高技术让坦克隐身有术

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  随着各种高新技术特别是隐身技术在军事领域的广泛应用,相继出现了各种隐身兵器,读者朋友最熟知且较有代表性的主要有,美国的F-117隐身战机、瑞典Visby级护卫舰,其实,隐身技术除了应用于飞机和舰船外,已早就应用于坦克装甲车辆领域了,对提高车辆的战场生存能力起到了重要的作用。
  所谓隐身技术,就是以缩小其能被探测到的范围或者降低其在指定区域内被探测到的可能性等类似情况为目的而采取的信号特征处理技术。过去,那些传统而陈旧的隐身技术已满足不了高技术条件下对装备的隐身要求。高技术条件下的隐身主要包括以下几种隐身方法。
  
  可视信号隐身
  
   就目前而言,可视探测仍是战车的最常见威胁,因此需要进一步减小车辆的可视信号特征。减小车辆可视信号特征的基本做法是使用伪涂料,如法国研制的隐身坦克,就涂有采用高技术专门研制的吸波材料。使车辆反射光与背景反射光接近,降低车辆与环境的光学对比度,这样就不易将车辆从背景中区别出来。
  伪装涂料的使用,最早可以追溯到1916年的首批英国坦克。伪装图案有单色和多色之分。欧洲国家普遍采用的是由棕色、绿色和黑色粗犷斑纹所构成的迷彩图案,而且图案光泽发暗。多色迷彩与环境更为协调一致,可扰乱车辆的特征模式,使辨认和探测更加困难。在柏林墙倒塌前,驻扎在柏林的英国“酋长”坦克采用了市区伪装图案,最近,法国也给“勤克莱尔”坦克涂装了市区伪装图案,这种市区伪装图案能够与市场区建筑物的特征保持一致,迷彩采用白色和灰色,而且斑块呈矩形,而不是常见的圆形。
  通常设计的伪装涂层的反射率不但与周围环境的可视光谱(0.39~0.77μm)而且与近红外光谱(0.77~1.5μm)相一致,此种设计显得尤为重要。因为这种背景中的植物含有叶绿素,是近红外的绝好反射体。
  不过,针对特殊环境开发的伪装涂料也有其局限性,其效能会受到季节变化的影响。如针对草木环境的伪装涂料,在冬季雪地使用时,将起不到任何伪装作用,而且还会突显坦克的信号特征。这种状况,除了完全重新涂刷之外,还可以在现有涂层外面涂刷临时性伪装涂料。二战期间,各国坦克广泛采用各种伪装涂料,德军在苏德战场还为其坦克涂刷了临时性冬季迷彩,以适应苏联严冬飞雪的气候环境。
  最近,自适应伪装材料也欲粉墨登场,将低电压加于专用聚合物面板上,可使伪装能够适应环境的季节性变化。目前,这类自适应伪装材料仍在研究之中,其实用性,尤其是强度,还有待于证实。
  除了伪装涂料之外,伪装网也正在得到越来越多的应用。用伪装网成功地伪装静止车辆,已有多年的历史,但现在,伪装网的应用范围已扩展到了运动车辆上。应用实例是瑞典绅宝?巴拉库达公司生产的MCS机动伪装系统,是在薄而稀松的织物基底上粘一层聚合物薄膜。装车后能形成更加贴近自然的三维表面特征,薄膜上的色彩为计算合成的可适应所在区域气候的色彩。虽然这种机动伪装系统能够大大降低坦克的被探测距离,但易于磨损,易于被树枝和灌木刮坏。20世纪80年代的安格拉战争中,南非坦克在灌木丛中作战,许多比伪装网系统紧固得多的设备都被扯掉了。
  
