现代坦克是如何实现隐身的?

小米稀饭59

图注:法国勒克莱尔2015坦克是坦克隐身技术的代表

坦克的隐身跟战斗机一样,主要分为雷达隐身和红外隐身两方面。

在雷达隐身方面,第一,进行外形隐身设计。首先要从整体外形布局入手,摒弃传统炮塔和车身形制概念,在综合考虑兼顾装备火力、防护等性能和内部空间、人机工程的同时,尽量赋予坦克以隐身外形。如车身外围轮廓采用大折射面组合设计,车身、炮塔正面和侧面装甲向内侧倾斜,以将雷达波折射往其他方向,避免雷达波直向反射,从而削弱反射信号;火炮采用菱形截面设计,代替传统圆形截面,或者为火炮加装隐身护套;坦克侧裙板向下加长,以遮盖表面复杂、雷达反射特征明显的履带和车轮。同时,坦克外表面尽量“干净”平整,对于车长周视观瞄镜、高平两用机枪、烟幕榴弹发射器等外露部件,要么可以考虑内置内藏,如将周视瞄准镜除镜头外的部分置于坦克内;要么也要一并采取隐身外形设计,如将坦克导弹发射器安装在炮塔内部,总的原则是尽量减少坦克外部轮廓中不连续面和凸起造成的雷达波反射特征。号称世界上第一种隐身坦克的“勒克莱尔”2015主战坦克就是雷达隐身外形设计的典型例子,它把坦克上的多种传感器和探测设备集成在车顶两个多棱面柱状结构里,机枪和榴弹烟幕发射器等装置的外露体积也大大减小。在车体正面和侧面坦克裙板上,“勒克莱尔”2015降低裙板高度,将裙板底部边缘设计成波浪形锯齿,这种形状具有良好的雷达隐身效果。此外还有一点值得注意,一直以来主战坦克都设计得有棱有角,在很多部位都有两到三个面互成直角,这在雷达信号探测上是能够极其明显增强反射特征的结构,术语上称之为“角反射器”。在隐身坦克总体设计中,要力图避免形成角反射器结构,减少雷达反射信号特征。

第二,采用新型隐身材料。复合材料是雷达隐身的有力武器,在坦克上也是一样。对于坦克上一些外露非承力和次承力构件(如外挂油箱、工具箱和侧屏蔽板等)以及坦克的进排气窗等部位,由于它们正是坦克上雷达反射特征较大的部位,可以直接考虑用可吸波的复合材料代替金属材料制造;而对于一些承力件或者主要防御面,如炮塔体、车体和行动装置部件,全用复合材料制造达不到承力和防护要求,可以考虑使用吸波材料复合在表面,达到隐身效果。除复合材料之外,吸波涂料也是减少雷达波反射的有效方法,特别是对于难以整形的部位、部件或不可避免引起强散射的地方,利用吸波涂料可以获得相当好的效果。用于主动毫米波雷达隐身的毫米波吸波涂料,对被动毫米波雷达隐身也有效果,可大大降低发射车、指挥车和侦察车对天空毫米波的反射。据美军研究发现,综合使用各种雷达隐身技术之后,坦克的雷达信号特征减小70%以上,毫米波雷达和制导武器对隐身坦克的发现和制导距离也减小40%以上,坦克的战场生存能力将大大提高。

在红外隐身方面,第一,采用发动机舱排气降温技术,显著降低动力装置红外特征。坦克上的第一热源毫无疑问是发动机,为降低发动机舱、发动机排气管等的红外信号辐射,可以对发动机、排气管等特殊部位以及在动力舱与乘员舱之间采用先进的复合材料进行隔热,使用热障涂层隔热;也可以采取混流降温措施,将冷空气掺入发动机废气,可使发动机排放废气的温度降低80%-90%,这方面的典型例子是乌克兰T-84主战坦克,它的动力舱排气管采用了“废气冷却引射系统”,将排出烟管的炽热废气突然扩张形成负压,从而将周围的冷空气通过内外压差吸入烟管,与高温废气混合,达到冷却降低红外辐射的目的。此外,“勒克莱尔”2015主战坦克还采用了一个非常新奇的技术,就是在坦克装甲下设置一个夹层,向夹层内引入冷空气,来降低车体的红外辐射特征。

第二,车体各部位防热隔热。坦克可在在动力舱增加挡板,降低车体正面、侧面温度;在车体装甲上安装隔热层;给负重轮、履带增加隔热挡板;给排气百叶窗增加绝热盖板等等。履带式装甲车辆行动部分的橡胶元件因承受交变应力并与地面或履带板剧烈摩擦而成为显著热源。为消除这一热特征,新型坦克装甲车辆已开始使用附加活动/柔性裙边和挡泥板来遮挡履带和负重轮,而“梅卡瓦”Ⅳ则采用全钢履带和全钢负重轮来应对这一问题。

第三,主动隐身技术。以上提到的两种红外隐身都属于被动隐身技术,它们还不足以完全将红外辐射控制在红外探测器完全无法识别的程度内。为此,以色列开发出了“黑豹”主动红外隐身系统,其核心技术在于,为坦克等军事装备安装前视红外雷达摄像头,随时探测和拍摄周围环境。车载智能处理系统随后将根据摄像头探测结果分析周围环境的热量值。同时,电脑控制中枢系统自动操控军事装备表面的“装甲”达到相同热量值,从而使己方坦克彻底消失在敌方红外夜视仪上。这有点像变色龙通过改变自身颜色来达到与周围环境一致的原理。

