差距拉近就不用学了?详解美国第4代主战坦克,对我国有何启示?

俄乌战争的实践经验表明,主战坦克作为地面突击力量的中坚地位依然无可替代,但另一方面作战环境和潜在威胁也发生了剧烈变化。因此,继Euro-Satory 2022欧洲防务展上,德国莱茵金属公司(Rheinmetall)和德法防务系统集团(KNDS)推出KF-51 Panther、Leclerc-XLR以及EMBT新型主战坦克样车后,美国通用动力陆地系统公司(GDLS General Dynamics Land Systems)也公布了最新的Abrams-X技术展示样车。
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在之前的文章中,我曾简要分析了在Euro-Satory 2022欧洲防务展上出现的几款样车。相比之下,Abrams-X展现的技术特点,正好印证了美国与欧洲盟友在下一代主战坦克的认知上的差异。虽然,对于主战坦克而言,“打得穿、防得住、跑得动”依然是永恒的“三大核心”关切,还是在具体内涵上却在悄然发生变化。不过,在具体的认识上俄罗斯、欧盟、美国都有着显著不同,其中的经验值得我们分析与借鉴。
火力——以巧取胜
对大部分人而言,主战坦克给人的第一印象,往往是八面威风的主炮。似乎唯有“口子粗、管子长”才是火力的根本保证。不过,主炮的口径和倍径比关系到坦克的总体设计,并不是随随便便就能修改。而且,在如今的战场环境下,增大口径和延长倍径比,并不是最适合的火力升级手段。目前最有助于提高火力性能的方向,还是应该放在弹药的改进上。在上一篇文章里,我已经就此进行了讨论,有兴趣的朋友可以回看。
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而Abrams-X的主炮就没有提高口径,而是选择了XM360E1型120mm/L48坦克炮。该炮是美军新一代轻型坦克Griffin-II方案的XM360型主炮的改进版,它采用了轻量化设计,身管的外层使用碳纤维和玻璃纤维,在降低身管重量的同时提高了可用膛压,还有效提高了立靶密集度。因为复合材料具有更小的温度应变,而更轻的重量能优化稳定系统的工作条件。
最重要的是,新型火炮装备了ADL弹药数据链,在使用M1147型可编程引信多用途弹时,可以在触发、延时、定距起爆功能中切换,一种弹药就能实现破障、打击低空飞行器、杀伤暴露人员、破坏野战工事与城镇建筑物等多个功能。在反坦克能力上,XM943 STAFF多用途弹药配备有自锻成型战斗部(EFP),采用飞掠攻顶模式。而XM1111多用途间瞄弹药,配备有串联破甲战斗部,采用了俯冲攻顶模式。这就意味着Abrams-X具备在敌方坦克穿甲弹的直射距离外率先发起攻击的能力。
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对主战坦克的火力性能评价,大家往往会聚焦“射程”“穿深”“散布”等机械指标,但是火力发挥的根本前提是要能看到敌人。很多来自乌克兰战场的视频显示,如果观瞄条件不佳,很多时候坦克车组甚至会错过近在咫尺的目标。在传统坦克车组的分工中,由车长指挥行进和搜索目标,一炮手负责打击目标,二炮手和驾驶员兼顾补充观察。部分采用指挥仪式火控系统的型号,还将车长和一炮手的观瞄设备与显示屏交联,必要时双方能互见对方的视角。
受制于炮塔空间布局等限制,传统的坦克观瞄始终有个局限性,就是在战斗状态下,整个车组只有1个人具有全向观察视角。面对如今空前复杂的战场环境,坦克火力反应速度与灵活性不足,是摆在所有人面前的问题。得益于无人炮塔的运用,在Abrams-X技术展示样车上,炮手和车长各种拥有了一套PASEO-CITV型综合态势感知和瞄准系统。两套系统的配置一样,具有独立热成像通道和指挥仪式火控能力,火控计算机还整合了人工智能辅助决策系统。