  热源信号隐身
  
   进一步研制包括金属膜在内的伪装网/覆盖系统,不但对战车的能见度有利,而且对其热信号的降低也都有帮助。
  自20世纪70年代以来,由于热成像系统的使用日益普遍,战车不仅面临被红外系统探测和捕获的威胁,还面临热寻的导弹的威胁,因此,车辆热信号特征问题变得日益突出。如何减小坦克的热信号特征,可真让坦克设计师花了不少心思。
  热成像系统可探测3~5μm和8~12μm波段的红外辐射,即通过大气传递的反雷达金属干扰带,可观测视场内的辐射变化。要降低车辆的被发现概率,应尽可能减小车辆红外辐射与环境的差异,红外射线随着车辆的温度和辐射能量的变化而变。虽然车辆无法与自然环境完全融合,但至少不应当让车辆表面温度有突然的变化,否则会暴露车辆的特征。
  就坦克装甲车辆而言,主要热源是发动机,特别是排气系统,为了将高温效应降低到最低限度,排气口应设置在车辆尾部。目前,在发动机前置的装甲车辆中,只有部分最新式车辆将排气口设置在尾部,如瑞典的CV90步兵战车。
  乌克兰T-80YⅡ和T-84坦克上装备的废气引射驱动冷却系统也是坦克降低热信号的一种有效装置。该系统将发动机冷却空气混入发动机废气以降低排放气体的温度。热像仪能探测到燃烧不充分而产生的热粒子云,但却探测不到热空气。所以,排气口不应向下开,以避免扬起灰尘和留下热痕而被热像仪探测到。同样,发动机的废气也应当尽可能清洁。发动机排放气体清洁还有一个好处,就是可减小因冒黑烟而被目视发现的机会。目前,仍有许多坦克的柴油机在行进时会冒出滚滚黑烟。
  除了发动机废气所引起的问题外,发动机产生的热量还能造成车体部分温度大幅升高,发动机前置的车辆尤为明显。不过,在最近研制的某些车型上,已经部分解决了发动机热传递问题。拿CV90步兵战车来说吧,通过布置在装甲下的绝热层来循环空气的方法,可将装甲温度冷却到与环境温度差别不大的水平,就可使坦克躲开热成像系统探测和捕捉。
  
  由于热自寻的导弹、攻顶式导弹及子母弹威胁的存在,即使发动机后置,也需要保持动力室顶甲板温度尽可能低。乌克兰T-84坦克已经很好地解决了这个问题,具体就是在动力室上方安装一层隔热板,隔热板的下方为冷却空气的通道,这样就降低了动力室的表面温度,大大减少了被热寻的弹药击中的概率。法国研制的隐身坦克,为降低坦克的热特征信号,将冷空气在外部的吸波材料和内衬之间流动。采用这种双层结构并使冷却空气在其内循环的方法,大大降低了动力室的表面温度。除了降低温度以外,通过采用低辐射涂层还可以减少车辆表层辐射的红外射线。
  减少辐射的另一种方法是采用低辐射率伪装网。伪装网的切口表面和通风系统虽然排出一些热空气以防止热量的积聚,但车辆的总体辐射水平仍可降到接近环境的水平。
  坦克的行动机构,由于采用一些橡胶件,也会引起独立的热源问题。当车辆行走一段时间之后,履带式车辆的挂胶履带、带状橡胶履带的挂胶负重轮,都会清晰地显现在热像仪的屏幕上。为了消除行动机构的热信号特征,设计师为这些履带和负重轮,安装了挠性裙板。但是履带和负重轮并不能完全被遮住,因为裙板装得越低越容易被粗糙路面所损坏。人们现正在研制冷行动橡胶,但进展不大。不过,对于坦克或履带式车辆而言,已有一个解决方法,那就是避免使用橡胶,而使用全钢履带和全钢负重轮。以色列“梅卡瓦”Mk3和Mk4坦克使用的就是全钢履和全钢负重轮。
  
