爆炸反應(yīng)裝甲 - 一些歷史,一些類型
**爆炸反應(yīng)裝甲(ERA)**是一種現(xiàn)代特種裝甲。ERA 通過在裝甲板之間使用一層或多層高能炸藥來形成。
ERA 可以作為附加裝甲制造,或者直接集成到車輛的裝甲中。附加式 ERA 通常由較小的瓦片或盒子組成,通過螺栓固定到車輛上。使用較小的瓦片可以減少 ERA 引爆后的弱點(diǎn)。
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最常見類型 ERA 的工作機(jī)制,來自 Held 博士的專利圖
最常見類型 ERA 的工作機(jī)制遵循非常簡單的設(shè)計(jì)。在兩塊金屬板之間夾一層高能炸藥,這共同形成一個(gè)反應(yīng)元件。當(dāng)被成形裝藥射流或其他彈丸穿透時(shí),高能炸藥會引爆,并將兩塊金屬板向相反方向推進(jìn)。這有兩個(gè)效果:更多質(zhì)量(金屬)被推入彈丸路徑,同時(shí)金屬板的反向運(yùn)動會對彈丸產(chǎn)生干擾效果,粉碎成形裝藥射流。
然而,要正常工作,反應(yīng)元件必須相對于成形裝藥射流的穿透路徑傾斜。
重型 ERA 能夠摧毀或至少損壞現(xiàn)代穿甲彈藥,如 APFSDS 彈藥中使用的長桿穿甲體。
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布拉德利步兵戰(zhàn)車是 ERA 覆蓋不良的典型例子
然而,ERA 普遍存在以下缺點(diǎn):
一次性使用:命中一次即失效,坦克表面留下暴露區(qū)域
易被誘爆:前導(dǎo)裝藥或其他彈丸即可引爆
無法對抗串聯(lián)戰(zhàn)斗部:大多數(shù) ERA 對雙聯(lián)裝藥無效
碎片擴(kuò)散:爆炸后碎片大范圍飛散,增加附帶損傷
關(guān)于車輛表面 ERA 覆蓋率低的缺陷,瑞典 FMV 評估 T-80U 的 Kontakt-5 ERA 時(shí)得出結(jié)論:僅算“50%防護(hù)”,因?yàn)檎嬷挥屑s一半面積真正被 ERA 覆蓋。
根據(jù)俄方資料,蘇聯(lián)最早在1949 年就開始研究爆炸(反應(yīng))裝甲。但由于設(shè)計(jì)選擇不當(dāng)和事故,整個(gè)蘇聯(lián)的 ERA 研發(fā)未能取得成功,也沒有采用任何形式的實(shí)用 ERA。
今天所見形式的 ERA——若不把蘇聯(lián)那些徒勞的嘗試看得過重——是由德國研究者 曼弗雷德·赫爾德(Dr. Manfred Held) 發(fā)明或普及的。赫爾德博士在六日戰(zhàn)爭后前往以色列。他是成形裝藥彈頭的專家,想研究成形裝藥對當(dāng)時(shí)阿拉伯國家使用的蘇制坦克(如 T-54、T-55)造成的破壞效果。通過對受損的 T-54 和 T-55 的調(diào)查,他發(fā)現(xiàn)有些情況下,彈藥的引爆會減輕成形裝藥彈頭造成的破壞。基于此他開發(fā)了第一種可工作的反應(yīng)裝甲,并于 1970 年申請了專利(德國專利號 2053345)。這種最初的 ERA 也能對抗動能穿甲彈(如 APDS 和 APFSDS),但與更現(xiàn)代的設(shè)計(jì)相比,結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不切實(shí)際。它被設(shè)計(jì)為一體化 ERA,要求車輛車體開有專門腔體以裝入反應(yīng)元件與炸藥。
同年,赫爾德又申請了一個(gè)更完善的專利(德國專利號 2008156),其構(gòu)造與現(xiàn)代 ERA 非常相似:由兩片薄鋼板夾著一層炸藥形成的瓦片式單元。
盡管他未能說服德國或其他北約國家采用其發(fā)明,局面在 **贖罪日戰(zhàn)爭(1973 年)**后發(fā)生改變。赫爾德在 1974 年再次來到以色列進(jìn)行進(jìn)一步研究,并向以色列國防軍代表團(tuán)展示了他的發(fā)明。以色列政府隨即指示拉斐爾(Rafael)將一種 ERA 進(jìn)行批量開發(fā)生產(chǎn)。
首種在坦克上正式采用的爆炸反應(yīng)裝甲是 Blazer 型 ERA。Blazer 的結(jié)構(gòu)較為原始,每塊瓦片只使用一個(gè)反應(yīng)元件;每個(gè)反應(yīng)元件由一塊 3 毫米 的鋼板、3 毫米 厚的炸藥層和另一塊 3 毫米 的鋼板構(gòu)成。Blazer 首次在 1982 年的黎巴嫩戰(zhàn)爭中投入使用。
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布雷澤爆炸反應(yīng)裝甲(Blazer ERA)安裝在M48巴頓坦克上的橫截面圖。兩個(gè)反應(yīng)元件用螺栓固定在鋼制外殼上。