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作为辅助决策的相应配套,Abrams-X在车体四周安装了光学摄像头,提供全向的态势感知能力。同时,在炮塔四角下缘安装了毫米波射频阵面,为Trophy“战利品”主动防护系统提供目标指示。
与EMBT类似,Abrams-X炮塔顶部的RS-6型遥控武器站上,安装了衍生自M230型链式航炮的XM914型30mm自动炮,使用30×113mm弹药。作为模块化平台,RS-6型遥控武器站还可以装备RGM-148“标枪”反坦克导弹或者MK-19系列40mm榴弹发射器。不过,与EMBT上的ARX-30自动武器站主打防空不同,RS-6是作为主炮的补充,为了提高在城镇等复杂环境中的适应能力。
防护——有待商榷
在之前的文章中我们讲到过,目前各国现役主战坦克的防护设计,以正面主防护区间±30°航向角内抵御敌方动能弹的攻击为指标。在侧面防护上,只要求抗击步战车的小口径火炮动能弹和各类单兵反坦克武器的破甲弹。顶部防护则要求成员舱可以免疫常见火炮和火箭炮末敏弹的自锻成型战斗部攻击。
当今先进主战坦克的防护性能,处于非常薛定谔的状态。比如Strv-122、M1A2C、T-90M和99A等型号,互相之间是无法在正常交战距离上,击穿对方的主防护区间。但是,在侧后乃至顶部的防护水平上,又都难以抵御主流反坦克导弹和大口径火炮的直接命中。
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因此,对于下一代主战坦克的防护,目前的主流看法是在主要威胁面前做到“丢车保人”即可。对于容易受损的部分,一般是考虑通过模块化设计,做到在战地抢修状态下的整体更换。在此指导思想下,采用无人炮塔,成员组全部集中到车体部分予以全方位重点保护,已经形成了共识。
不过,这次展出的Abrams-X样车使用的还是M1坦克的底盘,只是简单的将车体前部油箱拆除,为车长和炮长战位腾出空间。由于装甲构型的先天缺陷,美国M1系列坦克的车体防护并不是很好。而且,首下迎弹的设计导致首上装甲仅有1.5in(合38mm)的厚度,在面对末敏弹等来自空中的攻击,毫无抵抗能力,而且还没有办法加强。
不过考虑技术展示样车的背景,美军正在进行的下一代通用底盘测试,未来正式生产的Abrams-X应该会采用全新设计的车体。
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另一个比较大的问题,是主炮采用的尾舱装弹设计。要知道无人炮塔的最大优点,就是讲需要防护的部分缩减到火炮的范围,大大减轻了炮塔正面防护的压力。然而采用尾舱装弹之后,那就不得不扩大正面防护区间,直接抵消了减小体积与重量的优势。而且,尾舱装弹的另一个问题,是增大了炮塔的水平投影,在面对曲射火炮和攻顶反坦克导弹的打击时,弱点范围大幅增加。虽然炮塔尾舱的弹药殉爆不会伤及乘组,但是会导致车辆彻底失去战斗力。
而采用转盘式装弹机,将弹药放置在车体内,但是与成员舱之间用防暴隔壁隔开,并利用炮塔提弹通道和抛壳口设置泄压区,就能大幅度提高炮塔的防护。通过设置复合装甲穹顶,安装爆炸反应装甲,无人炮塔部分的防御完全可以达到免疫末敏弹和中小口径串联破甲战斗部。
机动——颇具亮点
对于大部分人而言,对主战坦克的机动性能感受,往往局限在了单位功率的比拼上。然而,机动性的评价实际上包含了两个方面——战术机动性与战略机动性。而战术机动性的表现,不仅仅局限在车辆本身的加速与转弯性能上,还要考虑通过性能。
一个哭笑不得的现实是,自从升级到M1A1HA之后,美军就饱受配套保障装备性能不足的影响。要知道最早的M1坦克战斗全重是55吨,到了M1A2-SEP-V1变成62吨,目前的M1A2C(SEP-V3)进一步飙升到66.8吨(73.6短吨)。
