以色列“闪烁”直升机主动防护系统

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  直升机具有垂直起降、空中悬停、机动灵活等不同于固定翼飞机的性能特点,因而在二战后的多次局部战争中得到大量使用并发挥了至关重要的作用,但同时也暴露出直升机生存力较差的问题。实战表明,速度远不及固定翼飞机快、而防护远不及坦克坚固的军用直升机在现代战场上非常容易遭到敌方的攻击,尤其是在起飞/着陆、低空低速飞行和盘旋/悬停阶段更是如此。俄军直升机在阿富汗、车臣,美军直升机在索马里、伊拉克和阿富汗,均有着这方面的沉重教训。这种状况表明,当前直升机所采用的自防护手段已经难以适应日益严酷的战场环境,迫切需要全新的生存力增强措施。有着丰富实战经验和雄厚军工实力的以色列为此进行了多年探索,并取得了阶段性的成果,目前拉法尔公司(Rafael)正在开发的“闪烁”(Flicker)直升机主动防护系统(Active Protection System,APS)就是其代表性产品。该系统独创性地提出了直升机主动防护概念,在战时将以“硬杀伤”手段对来袭武器进行拦截摧毁,从而保护直升机免遭便携式防空导弹(MANPADS)和火箭助推榴弹(RPG)之类武器的袭击,使直升机的未来战场生存力得到大幅提高,其技术动向值得我们跟踪和关注。
  以色列提出直升机主动防护概念的背景
  长期以来,对作战平台实施主动防护、以火力拦截方式对来袭武器予以“硬摧毁”的概念通常用在水面舰艇和坦克装甲车辆的防护上,以色列之所以将其引入航空器、尤其是直升机防护领域,率先发展专用的直升机主动防护系统,主要是基于以下三方面原因:
  以军直升机今后面临的战场威胁将日趋严重
  以色列自建国以来一直面临着复杂严峻的安全形势,其境内目标长期遭到包括“哈马斯”组织、黎巴嫩真主党游击队在内的各类武装分子的袭击。而直升机(目前以色列拥有约200架运输直升机和超过80架攻击直升机)作为以色列军队日常空中巡逻和对重要目标实施“定点清除”的主力,在执行任务过程中更是频频遭受地面武器的攻击。近年来,媒体关于以军直升机被袭的事件时有报道。例如在2006年7~8月以色列—黎巴嫩冲突的最后一天,以军1架CH—53“海上种马”重型运输直升机在黎以边境附近被真主党游击队发射的便携式防空导弹击落,造成5名机组成员丧生,这也是以色列在此次冲突中损失的唯一一架航空器。而最近的一次以军直升机遇袭事件发生在以色列南部城市埃拉特附近的边境地区,当时武装分子向1架飞行中的以军武装直升机发射了RPG火箭弹,所幸没击中目标。
  而按照以色列军事专家的评估,随着便携式防空导弹在全球范围内的日益扩散,以及RPG在各种武装组织中的普遍使用,包括直升机在内的以色列军用航空器今后面临的战场环境将更加恶化。尤其是作为长期冲突热点的加沙地区,“哈马斯”武装在那里囤积了大量防空武器,其中包括部分利比亚战争后流失的俄制“针”—S(即Igla—S,编号9K—338,北约代号“萨姆”—24)便携式防空导弹,这种导弹性能先进,抗干扰能力强,在2011年3月利比亚战争初期首次公开露面后,曾一度引起西方国家军队的不安。因此不难想象,在未来的武装冲突中,“哈马斯”武装手中的这些武器将会对低空飞行的以色列直升机构成严重威胁。
  实施主动防护有助于弥补当前直升机自防护能力缺陷
  近期几场局部战争的经验教训表明,直升机的战斗损失主要是由中低空防空导弹(其中主要是MANPADS)和无制导直射武器(其中主要是RPG)两类武器造成的,而当前直升机所采用的自防护措施并不能有效对付这两种威胁。例如:2002年8月,俄罗斯陆军1架米—26重型运输直升机在车臣被武装分子发射的MANPADS击落,造成俄军在车臣战争中最惨重的一次损失(共118名官兵死亡);2011年8月5日,美军1架“支奴干”运输直升机在阿富汗被塔利班武装使用RPG火箭弹击落,造成包括17名“海豹”特种部队成员在内的38名官兵死亡,这也是阿富汗战争开始近10年来美军一次性阵亡最多的事件。因此可以说,至少在近期内,如何防御敌方发起的MANPADS和RPG攻击,是提高直升机战场生存力的关键所在。
