04.18 【裝備技術】不老傳奇 —M1系列坦克發展歷程及趨勢

M1系列艾布拉姆斯主戰坦克自1982年1月列裝後經過多次改進,現主要包括M1、M1A1和M1A2三個系列,大致可細分為以下多種車型:安裝105毫米線膛炮的原型M1、對裝甲進行了改進的改進型M1、安裝120毫米滑膛炮的M1A1、採用重型貧鈾裝甲的M1A1HA、採用數字化終端的M1A1D、全面採用車輛電子設備的M1A2、適合城區作戰的M1A1/M1A2 TUSK、全數字化的M1A2 SEP和M1A2 SEP V2,目前正在向技術含量更高的M1A2 SEP V3/V4發展。截至2017年底,美國陸軍擁有4796輛各型M1A1坦克,現役裝備數量為750輛;擁有並現役裝備各型M1A2坦克1611輛。

已退役的M1坦克

M1第三代主戰坦克於1971年12月開始研製,1979年2月投產,1982年1月首批裝備部隊。為紀念二戰中最成功的坦克指揮官、曾於1972年10月—1974年9月擔任美國陸軍參謀長的艾布拉姆斯將軍(四星上將),該坦克被命名為“艾布拉姆斯”。

M1坦克戰鬥全重54.5噸,炮塔和車體多用鋼板焊接而成,具備優異的防彈外形,各部分的裝甲厚度不等,最厚處達125毫米,最薄處為12.5毫米,坦克正面裝有喬巴姆裝甲。主炮為1門105毫米M68E1線膛炮,炮彈基數55發,其中44發裝在炮塔尾艙內。炮塔前部兩側各裝有6管M250煙幕彈發射器。M1採用指揮儀式火控系統,光學主瞄準鏡與火炮/炮塔相互獨立穩定,火炮/炮塔為電液驅動,並隨動於主瞄準鏡,使M1具備行進間作戰能力。

M1是世界上首次採用燃氣輪機作為主動力的坦克,其AGT-1500燃氣輪機的優點是保養簡單、冷卻系統效率高,缺點是油耗率和成本較高。坦克採用X-1100-3B全自動傳動裝置和改進型扭杆懸掛裝置,具有良好的機動性和加速性能,最大時速達72千米/小時,從0至32千米/小時的加速時間只需7秒左右。美國陸軍裝備的2374輛基礎型M1已於1996年9月全部退役。

【裝備技術】不老傳奇 —M1系列坦克發展歷程及趨勢

不老傳奇 —M1系列坦克發展歷程及趨勢

1984年10月,美國陸軍開始裝備配用改進型裝甲的改進型M1,1986年5月894輛改進型M1全部交付完畢。目前,美國陸軍也已不再裝備改進型M1。

海灣戰爭催生M1A1D

以M1為基礎改進而來的M1A1於1984年8月定型,1985年8月開始生產,1986年7月正式裝備。戰鬥全重增至57噸的M1A1的主要特徵是裝備了由美國特許生產的德國Rh120式120毫米滑膛炮,另外還增裝了集體三防裝置,換裝了新型車長顯示器、新主動輪和T-158履帶。火炮口徑增大導致彈藥基數減至40發。美國為該坦克研製生產了幾種120毫米炮彈,其中M827尾翼穩定脫殼穿甲彈採用了貧鈾穿甲彈芯。自1988年6月開始,新生產的M1A1在車體前部加裝了貧鈾裝甲,即所謂的M1A1HA坦克,戰鬥全重增至約65噸。經過特殊處理的這種新型裝甲的強度是原先裝甲的5倍。