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不断增重带来的结果是灾难性的。首先遭殃的是“贴身保姆”坦克运载车,美军现役M1070拖车和M1000半挂板车的最大荷载只有63.5吨。其次是“战场天使”装甲抢救车,M88A1的绞盘最大牵引质量只有45吨,改进型的M88A2虽然提高到70吨,但是数量远没配齐。最常用的MLC-60冲击桥的标准荷载只有54吨,算上允许的10%最大超载还是不够,虽然MLC-95冲击桥够用,但是跨径从MLC-60的18米减少到11米。而IRB带状舟桥最大荷载63吨,直接就不堪重负了。
相比于做加法,新一代主战坦克更应该“减肥”。这一次Abrams-X技术展示样车还算做得不错,全重压缩到了49吨(54短吨)。虽然是因为炮塔尚未安装复合装甲的缘故,但是考虑到无人炮塔的特点,最终Abrams-X完全体的战斗全重已经能压缩到不超过60吨,是个巨大的进步。
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在动力系统上,Abrams-X技术展示样车可谓亮点满满,采用了APD油电混合动力系统。其中,主动力采用康明斯4缸二冲程ACE“先进战斗发动机”,功率735kW(1000马力)和SAPA先进战斗传动系统,辅助动力由与主动轮链接的辅助牵引电机和蓄电池组成。全系统相比LM1500燃气轮机减少了50%的燃油消耗。更重要的是,在需要静默待机和隐蔽接敌的情况下,Abrams-X可以只使用电力推进,大幅度地减少噪音和主发动机的红外特征,具有很高的战术价值。而且,辅助动力系统还可用于主机的低温启动,增强了环境适应性。
不过,就当前的技术状态而言,Abrams-X的动力系统还是显得疲软。要知道LM1500型燃气轮机的功率足有1103kW(1500马力),即便是M1A2C重66.8吨,依然具有16.5kW/吨的单位功率。相比之下,即使按照49吨计算,Abrams-X的单位功率仅有15kW/吨。
小节
从国外经验来看,在总体布局上,采用无人炮塔,乘员舱与弹药隔离,集中布置在车体内,基本上是下一代主战坦克的“基本公式”。而尽管我国现阶段主战坦克性能与美国的差距已经拉近,但是对于我们来说在下一代坦克研发上美国的有些经验仍然适用。
在火力系统方面,基于现有武器系统继续挖潜,重点发展远程制导弹药和炮射导弹,将是一个比较合理的选择。对我们而言,基于现有125mm坦克炮改进,采用新型转盘式自动装弹机,配备可编程引信的多用途榴弹与间瞄用制导破甲弹,顺带提高穿甲弹威力,是值得考虑的方向。在遥控武器站的配置上,大口径机枪与榴弹发射器的组合,对于我国当前的作战环境更为合适。
在火控系统方面,将综合光电孔径系统、综合射频系统、人工智能辅助决策系统整合,为车长和炮手配备互为备份的全套观瞄设备,都是有益的经验。增加小型车载无人机系统,提高全天候、全方位、多领域的侦察能力,都需要纳入设计。
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在防护系统方面,被动防护主要的保护对象是人,而整车的防护应该以综合光电与射频对抗和主动硬杀伤拦截相结合的方式,把重点放在避免遭敌先手打击上。对于车载设备,武器和、动力和火控系统外置设备应当具备快速更换能力。硬杀伤模式的主动防护系统,可以作为选装设备在特定环境下使用。
在动力系统方面,为了与火控和防护相统一,采用内燃机或者燃气轮机作为主动力,电力系统作为辅助动力,是技术上较为稳妥的策略。激进的路线则是直接将主动力系统与发电机连接,采用全电传动与推进,替换变速箱在内的机械传动部分。而我国在新能源汽车领域的积累,将对新一代地面装甲突击兵器的发展,起到巨大的帮助。