  对MANPADS来说,目前直升机采取的对抗措施是配备电子干扰机、金属箔条、红外诱饵弹以至定向红外对抗系统等各种有源/无源干扰设备(即“软杀伤”手段),用于干扰、诱骗来袭对空导弹使之偏离目标。但随着技术的进步,现代对空导弹的抗干扰能力越来越强,要对其实施干扰不仅成本高昂,技术复杂,还往往力不从心,若另辟蹊径,采用“硬杀伤”手段对来袭导弹实施火力拦截则是一种釜底抽薪的有效办法。
  而对于RPG之类的无制导武器来说,这类武器由于无制导装置,因此再先进的干扰设备均对其无效(尽管其命中精度也由此偏低),同时这类武器通常在很近距离上发射,在很多情况下还是多枚齐射,并且战斗部威力巨大,一旦命中将会对直升机造成致命毁伤。要应对这类武器的攻击,直升机除了进行机动规避外,用硬杀伤武器对其进行拦截可以说是唯一可行的办法。
  以色列拥有研发坦克主动防护系统的多年成熟经验
  主动防护系统配备坦克装甲车辆时所担负的任务与直升机机载使用时相似,然而其面临的作战环境往往更加恶劣:地面战场背景更加杂乱(战场上敌我双方各种车辆、人员混杂,烟雾、弹片、碎石纷飞)、目标信号特征更加微弱(需对付敌方炮射脱壳穿甲弹击中目标前的细长弹芯)、目标速度更快(部分动能穿甲弹初速可高达1800—2000米/秒,远远超过现役的MANPADS和RPG),因此对防护系统反应速度和拦截精度的要求也更高。从技术角度来讲,目前各国研发的坦克主动防护系统在理论上大都具备直升机机载使用的潜力,其相关技术完全可供发展专用的直升机主动防护系统时借鉴、移植甚至沿用。
  以色列作为世界上最早开展坦克主动防护系统研发的国家之一,经过多年的努力,目前在相关领域内的技术已基本成熟并达到实用化,其近期推出的“铁拳”(Iron Fist)、“战利品”(Trophy)等坦克装甲车辆主动防护系统在国际上也居于领先地位,这无疑为研制专门的直升机主动防护系统奠定了坚实的技术基础。对以色列来说,以“战利品”等产品为基础开发专用的直升机主动防护系统,不仅技术上可行,还有助于降低技术风险、减少成本费用、缩短研制周期。   “闪烁”系统发展概况及性能特点
  在开发“闪烁”系统之前,拉法尔公司已经推出了被以色列国防部誉为“世界上最先进的主动防护系统”的“战利品”坦克装甲车辆主动防护系统,该系统配备有小型相控阵雷达和高速火控计算机,能够发现、跟踪并摧毁包括反坦克导弹和火箭弹在内的各种反装甲武器,从而为现役坦克装甲车辆提供全方位的防护。经以色列技术专家的评估,“战利品”尽管是为坦克装甲车辆开发,但是该系统的性能特点也使其具备了在直升机、甚至固定翼运输机上安装使用的潜力,这表现在:
  ①为了最大程度地减少对附近其它车辆和伴随步兵的附带杀伤,“战利品”采用的是弹丸与目标碰撞使其毁伤或偏离目标的拦截方式,可避免来袭弹药被引爆后形成金属射流或大量碎片,这点对机载使用同样非常重要。
  ②目前“战利品”主要用来对付速度较低的反坦克导弹、RPG和炮射破甲弹等速度较低(一般低于1000米/秒)的目标。但拉法尔公司已有改进计划,今后该系统将有能力对付最大速度达1800米/秒的炮射高速动能穿甲弹,这样的性能将足以对付来袭的防空导弹等高速目标。
  ③“战利品”自动化程度高,转入作战状态时可完全自主运行,无需乘员干预。2011年3月,以色列“梅卡瓦”(Merkava)主战坦克配备的“战利品”成功拦截来袭的反坦克导弹后,车上乘员甚至没有察觉。因此将“战利品”安装在直升机上不会额外增加空勤人员的工作负担。
  ④“战利品”具备同时对付多个来袭目标的能力,这对直升机来说也非常有实用价值,因为实战中敌方往往会对同一空中目标发射多枚武器以提高命中概率。
  有鉴于此,以色列军方曾一度考虑直接将“战利品”系统加装到现役直升机上,以期在短时间内迅速增强其自防护能力。但以色列专家在随后的技术评估中发现,要将目前技术状态下的“战利品”直接移植到直升机上仍存在一定困难,其中最主要的有两方面:
  ①目前的“战利品”系统包括探测设备和拦截弹药在内,其全套系统重约545千克,这对于坦克装甲车辆尚可承受,但对于直升机来说明显过重;
  ②目前“战利品”是通过向目标抛射一组金属弹丸来摧毁目标,若安装在直升机上使用,其中部分弹丸很可能会打中直升机旋翼,从而导致严重后果,因为旋翼是直升机上的一个主要防护薄弱之处。
  为此,拉法尔公司下属的MANOR技术分部在以色列国防部防务研究发展局(DRDD)的支持下,以“战利品”技术为基础,开始了新型“闪烁”直升机主动防护系统的开发。
  “闪烁”沿袭了“战利品”等坦克主动防护系统的基本思想和作战流程,也是通过高性能的探测和火控设备,对来袭的MANPADS和RPG等武器进行快速探测跟踪、评估其威胁程度、计算最佳拦截点,并在其战斗部起爆前发射拦截弹将其摧毁或使之偏离目标。按照设计,全套“闪烁”系统将由专门设计的转塔、拦截武器及控制软件组成。整个系统采用模块化设计,可以方便地在现役军用直升机上加装,并与机上原有的威胁告警/对抗设备配合使用。战时,当对来袭武器的各种“软杀伤”措施均告失败后,“闪烁”将作为最后一层防御手段使用(在对付RPG等无制导武器时,则是唯一的拦截手段)。通过相关的探测设备和控制软件,系统可以准确识别已经实施的“软杀伤”手段对来袭武器是否奏效,从而决定是否启动“闪烁”系统对目标进行后续的“硬摧毁”。
  为了克服“战利品”的性能缺陷,“闪烁”除了适当缩小外形尺寸并大幅减轻系统重量外(今后将争取使系统全重不超过200千克),其最主要的改进措施是采用了一种全新研制的微型导弹替代“战利品”上的集束金属弹丸作为拦截弹。这种拦截弹同时采用烟火装药和高速电机作为动力,具备极高的转向速度,在最大程度地缩短反应时间的同时,还可以使拦截弹以极高的精度瞄准来袭武器的特定部位,从而保证在有效毁伤目标的同时而不触发其战斗部,由此可避免来袭弹药被引爆后形成金属射流或大量碎片。同时,“闪烁”拦截弹还采用了一种由先进光学距离传感器(optical proximitysensor)引爆、并采用独特杀伤机制的新型战斗部,可使拦截命中点距离被保护平台尽可能远。通过以上这些措施,可以最大程度地减少对直升机带来的附带毁伤。
  2011年9月,拉法尔公司成功地对“闪烁”系统进行一次具有里程碑式意义的可行性测试,初步验证了该系统保护直升机免遭RPG之类武器袭击的能力。据参加此次测试的工程师透露,“闪烁”在测试中顺利完成了拦截弹发射、目标识别、精确瞄准、引信触发等一系列动作,在被保护平台的安全距离上准确命中RPG靶弹的中央部位(与预定命中部分完全吻合)并使之完全失效,其表现非常令人满意。
  拉法尔公司表示,在“闪烁”系统最终投入实战部署之前,还将对其进行更多的后续实弹射击测试,以进一步完善其性能。但由于以色列方面的严格保密,目前外界对“闪烁”的具体系统组成和性能参数仍知之甚少,近期仅有以色列《防务更新》(Defence Update)网站等媒体对该系统近况做了简单披露,因此“闪烁”系统的技术详情还有待今后进一步关注和了解。
  直升机主动防护技术的未来发展前景
  以色列一向重视作战平台主动防护技术的发展,并取得了丰富的技术成果和令世人瞩目的实战战绩。以色列是世界上首批研发装备坦克反应式装甲(可视为主动防护系统的雏形)的国家之一,其M—60等老式主战坦克披挂“布拉泽”(Blazer)反应式装甲后参加了1982年的入侵黎巴嫩战争,在战斗中令对方发射的大量反坦克武器失效,取得了显著的防护效果,这是世界上反应式装甲首次投入实战使用;同样,以色列也是世界上首批研发装备坦克主动防护系统的国家之一,其“梅卡瓦”主战坦克配备的“战利品”于2011年3月在边境巡逻中成功拦截1枚来袭的反坦克导弹,这是世界上坦克主动防护系统首次成功用于实战;为了加强对城市居民区的防护,以色列甚至还研发部署了“铁穹”(Iron Dome)近距反导系统,可对来袭的短程弹道导弹、122毫米火箭弹甚至追击炮弹进行拦截。