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研製者詳解如何分析坦克性能,談中國99、96坦克改進計劃

(2009-11-18 10:23:15) 下一個


兵器知識2007.11


  作客專家晨曦劉林

  主持人藍白

  記:俄係坦克與西方坦克的作比,一直是朋友非常樂道的話題,下麵就談談此方麵內容。從機動性講,西方坦克一直占有優勢,比如零半徑轉向。

  晨曦(簡稱晨):西方第三代坦克憑借優異的傳動係統可以做到兩條履帶以相同的速度同時朝相反方向運動,實現原地轉向即零半徑轉向。這一戰術動作的價值在於,一是將車首迅速轉向威脅最大方向,對攻擊和防護都非常有利。二是不離開路麵原地掉頭,可有效利用狹窄地帶和避免駛下公路發生意外事故,這對鐵道運輸和平時車輛調度也很有意義。三是整個車隊可以全體同時掉頭而不發生碰撞。

  劉林(簡稱劉):的確,坦克原地轉向為其迅速機動、攻擊目標提供了很大的方便,原地轉向性能的優劣已成為衡量坦克機動性能的重要標誌之一。目前我國坦克還無法做到這一點。有些讀者在看國產軍事題材連續劇,比如《沙場點兵》應能發現,我國坦克行進間轉向時是依靠對一側履帶進行緊急製動,另一側履帶保持轉速,通過力的不平衡來實現轉向。不過MBT-2000出口型坦克已可做到原地轉向。

  記:關於坦克機動性,很多人似乎隻在乎最大速度或最大行程。

  晨:坦克的最大速度分為公路速度和越野速度。在戰場上,最大公路速度基本派不上用場,除非是廣闊的平原地帶。而越野速度和最大行程又受到諸多條件的影響,其理論數值和實際數值有較大差異。

  劉:在機動性中,加速性更重要。在戰場上,坦克如處在靜止狀態,被敵瞄準後,激光告警裝置接收敵坦克激光測距儀的信號並報警,駕駛員緊急啟動坦克,從靜止加速到32千米/小時,意味著開出半個車身的距離,從而幹擾敵坦克瞄準。西方坦克得益於裝備自動變速箱,從靜止加速到32千米/小時,"勒克萊爾"隻需5.5秒,其它第三代坦克也基本在7.2秒以內,這要快於俄係坦克火控係統反應時間。

  反觀俄係坦克,基本上采用液壓助力手動或半自動變速箱,靜止到32千米/小時,即便是掛檔技術嫻熟的駕駛員也普遍在12秒以上,這段時間足夠裝備精良火控係統的西方坦克對其射擊2次。有些國家的最新型主戰坦克雖然在最大公路速度和單位功率上達到了世界先進水平,但靜止到32千米/小時需10秒左右,和西方坦克有較大差距。 (中國就中國啦,還“有些國家”……)

  晨:不過在戰場上,除非是伏擊戰,己方隱蔽中的坦克會處在靜止狀態待機,當已開始地麵決戰的時候,沒人會把坦克靜止在危險區域。基本上敵我雙方一接觸就要保持"動對動"的射擊態勢。而且在伏時,如果讓敵先一步進行激光照射測距,己方也就失去了伏擊的意義。

  另外一點,當有意識開始撤退的時候,倒檔速度就顯得尤為重要,而這一指標往往是人們易忽略的。西方坦克普遍能達到40千米/小時的倒車速度,這樣可以通過倒車,在撤出戰鬥時把防護能力最強的前裝甲衝著威脅最大的方向。海灣戰爭中,美軍在和伊共和國衛隊的一次敵眾我寡的戰鬥中,M1一邊倒車一邊對蜂擁而至的T-72射擊。由於M1倒車時速較高,T-72始終無法縮短雙方距離,M1則始終保持著射程上的優勢,擊毀了大量T-72。

