装甲车的“篱笆墙”

时间:2022-07-04 03:00:19

在各大国际防务展上,观众经常可以看到各种装甲战车上安装有像格栅一样的装甲防护网,就像给战车扎起了一道“篱笆墙”一样,那么,这道“篱笆墙”是用来防御什么的,防护效果到底有多大?为此本刊特邀请上海北方防弹科技公司徐巍刚高级工程师,对此作以深入讲解和点评。

防火箭弹装甲系统何时出现

本刊记者(以下简称记):这种格栅一样的“篱笆墙”最早是哪家公司,在何种产品上问世的?主要用来防御什么类型火力打击的?

徐巍刚高级工程师(以下简称徐):这种格栅叫做金属板甲,也被称为金属杠甲、笼护甲和隔离装甲,是设计用来安装在车辆上,抵御火箭弹(RPG)攻击的一种网状材料。

最早是在二次世界大战中由德国首先采用,叫做Drahtgeflecht-Schurzen(意为“线网裙”),用来强化其坦克防护能力来对付炮火。它被发现和钢板有类似的防护效果后,1943年3月,阿道夫・希特勒下令大量新产各类坦克必须安装此类防护。由此之后,面临着新的更有力量的德国“铁拳”,苏联红军同样配备了由金属网栅板制的“弹簧”装甲。后来美军在越战时期,由于饱受越军RPG-7的伤害,也大量采用了类似的装置。

记:在这种格栅装甲防护网出现之前,火箭弹对装甲战车的威胁有多大,传统的装甲层受到火箭弹打击之下,对战车以及乘员安全会造成多大程度的损伤结果?

徐:首先需要指出的是,这里所提到的火箭弹主要是指肩扛式火箭推进榴弹。根据2013年世界权威《防务》杂志了一份全球防弹车市场报告,该报告调查对象覆盖了美、英、法、德、加拿大、澳大利亚、南非、印度、土耳其、阿联酋等国家的现役与退役军事指挥官、防弹制造商以及媒体、医疗相关领域,调查数据表明在车辆的各类安全威胁中,火箭弹的威胁是仅次于简易爆炸装置(1ED)的第二大威胁,威胁程度要达到60%以上。

RPG实际上集合了子弹和手榴弹的双重威胁,既能像子弹那样依靠动能穿透车体,也能像手榴弹那样靠破片、冲击波造成巨大伤害。至今为止,美军在伊拉克战争阵亡的5000多人当中,有1000多人是死在“悍马”车上,其中很大一部分伤害就是由火箭弹造成的。

记:战车四周增加了格栅装甲保护之后,为什么能够有效降低火箭弹打击的威胁,有什么样的具体原理?

徐:在车辆四周放置金属网围栏后,就像给车辆装上了“铁布衫”、“金钟罩”。火箭弹为增强爆炸破坏力和飞行稳定性,一般战斗部的直径会比较大,而且会安装稳定尾翼。所以当RPG穿过金属格栅时,会被尺寸较小的格栅网眼卡住,使其鼻部不能碰撞到车身启动引信,从而使RPG不爆炸而成为哑弹。即使发生了爆炸,金属格栅也可以扰乱火箭弹的飞行稳定性,使轨迹发生偏转从而减轻爆炸对车体的损害。举个简单的例子:邻居家养了头恶犬,可是不管它如何狂吠,如何使劲地外钻,隔着篱笆你都可以尽情地调戏。

记:目前,已经得到应用的格栅装甲防护网,具体有哪些公司的哪些产品?分别用在哪些战斗车辆上了?

徐:目前各国军方对反火箭弹装甲系统都有一定的研究,但主要是用者还是美国、英国等几个在伊拉克、阿富汗执行军事任务的国家以及频繁受到火箭弹威胁的国家,以中东地区以色列为例,该国军工企业拉斐尔公司开发的反火箭弹装甲系统不仅用于各类轮式车辆,还广泛应用于各类工程车辆上。像英宇航系统公司(BAE)也有类似产品,其最近开发了LROD铝合金的防护系统还可以大量减轻重量。

防御火箭弹打击效果有多明显

记:有没有具体的试验数据可以表明,到底可以把火箭弹打击的毁伤效果减少到怎样的程度?

徐:由于国内就这部分的研究不多,而且国外研究结论一般不公开发表,所以具体数据暂时没有。但从这个装甲防护网的原理我们可以看出,首先,由于战斗部与车体不直接接触,所以穿透破坏几乎没有;其次,即使火箭弹爆炸,由于爆炸点离车体有一定距离,其威胁将呈几何级数地递减,一般10毫米以下普通防弹钢板就可以防住。这对于军用车辆来说根本不是问题。

记:格栅装甲防护网,通常需要采用什么材料?是与战车的防护装甲壳体一样的材料吗?

徐:从格栅装甲防护网防护原理可以看出其材料并不一定需要和普通防弹壳体那样需要防弹功能,但还是需要有一定强度,以保证在受到冲击时不宜发生弯曲。就我个人理解,用防弹钢板加工并不是个好主意,因为防弹钢板折弯度比较差,而且容易生锈。所以所用材料一般由高强度的金属条焊接而成,有时也用不锈钢。而为减轻重量,最近也大量采用铝合金的材料。

记:格栅装甲防护网,其经纬纹路结构设计上,有没有特殊要求?钢条与钢条之间的宽度和高度尺寸大小,该如何把握?怎样的纹路设计才会有比较好的防护效果?