針對其在海灣戰爭中暴露的缺點,美國陸軍戰後決定對M1A1進行改進,目標是徹底翻新M1A1,使其達到“零小時/零英里”的新型坦克水平。改進後稱為M1A1D,也稱為M1A1 AIM或M1A1+,伊拉克採購的140輛M1A1D則稱為M1A1 SA。改進方法是首先對坦克進行必要的清洗和修復,然後安裝經過挑選的技術含量高的部件。主要改進措施包括:安裝脈衝式噴氣裝置,用於對發動機的空氣濾清器進行自動清洗;配用外部輔助電源,用於為電池組充電;配用對人眼安全的激光測距儀,使利用坦克上的火控系統進行實兵對抗演練成為可能;安裝嵌入式診斷系統,可以對120種模擬或離散信號進行監控並將其數字化,採集數據以進行實時分析,顯著提高現有武器系統及其子系統的可用性、備戰狀態和效率;為AGT-1500發動機安裝數字式電子控制裝置,以降低油耗。

能夠與戰術互聯網兼容的簡易型數字化坦克M1A1D,是為彌補因價格昂貴造成的M1A2 SEP數量不足而進行的“瘦身”改進。該坦克能力增強的主要標誌有三:一是採用聯合嵌入式處理器、顯示器和鍵盤;二是具有捕獲遠距離目標的能力;三是配用對人眼安全的激光測距儀。

【裝備技術】不老傳奇 —M1系列坦克發展歷程及趨勢

M1坦克內部結構透視圖

實現數字化的M1A2

在M1A1基礎上加裝貧鈾裝甲,並經過數字化改進的M1A2最大射程為3500米,於2000年開始服役,主要改進是增加了車際信息系統、火控計算機、熱成像觀瞄儀、定位導航系統及故障自動診斷報告系統等。車際信息系統將坦克車長、炮長、駕駛員的控制與顯示裝置、通信系統以及車體和炮塔的其他電子設備連接成一個完整的電子系統,在坦克乘員之間、坦克與其他地面或空中作戰平臺之間以及與陸軍C4ISR系統之間實現了信息共享。M1A2的數字化程度達到90%,與M1A1相比獲得目標的時間縮短了45%,目標定位精度提高了32%,攻擊能力提高了54%,生存能力提高了100%。在伊拉克戰爭大規模作戰階段,由於M1A2等主戰平臺都嵌入了車際信息系統,從指揮部軍官到前方士兵都能從電腦屏幕中共享各種偵察裝備提交的定位和圖像信息,從而能夠快速判斷敵情、策劃戰術以及調遣裝備和士兵。例如,士兵在行駛的M1A2坦克中可通過電腦屏幕查看電子地圖,監視敵人位置,通過衛星圖像對建築物進行搜索,並收取指揮官命令。

2007年12月開始交付的最新型全數字化M1A2 SEP是在M1A2的基礎上改進而來的,是美國陸軍數字化師的核心裝備之一,主要改進包括採用21世紀部隊旅及旅以下作戰指揮系統(FBCB2)、獨立的車長瞄準鏡和第二代前視紅外夜視儀,安裝了熱管理系統和車載輔助動力裝置,改進了車長顯示器等。FBCB2具有網絡化的衛星通信能力,能夠指揮網絡中的裝甲車輛利用全球定位系統接收機將其位置、行進方向和速度等信息,通過戰術互聯網和衛星發送給其他車輛和各級指揮控制系統,在數字地圖或衛星圖上近實時顯示敵我雙方部隊的戰場態勢,使指揮官能夠在各種天候下晝夜跟蹤和監視作戰部隊的部署和運動情況,大大提高了戰場指揮控制能力。但該坦克戰鬥全重增至近70噸,嚴重影響了其戰術機動能力和戰略運輸部署能力。

美國陸軍還通過加裝改進型顯示器、瞄準具、輔助動力裝置和坦克-步兵電話,將435輛M1A1改進成數字化程度更高的M1A2 SEP V2坦克(以下簡稱V2坦克),已於2010年前後完成交付。