  俄係坦克顯然不重視倒檔速度,現在的型號也基本隻有10千米/小時。我記得在一本關於中越戰爭的書中曾有這樣的記載:在一次戰役中,某坦克連需經常進入預設陣地為步兵提供火力支援,但往往開火15分鍾就會招致越軍的炮火覆蓋。鑒於59式坦克倒車速度太慢,連長不得不冒著把坦克最薄弱的後部對著敵方陣地的危險,戰鬥前命令所有坦克倒車進入陣地,一旦遇火力報複,掛前檔高速撤出戰鬥。

  劉:行駛速度是一方麵,戰場上發動機的維修速度也非常重要。舉個例子,1987年,80-2坦克參加外貿競標時,外方對其行駛性能較滿意,但在"發動機拆裝維修"這項考核中,競爭對手法國的AMX-32采用整體吊裝式發動機,平均拆裝時間隻要45分鍾。而80-2式沒用這項技術,拆裝要8小時,維修保養性能直接導致了外貿失敗。但這也是設計人員第一次接觸這種技術,此後,整體吊裝技術開始被重視。

  記:說到發動機,有讀者問到橫置和縱置方案的比較。

  劉:發動機橫置比縱置要好。可縮短車體長度,從而控製全車重量。比如MBT-2000,采用和99式同樣達1200馬力的發動機,但采用橫置,不僅車體長度隻有6.487米,而且比發動機縱置的90式輕了5噸,隻有46噸。96式和它們比,雖發動機隻有730馬力,但也采用橫置,車體長隻有6.668米,均遠小於99式的7.6米。

  記:在武器方麵,西方對俄羅斯的炮射導彈不太認可,對此怎麽看?

  晨:目前炮射導彈的射程普遍在4-5千米左右,射程雖然遠,貌似可以做到先敵開火並攻擊武裝直升機,但這對坦克觀瞄係統要求很高。西方觀察家曾指出:俄係坦克上裝備的白俄羅斯生產的IK13觀瞄係統采取被動模式發現目標的距離隻有500米,采用主動模式時,發現目標的距離為1200米。這種激光製導觀瞄係統在低光環境下,對坦克的識別距離隻有800米,那麽俄羅斯炮射導彈射程遠及四五千米有什麽用!可見西方對此類射程遠的武器不感興趣,認為實際作戰環境中打太遠沒意義。據統計,伊拉克戰爭中,M1A2的平均開火距離不超過2500米。

  劉:炮射導彈的反直升機實際上也無從提及,AGM-114A"海爾法"的射程達到7:5千米,完全可在俄炮射導彈射程外從容地對其進行打擊。

  晨:即便是俄國最先進技術也無法保證炮射導彈的全程製導。比如烏拉爾運輸機械製造廠設計局的資料顯示,目前裝在T-72M1的後繼型T-72M1M上的炮長瞄準鏡在夜間頂多能對3500米遠的目標射擊,車長獨立觀察瞄準鏡夜間作用距離更是不足1200米,超出此距離隻能通過線路把炮長的觀察畫麵傳到車長的顯示器上來達到"車長超越炮長"。而美國裝備的第二代熱像儀已使M1A2SEP在夜間具備6800米的探測距離和3250米的精確有效射程,幾乎抵消了炮射導彈的遠程優勢。

  記:具體講一下剛才說的"車長超越炮長"能力。

  晨:簡易的火控係統就能實現"車長超越炮長調炮"。比如59改式坦克,隻需車長有自己的觀察設備即可,但最終開炮仍要車長命令炮長完成。而"車長超越炮長射擊"就需要車長和炮長各自擁有獨立的觀察、瞄準設備,保證車長和炮長一樣,既能觀察目標也能射擊目標。這就是具備"獵-殲"能力的指揮儀式火控係統了,也稱"穩像"式火控係統。

  記:自動裝彈機是否成為趨勢,M1就不用自動裝彈機(除非裝140炮)。

  晨:西方坦克設計時考慮到了適合其絕大多數人的身高,俄係坦克則為了低矮而大量使用一米六左右的成員,於是形成西方坦克65噸、俄係40噸,俄係坦克采用自動裝彈的局麵。美國其實研製了性能出色的自動裝彈機,但他們認為目前坦克炮彈藥沒重到人力不能及,因此沒有裝備自動裝彈機,從而控製M1售價。反觀蘇聯,T-64第一次裝備自動裝彈機,其每每"咬住"車長和炮長的衣服送進炮膛不說,部隊意見最大的是缺少了一名乘員,在保養坦克時增加了其他乘員的工作量。