综合应用各种红外隐身技术后,坦克的红外特征辐射可减少70%以上,结合雷达隐身,坦克的战场综合生存能力将提高20%~80%。


兵工科技

现代坦克要实现隐身,那得看是针对什么样的探测手段,分别讨论。

首先要躲避敌军的肉眼观察,呵呵,开一个玩笑,实际上就是可见光探测,这方面人类的科技手段还没太多办法,《哈利*波特》里的隐身衣还遥遥无期,一般也就是在迷彩上想办法,降低坦克轮廓的辨识度,缩短被发现的距离。

隐身衣,科幻小说等幻想题材的一大元素,不过迄今为止还没有真正研发出来,目前网络上的相关报道都是忽悠

在这方面,目前比较流行的有数码迷彩、不规则迷彩等,效果么,见仁见智,反正隐身本来也不可能,至多降低一点降低被发现的概率。

99A坦克的数码迷彩,看起来十分突兀、好像更容易被发现,实际是针对可见光探测设备的一些特性,有针对性的进行欺骗,效果还不错

除被动的迷彩外,坦克自身装备的发烟设备和烟幕弹,也可以躲避敌方的侦查,不过这些都是很成熟的老旧手段,不再赘述。

和难以规避的可见光探测相比,目前高技术武器装备普遍采用的毫米波雷达探测,则可以有针对性的加以规避,一般使用隐身涂料,同时在外形上也要做一定的考虑,表征上看,就是比较有棱有角、与隐身战机和战舰的外形线条类似,总之对地方探测设备发射来的电磁波,要么吸收、要么反射到其他方位,不仅降低被发现的概率,还可以规避一些毫米波导引武器的攻击。

网络上的“隐身坦克”想象图,不可否认风格十分科幻,但考虑到坦克的尺寸和外露部件的影响,实际上只对毫米波雷达有一定效果

除此之外,针对一些采用激光作为媒介的观瞄系统,现代坦克还开始装备主动干扰、压制系统,譬如ZTZ-99系列坦克的主动干扰设备,可以干扰敌方激光探测、测距与火控装备的运作,也可以归入隐身的范畴。

99坦克炮塔后侧的主动干扰系统,探测到敌方投射来的激光后,可以对发射源进行照射、干扰,甚至破坏敌方的激光观瞄设备

但总的来说,相对于雷达隐身的现代战机,地面战场上的可见光探测手段太多、交战距离和战场环境与天空中完全不同,现代坦克的“隐身”意义十分有限,坦克的生存力主要还是依赖“避免被击中”、“击中后及避免被击穿”和“击穿后避免被击毁”上。

如果未来军事科技的进一步发展,能突破“可见光隐身”,现代坦克的隐身问题才有可能真正得以解决。


炎黄军武

陆战装备的主要作战环境和背景与飞行器、水面舰艇以及潜艇等有很大不同。比如说,飞行器的背景是天空,对雷达和红外探测而言是相对干净单一的。而坦克装备的背景可能是沙漠、丛林、山丘或城市等,

结合目前主流的大多数对陆战坦克形成威胁的武器综合分析后可知,对于坦克的探测手段主要集中在可见光、声、毫米波和红外方面。因此,现代坦克隐身的方法就是实现可见光、声、毫米波和红外隐身。

上图为BAE公司分析的各种武器平台针对探测器可能出现的探测频谱和目标特征信号,其中和本文有关的“LAND”主要有4种:

(1)31.5HZ to 10kHz

(2)8-18,35&95GHz

(3)3-5μm,8-14μm

(4)0.39-0.77μm

对于坦克来说,毫米波雷达隐身修形是一个相对轻松的环节,因为并不需要像飞机一样考虑空气阻力的问题。比如波兰就开发出了外形修形版的“隐身坦克”,不难看出其的外形特色和大家所熟知的隐身战斗机一样棱角分明。

图为波兰“PL-O1”坦克,外形干净棱角分明。当然实际综合隐身效果不得而知,因为坦克面对的威胁不仅仅是雷达。

再比如红外信号特征控制上面,坦克也可以做的比较好。比如可以在关键热源部位涂覆红外隐身材料,降低被红外探测器探测到的概率。还有一些热电转换设备,利用热电晶体的Peltier 效应,可以对高温物体进行制冷,基本原理如下图所示。p型和 n 型半导体的一端与导体相连,可以组成一个热电偶。在电能驱动下,两种载流子流向热端,于是,在两种半导体材料的两个接点处形成温差,产生制冷效果。

某种热电转换红外隐身装置原理示意图。

上图为对可见光和声频谱的可探测探测特征信号分析

总的来说,现代坦克隐身的实例并不是很多,不少属于探索阶段。未来坦克隐身发展的方向是实现可见光、声、毫米波和红外隐身。


老船舶老飞机研究所

最多也就是将炮塔及车体外表面弄出棱线或在炮管上套上棱形护套,但意义并不大,因为坦克最多的战斗地域还是野外,其履带翻起的烟尘就足以在数公里外就暴露自己,就算是在城区交战,其巨大的噪音也足以暴露,而其主炮射程即便用炮射导弹也才五千米左右,所以本人认为坦克的所谓隐身意义不大


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