徐:如果把格栅装甲比喻成渔网,那么RPG就是鱼。渔网洞眼的大小肯定要根据鱼的大小来设定。所采用的钢条宽度一般在5~8厘米左右,厚度5毫米,竖向钢条有时会增加宽度。一般来说水平并列的钢条密度较大,一般间隔5~8厘米,主要功能是为了拦阻火箭弹;而在竖直方向上的钢条密度较小,一般间隔50厘米左右,主要作用是为水平方向上的钢条起到支撑作用。这种设计及拼接方式除了能提供足够的防护,还能减轻重量以及尽量减少对车内人员的视觉干扰。所以,一个较好的纹路结构设计必须要综合考虑防护、重量、视野、成本、安装等各方面的因素。

记:格栅装甲防护网,在网面本身的加工成型方面,是横条和竖条,一根一根焊接起来的吗?怎么拼接,怎么安装,怎么拆卸?

徐:一般都是以焊接方式加工的,但也有部分连接点采用凹槽直接拼接。所加工的单片防护网外形一定要和所保护的车体部位的轮廓线尽量保持一致,否则就不能起到很好的防护效果。

一般根据防护要求的不同,大致有两种安装方式。如果需要将整车保护起来,一般会在车辆外部搭一个方形的框架,并固定在车体上,然后将单片的防护网用螺栓于相应的位置固定在框架上。在只需要对车辆重点部分做防护时,一般在需要保护的部位于车体垂直方向安装一些方管,然后再将防护网安装在方管上。拆卸时,反向操作即可。

需要注意的是,格栅装甲网之所以能起作用,关键是不让火箭弹接触的车体,所以防护网安装后与车体保持一定距离非常重要,一般要求在50厘米以上。

记:格栅装甲防护网,其材料,结构,以及加工这三个环节上,分别对消解火箭弹破坏力有怎样的贡献?有没有哪个因素的贡献效果更大更明显?抑或只是各个因素最优化匹配设计之后带来的综合效果?

徐:简而言之,任何一种防护技术都不是单一的,它必然是材料、结构、加工、安装、维护等各类综合因素在一起才能发挥最优的作用。例如:材料的韧性和张力有利于牵扯住RPG;网状结构可阻止RPG穿过;连接加工点的牢度可使冲击力迅速分散。如果一定要说那个因素贡献更大一点,我个人认为结构所起的因素可能会大一点。

记:格栅装甲防护网,看起来很简单,就像钢筋铁条一样焊接而成,那么它背后有没有一些技术复杂性?比如材料,经纬纹路结构设计,以及加工成型等方面,有没有具体技术难点?

徐:这个格栅装甲防护网看似简单,实际需要经过大量的演算和实验才能得到最优的效果。关键点是在达到防护效果的同时,要尽量减轻重量。虽然格栅结构要比复合装甲要轻30~50%,但仍然增加了不少重量。例如:一台典型防雷车所需的防护网一般重量要达到2.5吨左右。

如上所述,个人认为纹路结构在这种防护技术中所起的作用最大,而这个技术的难点也恰恰在结构设计上。我们大家都知道蜘蛛网的牢度是非常强的,这是经过千万年的进化才得到的最优方案。所以,在结构方面的研究还有很长一段路要走。

负面效果评估

记:装甲车使用格栅装甲之后,在实际使用中,有没有发现会带来一些负面效果?譬如重量增加,或者不利于行驶之类的?如何克服?

徐:当然,任何事物都会有正反两个方面。就这个格栅装甲而言,在实际使用中也或多或少存在一些问题,例如这种通透式的防护本来就不可能达到百分之百的效果,即使对RPG的防护效果一般认为也只能抵御50%的杀伤力,更别提对付体积更小、威力更强的新型RPG了;从防护原理上来说,对于机械或化学引信的RPG的确具有很好的效果,但对电子引信的RPG则要大打折扣;加装格栅防护之后,整个车辆外延体积增大、车重增加,而且外加格栅对车上人员的视线也造成了阻碍,这也对车辆的行使性能造成了很大的负面影响;再者,多一个部件就多一份维护工作,这个道理是很容易理解的,特别是所用材料和连接点的防锈除锈工作比较费功夫。

结语

记:您认为今后装甲车设计上,格栅装甲防护网会不会成为一项“标配”设计,大家都这样做?

徐:我个人觉得这个问题好像是在问AK-47会不会成为部队标配一样。实际上这个技术早在二战时就采用了,而且制造安装比较简单(最少看起来是这样),但到现在也只有在局部场合、部分车辆,甚至是车辆个别部件才使用。我觉得会不会采用,关键要看执行相关任务的具体环境,比如说在反恐行动中所起的作用就会很大。

记:您认为今后装甲车设计上,为了防护火箭弹威胁,会不会有其他的更好的思路和方案?

徐:任何事物总是在矛盾中不断向前发展的,相信随着科技的进步,我们一定能找到更好的解决方案。例如:采用重量更轻、强度更高的材料;结构纹路的设计更合理化等等。当然,总体来说,格栅式防火箭弹装甲系统只能算是一个权宜之计,其他新技术的采用才是根本,例如披挂更轻的复合装甲,以及研发类似以色列“铁穹”和德国“空中盾牌”等对付火箭弹的主动防御系统。

记:感谢您接受我们的采访。

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