  今後,在平衡了價格、可靠性和必要性之後,尤其是為提高威力而向130毫米甚至140毫米的大口徑化、分裝化的發展趨勢看,彈藥自動裝填已成必然。

  劉:目前西方服役的自動裝彈機在任意角度裝填、獨立高可靠性完成裝填-退彈、故障人工冗餘這幾方麵都有缺陷。日本陸上自衛隊1998年在富士山腳下舉行的綜合火力演示,參加的4輛90式有3輛的自動裝彈機發生故障,嚴重影響了戰鬥力。日媒體為此驚呼,如果在戰時,本來數量就有限的90式將因為裝彈機可靠性低下而遭滅項之災。據統計,90式自動裝彈機的故障率為5%,而MBT-2000上的出口型號裝彈機已經低於1%的故障率,自用型號應該更低。

  晨:目前大多數自動裝彈機需要定角裝填,就是說坦克開炮後必須炮管俯仰回歸一個固定角度,才可以裝填下一發炮彈。

  說到裝彈機,還有一個問題。資料表明,96式坦克的人均占有空間略大於59式坦克,但在實際使用中,由於59式沒有96式的自動裝彈機產生的阻隔,其車內空間是相通的,車長、炮長、裝填手可以互相借用他人空間,使每個人實際可使用的回旋空間大。這就提醒人們,在軍事中,理論和事實在很多時候不能單依靠數據來推定。

  記:我國及俄羅斯坦克采用炮塔吊籃式自動裝彈機,無法實現彈藥隔艙化。

  晨:這個問題要綜合來看。西方的隔艙化設計也有很多問題。美國坦克與機動車輛司令部一位項目負責人的報告稱,伊戰中M1的炮塔彈藥艙被125毫米炮彈從後麵命中引起炮彈著火,彈藥防爆炸隔離門使爆炸區得到了控製,坦克乘員隻是吸入了少量煙霧。但就我了解的情況看,這輛M1隻是幸運而已,實際在戰爭中發生了多起取完彈藥而隔離門想關關不上的情況,隻是這些M1沒有被擊中尾艙而已。

  劉:西方坦克還有一點區別,同樣的隔倉化彈倉,美國M1尾艙儲存的彈藥是彈底在前、彈頭向後,此方案是最安全的,但犧牲了自動裝彈機。而法國和德國為滿足自動裝彈機的裝填速度,是彈底在後、彈頭向前,被命中後恐怕就不是吸點煙霧那麽簡單了。他們看重的是泄壓板和艙內的預防二次效應設備的作用,但效果怎麽樣,沒經過實戰考驗不好說。

  記:有讀者問到尾艙存放彈藥和彈藥隔艙化設計的區別。

  晨:兩者基本是兩個概念,"風暴1"坦克(也叫85I)就采用了尾艙存放6發彈藥的設計,當時這樣設計主要是為了在水平方向,無論炮塔怎樣旋轉都能保證任意角度裝填,隻是垂直方向仍需定角裝填。不過它的彈艙和戰鬥室間並沒有隔板,尾艙上部也沒有泄壓板,不能叫隔艙化。

  采用隔艙化設計,炮塔尾部自動裝彈機必然導致坦克炮塔體積和重量增大,就不得不增大和強化炮塔圈,進而又使車體變重。這樣隻能降低炮塔的裝甲防護。

  記:繼續談談吊籃式自動裝彈機。

  劉:一直以來,人們普遍認為這種裝彈機的安全性遠遠遜於西方的係統。但實際上,吊籃式自動裝彈機位於設防嚴密的坦克艙中心偏下的位置,周圍有坦克厚厚的外裝甲作保護。加上位置偏低,被命中的概率很小。反觀西方坦克,尾艙那麽高,被命中的概率非常大。但吊籃式裝彈機要想提高射速,則裝彈機就要在上一發炮彈發射前進行提彈工作,導致裝彈機的提彈機上始終有一發炮彈。當己方被擊穿時,射流或殘片極易擊中這發炮彈,這是一大缺點。

