要大量的被动装甲来拦截弹药，并在拦截后保护乘员不受伤害。由于宿主车辆（主战坦克）已经安装了大量被动装甲，因而也使得主动防护系统具有更大的设计自由度。

当前，有效拦截尾翼稳定脱壳穿甲弹依然是大多数主动防护系统设计人员努力实现的目标。埃尔比特系统公司早在2020年宣布，“铁拳”轻型动能主动防护系统已能够拦截120毫米尾翼稳定脱壳穿甲弹，而“战利品”系统也被公认具有这种能力。然而，防御这种威胁的重任目前仍由被动和反应装甲肩负。

无论如何，类似“打击盾”系统的技术似乎可能为装甲战车设计带来革命性发展。长期以来，部队对杀伤力的关注一直高于防护性能，但尽管如此，在用户需要车辆承受更多威胁的情况下，使用既能提高生存力，基本又不会改变车辆设计的装备可能是一种更加合理的解决方案。

我们有理由期待，未来技术能够防止装甲战车受到巡飞弹或攻顶弹的攻击，但通过被动或反应装甲来做到这一点很困难，提供攻顶防护以及均匀分布的动态防护，而非只是正面防护，对现代化装甲战车提出了更大挑战。

分布式主动防护系统的进一步发展可推动装甲战车在应对多种威胁方面的进步，采用这种系统无需对车辆进行大范围的全寿命周期改进，这对于寻求现代威胁解决方案的用户和设计人员来说可能是一种合理有效的方式。