目前以色列开展“闪烁”直升机主动防护系统的独创性研究,可谓与先前的传统一脉相承,使其在军用直升机防护技术领域同样步入了世界最前列。以色列军方已经表示,今后一旦“闪烁”技术完全成熟,将会对部分现役直升机进行改进升级,为其加装“闪烁”系统,届时以色列军用直升机的战场生存力将会得到革命性提高。   近年来直升机主动防护技术已日益引起世界主要军事大国的注意,目前国外除以色列外,美国也在开展直升机主动防护相关技术的研究。例如美国研发的“一体化陆军主动防护系统”(IAAPS)和“全谱近距多层防御系统”(FCLAS)除主要用于地面车辆外,其改型也可装备水面舰艇、直升机甚至固定翼飞机。其中FCLAS还曾于2007年8月由固定在台架上的直升机搭载,进行过拦截火箭弹试验。
  不过,从目前情况来看,直升机主动防护系统要最终发展成熟并大量装备使用,仍面临着以下一些技术问题亟待解决:
  对直升机战技性能有一定影响
  航空器与地面车辆不同,一向对重量可谓“斤斤计较”,对于任务载荷有限的直升机(尤其是中、轻型直升机)来说更是如此,因此将主动防护系统安装在直升机上对平台性能所带来的负面影响远比地面车辆严重。就“闪烁”系统来说,即使能达到预期的减重目标,将系统全重减轻到200千克左右,对直升机来说仍是一个不小的负担。以美国AH—64“阿帕奇”武装直升机为例,该机的正常外挂武器载荷为771千克,若直接加装“闪烁”之类的主动防护系统,肯定会对其战技性能会有较大影响。
  成本费用增加
  尽管目前拉法尔公司还没有透露“闪烁”直升机主动防护系统的报价,但从目前同类的坦克主动防护系统来看,这类产品均价格不菲。例如以色列“战利品”坦克主动防护系统目前每套价格约为30万美元,即使是较便宜的俄罗斯“德罗兹德”(Drozd)坦克主动防护系统每套价格也在10万美元以上,这在很大程度上影响了其在坦克装甲车辆上的普及使用。考虑到直升机主动防护系统结构更加紧凑、技术要求更高,其价格也肯定会比坦克主动防护系统更昂贵,这无疑会影响其在直升机上推广使用。
  对付来自上方的火力威胁能力有限
  前苏联米—24武装直升机在阿富汗战争中的经历表明,当直升机在高山峡谷中低空飞行时,很容易会遭到来自山顶的火力打击,再考虑到战时飞行高度高于本机的敌方固定翼飞机/直升机的下视下射攻击,直升机主动防护系统有必要考虑应对来自上方的火力威胁。但飞行中的直升机由于主旋翼旋转时所形成的巨大浆盘遮挡,致使防护系统上方射界严重受限,因而很难及时应对来自上方的威胁。
  如何防止对编队内其它直升机的误伤
  尽管“闪烁”这类主动防护系统在设计时已经考虑到尽量减少附带毁伤,但这仅仅是针对系统所在的直升机平台自身而言的,而当多架直升机组成编队飞行时,若其中一架直升机以主动防护系统对来袭武器进行拦截,被拦截后偏离目标的来袭武器以及拦截弹本身的残骸很可能会对附近飞行中的其它直升机造成损伤。这类问题如何解决也是一个较为棘手的问题,因为这与地面坦克装甲车辆主动防护系统所面临的问题不一样,后者由于有装甲保护,被拦截后失效的来袭武器及拦截弹药残骸对邻近车辆的威胁并不大。
  尽管这样,从前面的分析可以看出,为现役直升机加装主动防护系统对其生存力的显著提升作用是无需置疑的,尤其是当主动防护系统与目前直升机上配备的威胁告警、有源/无源干扰设备配合使用时,将有助于填补对来袭武器的防御空白,增加拦截层次,可同时对来袭武器实施“软杀伤”和“硬摧毁”,从而大幅提高直升机的整体防护能力。不仅如此,通过直升机主动防护系统的开发,还可为今后发展技术更复杂、应用前景也更加广阔的固定翼飞机主动防护系统(固定翼飞机飞行速度、高度、机动性均远高于直升机,为其配装主动防护系统对技术要求更高)做先期探索和技术储备,因此现阶段开展直升机主动防护技术的研究具有重大的实战价值和技术意义。
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