  晨:吊籃式存在泄壓困難的問題,但是海灣戰爭中伊拉克坦克炮塔被掀翻並不能代表俄係坦克的情況

  。因為伊拉克的T-72是專用於出口的簡化版,前裝甲僅相當於320毫米鑄鋼,根本無法為車內彈藥和人員提供有效保護。而且伊拉克沒一輛坦克裝有防二次效應的裝備,被命中後必死無疑。車臣戰爭中,T-72和T-80U是因為車內可燃材質偏多,滅火抑爆係統不良而導致了較多損毀。我國多年來一直注重高效滅火和抑爆係統,80年代初就已達到西方水平,經過20餘年發展改進,目前裝備的新型滅火抑爆探測裝置能對金屬射流迅速做出反應,相信它會保護好坦克乘員和彈藥。

  劉:伊拉克坦克炮塔被掀翻是正常的,從它的T-55到T-72,這些型號本來就存在炮塔和車體連接過於簡單的設計缺陷。再看西方坦克,號稱最注重防護的"梅卡瓦"就被地雷掀翻過炮塔。2003年10月28日,美國第四機步師最先進的的M1A2SEP踏上了地雷,一樣被掀翻炮塔,且乘員無一幸免。

  晨:其實西方坦克尾艙裝的彈藥是一部分,其餘的彈藥仍放在車體內。比如M1A1尾艙裝34枚彈,車體內還有6發彈。一旦這個位置的炮彈被引爆,泄壓仍是個問題,此時也隻能寄希望於防二次效應裝備了。但值得一提的是,艙內儲存的彈藥,盡管處在坦克主裝甲防護之下,但美國等仍對其采用專門的甲保護。M1A1的6發彈放在了艙內一個專門的裝甲容器內。而不設尾艙儲彈的"梅卡瓦",其車體內每一發炮彈都有獨立的裝甲容器,確保安全。

  劉:目前坦克炮穿甲彈初速普遍在1700米/秒以上,炮口動能普遍在10兆焦耳以上。如果是以前的坦克,像T-34之類,如此能量傳遞到裝甲上,坦克和乘員是要一起吸收這能量的。彈丸穿透裝甲板時引發的超壓對人體是致命的。我國曾拿猴子做過試驗,老式的100毫米鈍彈頭幾乎可以把坦克內乘員震死,至少震暈而失去戰鬥力。這些結論都是針對當時的裝甲水平。現在都用複合裝甲,不容易出現超壓的問題,但長杆彈穿透裝甲時飛濺的碎片對人員是嚴重威脅。2003年3月24日,英國的"挑戰者"2被己方同型坦克用穿甲彈誤擊,雖然彈藥沒有殉爆,但也失去了戰鬥力並造成2死2傷。

  晨:海灣戰爭中發生過M1A1HA被T-72命中的情況,雖沒造成傷亡,但伊拉克的彈藥是老式出口型號也是原因之一,,而且我懷疑命中時已經是該彈極限射程了。

  T-72出口型都火力偏弱,尤其是彈藥。印度曾用T-72的出口彈藥作穿透試驗,發現其威力非常有限。好的彈藥,賣方肯定是自己留著了。由此看來,假如伊拉克T-72的炮彈再強些,不僅擊中M1的尾艙,而且擊穿尾艙和裝填手之間那道並不算厚的彈藥防爆隔離門,那麽隔艙化的意義將不大。俄羅斯的研究證明了這一點,與其設置隔艙化,不如加強外部裝甲,改進防護結構。第二次車臣戰爭中,一輛T-80U履帶被炸斷,停在原地近6個小時,其間受到反坦克導彈、單兵火箭和各種火炮近百次打擊,坦克雖然完蛋了,但是3名乘員靠裝甲的保護都活了下來。

  劉:坦克的防護效果包括隔艙化的效果,都是統計概念,比如"梅卡瓦"是在5000輛的戰場統計中得出的防護概率,它的人員及彈藥防護效果比搞隔艙化還要好,所以單看某次坦克的受攻擊效果不能作為評定依據。不能簡單否認隔艙化及其它裝甲技術的作用。記:目前,彈藥和裝甲防護的性能差距有拉大趨勢,如何看?