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適合城市作戰的M1A2 TUSK1型坦克

適合城市作戰的M1A1/M1A2 TUSK坦克

根據伊拉克戰爭的經驗,2006年美國陸軍訂購了505套能安裝在M1A1/M1A2坦克上的坦克城區生存能力組件(TUSK)和車輛綜合防禦系統,以進一步提高坦克的生存能力。TUSKⅠ由以下子系統組成:遙控熱成像瞄準具、裝填手熱成像武器瞄準具、用於安裝12.7毫米機槍的反阻擊手/反器材武器座架、安裝在後部用於步兵和裝甲兵協同作戰的坦克-步兵電話、駕駛員視頻增強器、配電盒、保護坦克側面和後部不受火箭筒攻擊的條形反應裝甲、裝填手裝甲防盾、駕駛員防地雷座椅、坦克底部裝甲。除上述子系統外,TUSKⅡ還包括駕駛員後視照相機和安裝有防彈窗的360°車長護板。車輛綜合防禦系統包括車長輔助決策系統、紅外干擾裝置、煙幕/金屬箔片/誘餌彈、激光報警接收機、導彈預警裝置和主動防護系統。

2006年12月,美國陸軍還簽訂了一個對250套TUSK進行“反簡易爆炸裝置”改進的合同。

技術含量更高的M1A2 SEP V3/V4

美國陸軍在2016年繼續推進艾布拉姆斯主戰坦克升級計劃,將現役最新型V2坦克升級到M1A2 SEP V3型,主要是採用改進型120毫米彈藥和彈載數據鏈、改進型前視紅外系統和低輪廓通用遙控武器站,並安裝簡易爆炸裝置防禦系統。彈藥包括採用第五代M829E4穿甲彈和新型120毫米先進多功能彈藥,即XM1147多功能高爆曳光榴彈。M829E4穿甲彈的穿甲威力比第四代增加50毫米,達到800毫米。2017年1月23日,美國國防部宣佈ATK軌道公司被選中繼續為現役V2坦克研發XM1147多功能高爆曳光榴彈。簽訂的0.46億美元合同將用於完成該彈為期30個月的研發和鑑定工作,主要是為該彈加裝彈載數據鏈和多功能引信(觸發/延期/近炸),之後進入價值1.19億美元的初始和全速生產合同階段。

彈載數據鏈能幫助坦克乘員確定在特定攻擊中最適合的彈藥功能,通過射擊前與彈藥進行通信來選擇不同的爆炸模式。由於計劃用XM1147取代現役M830高爆反坦克彈、M830A1多功能反坦克彈、M1028霰彈、M908破障彈,所以其重要性自不待言。如果該彈研製成功,將意味V2坦克只需攜載新型的XM1147多功能高爆曳光榴彈和傳統的M829E4先進動能穿甲彈。XM1147還能用於擊穿加固的牆體,殲滅2000米距離上的反坦克班組和徒步士兵。

為發射XM1147,V2坦克需進行數據鏈升級,並正在通過“工程改造項目”進行。2016年底,美國陸軍完成了為期8年的第一階段“工程改造項目”的研發,主要是升級坦克聯網能力(如裝備改進型FBCB2系統,即網速更快的聯合作戰指揮平臺,在快速機動作戰環境中因能更快地更新敵、友位置信息而具備決策優勢,進而具備作戰優勢)和解決坦克尺寸、重量和動力的重新匹配問題,改進後稱為V3坦克,2017年開始初始生產,2017年9月首批9輛開始交付美國陸軍。

【裝備技術】不老傳奇 —M1系列坦克發展歷程及趨勢

M1A2 SEP坦克是世界上綜合作戰能力最強的坦克之一

2016年開始的第二階段“工程改造項目”聚焦於通過發射XM1147炮彈提升坦克殺傷力,並增配第三代前視紅外傳感器和主動防護系統,改進後稱為V4坦克,計劃於2021年開始測試,2023年完成研發。第三代前視紅外傳感器採用高分辨率數字成像,能克服諸如雨、霧、塵埃等各種不利因素,在更遠距離發現敵人,可使坦克乘員更好地識別目標紅外信號,併為車長提供更好的獨立周視觀瞄儀。主動防護系統運用傳感器和雷達技術、計算機處理技術、火控技術和攔截技術來發現、定位、摧毀來襲的火箭推進榴彈和反坦克導彈等。2017年9月28日,美國國防部授予通用動力公司地面系統分公司990萬美元合同,作為過渡性技術措施,為一個裝甲旅戰鬥隊的V2坦克集成以色列的戰利品主動防護系統,計劃2019年4月完成集成,2020年前後將該旅部署到歐洲。最終技術措施是為V4坦克集成正在研發的更加先進的模塊化主動防護系統。