  雷达信号隐身
  
   除了目视观察和采用热像仪外,雷达探测也是搜索坦克的重要手段,要达到隐身,必须做好坦克对雷达信号隐身,降低坦克的雷达信号特征。减小车辆的雷达信号特征实际上就是减小车辆反射到雷达的能量,减小雷达目标等效反射面积。为了降低车辆对雷达目标等效反射面积,车辆的外表应采用大的平展表面,使雷达回波的方向偏离雷达源。英国“武士”2000步兵战车及法国AMX30 B2 DFC履带式隐身演示车都采用了这一技术。这两种车的侧装甲向里倾斜,将雷达波向地面反射。
  法国的隐身坦克其炮塔和底盘的外形设计很特别,能有效地降低坦克的雷达特征信号。车体两侧向内弯曲了一定角度,裙板的下部还装有附加的盖板,用来盖住负重轮。在正面防护弧度范围内,炮塔向外有些倾斜,有效地降低了对雷达波的反射。
  由于平展表面能够集中雷达反射,因此,指挥塔和潜望镜的外壳,应当就像AM30 B2 DFC履带式隐身演示车上那样,设计成多面形的,而不是圆形。同样,火炮身管的护套,也应当像英国“武士”2000及瑞典CV90上的机关炮那样,各平面彼此不要成直角,以避免二次反射引起的雷达目标等效反射面积增大。目前,多种外部装置会造成二次反射,如多联装烟幕弹发射器,所以这些装置不应当安装在炮塔外面,而应当像“勒克莱尔”坦克一样,安装在炮塔轮廓之内。
  通过使用吸波材料,能够进一步降低雷达目标等效反射面积,这一点对付毫米波雷达尤为明显。另外,雷达波在某种程度上也能被专门为雷达伪装和目标伪装而研制的伪装网所吸收和分散。坦克履带裙板除了可减小坦克的热信号特征,同时也可有效减小坦克的雷达信号特征。通过采用不同方法可使坦克的雷达信号特征减少90%~99%。
  
  制作材料隐身
  
   美国正在研制一种高强度的新型复合材料,这种材料由高强度的S-2型玻璃纤维和加强型聚脂树脂模压而成,其外侧又镶嵌了高硬度的陶瓷材料以提高防弹能力,不仅比重小、强度高、防弹性能好,而且目标特征信号弱,可用于制造坦克车体或炮塔外壳。其隐身作用表现在:对光波和雷达波的反射比金属弱,并可吸收部分雷达波;可缩性强,可制成最佳隐身结构外形;隔热性好,可减弱坦克的热辐射信号;有消声作用,如M-2“布雷得利”步兵战车的车体采用新型复合材料后,车内噪声比原来降低了5~10分贝。
  另外,英国正在研制一种用增强塑料做车体的塑料坦克。该车重量轻、噪音小、用电池驱动。由于改变了传统的用料和驱动模式,使坦克具有很强的隐身功能,不易被探测。该坦克周围有强电磁场环绕,可使来袭导弹的电子系统失效或提前将导弹引爆,使其完全丧失攻击性。坦克的车体表面还有一层聚合物涂层,大多数雷达都无法探测到它,涂层的颜色能够根据外部环境随时改变,在近距离上肉眼也不易发现它。
  
  动力装置隐身
  
   法国人发明了一种用电驱动的新型车轮,促进了坦克隐身功能的增强。法国一家公司展出了一种旨在给坦克提供“极高机动性”的车轮系统,它淘汰了传统的机械传动方式。同时美、英、法三国都在竞相研制电动车辆。其主要特点是隐身程度高。因电力马达无噪声,不产生废气,热特征也小得多,因而很难用雷达搜索和分辨。该公司所展出的样品,包括采用一台燃气涡轮发电机来推动的一台交流发电机。交流发电机直接为车辆提供动力,同时给车上的蓄电池充电。为减少热辐射,当车辆到达作战区域时就将驱动系统关闭,启用蓄电池来供电。这种车轮的时速最高可达到750转/分。
  隐身技术旨在降低整个武器平台的红外和电磁波特征信号,实验证明,能有效对付8~12μm波段工作的热像装置、雷达和毫米波装置的探测。
  上述隐身方法在坦克设计中都是综合考虑、复合使用的,各种隐身术可以大大减小坦克的被探测距离,从而大幅度提高车辆的生存力。也许有一天,坦克可以随风潜近、悄然无息。△
  

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