  晨:複合式間隙裝甲還是有希望的。它被穿甲彈擊中時,不同厚度的間隙裝甲產生回波,相互抵消,利用物理性能削弱彈頭動能。再有就是既能防穿甲彈又能防破甲彈的"雙反"式爆炸反應裝甲。另外,現在坦克重量已近極限,必須尋找新途徑,如各國都在研製的主動防護係統,能在240°範圍內作出反應並發射攔截彈,使彈頭改變彈道。

  劉:前些日子有些國家的新型坦克被披露裝備了類似俄式"窗簾"的光電幹擾係統。這種係統能為己方坦克提供激光測距預警,並幹擾對方的激光測距儀,最主要的是能使"陶"、"海爾法"、"小牛"、"銅斑蛇"之類的激光製導武器的命中率降低80%-90%。BMP-3也裝備了類似係統,在一次十分接近實戰的對外展示中,這套裝備使所有來襲導彈偏離目標,性能非常優異、可靠。

  晨:防攻頂也是一大課題。96式和99式炮塔均具有"頂部傘形加強式結構"。

  記:"梅卡瓦"車頂也有類似考慮。

  晨:"梅卡瓦"可能還有其它考慮,比如要在戈蘭高地上向下打擊,因此對俯角考慮較多,它的頂部及前車體斜度可能考慮了炮尾向上幅度。

  記:前麵提到了"動對動"射擊,是否裝備了"雙穩"就具備了這一能力?

  晨:雙穩指的是方向和高低穩定,是指鎖定目標後,無論坦克轉彎與否、地形起伏與否,火炮仍能指向目標。我國從69式開始裝備"雙穩",但精度達不到"動對動"的要求,基本上隻能滿足小速度下的"動對靜",而且單一的"雙穩"係統本來就不能滿足"動對動"射擊。

  劉:目前西方的火控係統也隻能保證坦克在10千米/小時的速度下射擊動態目標,30千米/小時的速度下射擊靜止目標。以上數據還是理想情況下,更多時候坦克是通過短停來達到精確射擊的。如果交戰雙方都處在"動對動"的情況下,雙方車速都不會很快,否則都無法保證射擊精度。

  這樣看,如果己方火控係統一直不如西方,但隻要"靜對動"的命中率和西方"動對動"的命中率不相上下,就可以通過戰術運用,以短停射擊來和M1等西方主流坦克對抗。

  其實,蘇聯不是沒有把火控搞上去的實力,而是它生產規模太大,不同的廠都要生產,所以沒必要在坦克的火控上做這麽大努力,因此不如精雕出來的西方坦克。

  在"動對動"時,自動裝彈機就有些優勢。在野戰"動對動"的情況下,沒有裝備自動裝彈機的裝填手,要在顛簸的坦克內用膝蓋頂住尾艙隔離門的開關,同時轉身取炮彈,然後鬆開開關,推彈上膛,這是困難的。美製120毫米坦克炮的M892脫殼穿甲彈重18.8千克,M831更是重達24千克。如果因坦克顛簸,裝填手不慎失去平衡,而懷裏又有一顆炮彈,後果很嚴重。所以說M1隻能以很慢的速度或幹脆靜止狀態才能完成裝彈,也就是說M1不具備持續不停歇的"動對動"射擊能力。伊拉克的作戰環境屬於平緩的沙漠地帶,不會太顛簸,而且伊拉克陸軍已經不能對M1構成威脅,所以這一缺點體現不出來。北約坦克本來是為多平原的歐洲戰場準備的。

  記:如何看"梅卡瓦"裝60迫擊炮?