未來發展趨勢

總之,配用新型彈藥、第三代前視紅外傳感器、新型激光測距儀、一體化車載通信網絡、彈載數據鏈、先進大氣傳感器、激光告警接收機和主動防護系統的V4坦克將具備更強的殺傷力、信息力和防護力,能在未來戰場對付俄T-14阿瑪塔之類的先進坦克,從而成為美國陸軍21世紀20年代的主力坦克,並將服役至2050年。不過,V4坦克的基礎畢竟是冷戰時代產物,儘管升級潛力已挖掘殆盡,但在面對無人機、末敏彈等新興威脅時仍顯得力不從心,且其約70噸的戰鬥全重亦很不利於快速部署。

所以,2017年5月美國陸軍裝甲車輛研發與工程中心地面戰鬥系統項目執行主管巴塞特少將接受專訪時透露:陸軍已正式啟動未來坦克研發項目,計劃研製機動性更好、火力更強、射程更遠、打擊目標種類更多的輕型地面裝甲平臺;目前正在對多個高技術裝甲平臺草案進行修改和完善,並強調裝備定型前的概念設計、模擬及原型評估等工作極為重要,特別是考慮到“未來坦克所應用的許多技術無法通過現有裝備進行驗證”;希望未來坦克樣車能在21世紀20年代問世,生產型坦克在30年代服役。

巴塞特指出,未來坦克的核心是提高科技含量和地形通過能力,同時保證防護性能和火力。它將大量應用輕質複合裝甲,重點強化對車體側面、車體底部和炮塔頂部的防護能力,與V4坦克相比重量至少減輕20%。在努力實現傳感器融合能力的同時,未來坦克將通過加裝任務計算機並升級自主算法而具備無人機控制能力,並希望未來坦克的“無人僚機”能夠擔負對地攻擊、前沿偵察、補給運輸等多樣化任務。該坦克還將裝備採用全新算法的主動防護系統,並與火控系統、傳感器系統和動能殺傷系統進行整合,最終實現毫秒級的反應時間和較高的攔截精度。考慮到大量傳感器和子系統對電力供應的需求,和嚴格限制的車體空間及防水、防火、散熱、燃油效率等硬性指標,該坦克配用的車載電源系統將是技術攻關重點。該坦克的主炮很可能將採用為已下馬的未來戰鬥系統項目乘車戰鬥系統研發的重2噸的超輕型XM360 120毫米滑膛炮,僅是V4坦克炮的一半。美國陸軍希望綜合應用一系列高新技術,使未來坦克能夠大幅削減尺寸、重量和乘員人數,成為“更智能、更致命”的裝甲平臺。

2017年8月1日,美國陸軍機動卓越中心成立了一個推動“下一代戰車”發展的臨時跨職能小組。該小組負責人稱,“下一代戰車”的研發工作雖已啟動,但目前尚未論證清楚它是一種步兵戰車或主戰坦克或兼而有之,小組的任務目標就是針對這一問題向陸軍高層提出建議。預計“下一代戰車”的整體殺傷性、戰術機動性、可部署性和對士兵的防護能力,都將有較大提高,同時減少後勤保障需求。目前,陸軍機動卓越中心正在評估計劃用於“下一代戰車”的關鍵性能技術,包括定向能技術、能量生成與管理技術、先進裝甲材料技術、車輛防護技術、機動機器人與自主系統技術等。

總之,美國陸軍的新型作戰車輛研發仍處於紙上談兵階段,所以在可以預見的未來,只能繼續使用現役裝備的最新改進型。

版權聲明:本文刊載於《軍事文摘》雜誌2018年第4期,作者:嶽松堂 李豔琨。如需轉載請務必註明“轉自《軍事文摘》”。


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