  劉:這跟作戰環境有很大關係,畢竟以色列的中東敵對國家拿不出能和"梅卡瓦"匹敵的坦克。但是防步兵是坦克必須麵對的課題,畢竟讓成員探出身子操控機槍非常危險。西方在研究和使用遙控機槍,而有些國家坦克的煙霧彈發射器中,煙霧彈和步兵殺傷榴彈是混裝的。

  記:有些坦克可搭載步兵,如"梅卡瓦"和烏克蘭BTMP-84,是否為趨勢?

  劉:個人認為,坦克是最應該強調專用的武器,搭載步兵勢必影響性能。比如"梅卡瓦"要是不得已搭載步兵或放置擔架的話,就要舍棄大部分的彈藥,坦克也就失去了原本用於衝鋒突擊的意義。如果步兵戰車在不超重限度內提高了防護和火力,完全可以勝任未來戰爭。

  記:最後談談96和99。

  晨:99和96可謂是坦克版的高-低搭配。拿觀瞄儀來說,據公開資料顯示,96裝的是相對便宜的"穩線"式觀瞄儀。一般來說,這種觀瞄儀的微光和熱像光路不能經過雙自由度陀螺直接穩定的120°棱鏡,這就使它在夜視狀態下攻擊時不能"穩像"而隻能"穩線",對炮手的戰術素養和技術要求較高。雖不及99式的"穩像"式,但部隊反映很好用,"動對靜"射擊效果很好。此外,兩者用的夜視儀不同,成本有很大差別。

  劉:96式基本型號總重隻有41噸,作為大量裝備的型號,必須適應各種作戰環境和地理條件,因此被限製了重量。其技術取向是較薄的主裝甲,視具體情況配置較好的附加裝甲。而西方的模式一般為:炮塔正麵用一體式被動防護裝甲,在有搶修工程車時才能快速更換,而首上和側麵為塊狀反應裝甲。99式由於未來成了規模也沒有96式多,應該多部署於北方地區,對減輕重量要求較低,裝甲可以厚些。

  晨:我國的一些技術細節還有待改進,比如觀瞄裝置口徑較小,觀瞄裝置抗打擊能力低,戰時易損壞,遠不如M1A2的觀瞄裝置有防護裝甲,這一點應改進。此外,像M1A2的車長瞄準鏡采用獨立雙穩,在主炮旋轉時可不隨主炮角度變換,在炮長使用主炮並轉向目標時,車長依然可以獨立觀察目標,在實際作戰環境中這一特點的作用非同小可,值得借鑒。

  劉:如"穩像"式火控係統僅僅穩定了瞄準線和火炮,導致炮長或車長對目標探測和識別後,跟蹤的精度較低,尤其對進行各種機動的目標而言,跟蹤誤差大,且跟蹤隻能靠炮手手動控製,那就需花費大量的跟蹤/精確瞄準時間。如果再加上自動化程度低,在首發沒有命中的情況下,次發命中率就會更低。西方的火控係統普遍根據熱像儀的輸出信號自動跟蹤,隻有這一係統出現故障時才降級用手動跟蹤。所以應大力開發自己的光電幹擾/對抗設備,開發具有自主知識產權的主動防護係統。其實前麵說到的國外主動防護技術嚴格來說隻能算是被動,它隻能等對方彈頭飛到離坦克很近處才發射攔截彈。相比之下,我倒覺得光電對抗係統屬於主動防護,在探測到敵方照射信號時就立刻采取措施。

  晨:再舉一個地方,火炮由於炮管的變形彎曲,對精度影響較大,當炮口向下達1密位,也就是0.056°時,1000米的直射距離,偏差能達1米之巨。西方普遍裝備炮口校炮鏡,通過對光束的反射偏轉來實時監控炮管的彎曲,借助高性能火控計算機取得極高的首發命中率。我國對於這些可大幅度提高坦克作戰能力的技術應給於足夠的重視。


































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