布雷澤ERA使用不敏感的炸藥填充物,在被小型武器和中等口徑彈藥(最高23毫米穿甲彈)擊穿時(shí)不會引爆。當(dāng)被聚能裝藥射流擊穿時(shí),鋼板會加速到大約每秒800米的速度。布雷澤ERA可以將RPG-7彈丸對鋼板的穿透深度從300毫米減少到約100毫米,盡管具體數(shù)值取決于沖擊角度。
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以色列國防軍裝備布雷澤ERA的M60坦克
然而,原始形式的布雷澤存在若干缺點(diǎn)。它在許多車輛(包括M48、M60和百夫長坦克)上的覆蓋范圍較差,布局中存在未受保護(hù)的間隙。由于使用多種不同形狀的ERA磚塊,布雷澤相比其他類型的ERA在后勤上是一個(gè)負(fù)擔(dān)。
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斯洛文尼亞的M-55升級版使用了(超級布雷澤)爆炸反應(yīng)裝甲(Super Blazer ERA)進(jìn)行防護(hù)。
布雷澤在1990年代/2000年代被超級布雷澤ERA取代。除了比其前代更有效外,超級布雷澤還提供一定程度的針對動能穿甲彈的防護(hù),并且不會被最高23毫米穿甲彈以及距其2米以內(nèi)爆炸的炮彈和迫擊炮彈碎片引爆。
蘇聯(lián)是第二個(gè)采用爆炸反應(yīng)裝甲的國家,其形式為Kontakt ERA,于1984年首次引入。大多數(shù)形式的Kontakt ERA使用兩個(gè)反應(yīng)元件,盡管可能存在僅有一個(gè)反應(yīng)元件的版本。反應(yīng)元件位于相當(dāng)小的盒子中(底面積314 x 148毫米),盒壁為3毫米厚的鋼板。代號為4S20的反應(yīng)夾層由2毫米厚的鋼板、7毫米厚的炸藥和2毫米厚的鋼板組成。一個(gè)帶有兩個(gè)反應(yīng)夾層板的Kontakt ERA磚塊(不含固定螺栓)重5.7公斤。一輛坦克大約使用151個(gè)磚塊(盡管數(shù)量因坦克類型和表面積而異)。
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Kontakt-1 ERA磚塊,顯示兩個(gè)元件的排列方式。
與布雷澤一樣,原始的Kontakt ERA不提供針對穿甲彈的防護(hù),并使用不敏感炸藥以防止小型武器射擊引爆。
根據(jù)俄羅斯來源,Kontakt ERA在被單級聚能裝藥彈頭擊中時(shí),提供相當(dāng)于最高400毫米軋制均質(zhì)鋼裝甲(RHA)的防護(hù)。與布雷澤不同,Kontakt由于使用兩個(gè)以不同角度排列的反應(yīng)元件,在更大范圍的角度上提供防護(hù)。Kontakt磚塊的較小尺寸也更有利。
Kontakt-5是蘇聯(lián)對原始Kontakt ERA的后續(xù)開發(fā),旨在同時(shí)提供針對穿甲彈的防護(hù)。與上一代Kontakt ERA不同,蘇聯(lián)將Kontakt-5視為“集成式ERA”,因?yàn)槠浒惭b機(jī)制和設(shè)計(jì)。Kontakt-5是一種重型ERA。
Kontakt-5使用厚重的鋼殼,其中插入4S22反應(yīng)元件。根據(jù)磚塊使用位置的不同,安裝一個(gè)或兩個(gè)反應(yīng)元件。4S22反應(yīng)元件使用更強(qiáng)大的炸藥填充物,TNT當(dāng)量為0.33公斤,而早期的Kontakt-1的4S20反應(yīng)元件的TNT當(dāng)量為0.28公斤。
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Kontakt-5裝甲布局和4S22磚塊
Nii Stali聲稱,Kontakt-5(接觸-5)ERA對RPG和反坦克導(dǎo)彈提供相當(dāng)于400-500毫米鋼的防護(hù),對HEAT坦克炮彈和火炮彈藥提供200-250毫米鋼的防護(hù),并將APFSDS的穿透力降低20%。據(jù)稱,這使T-72B的裝甲防護(hù)系數(shù)對APFSDS提高1.2倍,對聚能裝藥提高1.9-2.0倍。Nii Stali還聲稱,裝備Kontakt-5 ERA的T-55能夠抵御穿透力高達(dá)400毫米的APFSDS彈藥。
Kontakt-5通過使用更強(qiáng)大的炸藥裝藥和厚重的蓋板組合來提供對APFSDS的防護(hù)——這會導(dǎo)致穿甲彈破碎或長桿彎曲。然而,更現(xiàn)代的APFSDS類型可以在不被破壞或嚴(yán)重變形的情況下?lián)魯ontakt-5 ERA。
DYNA反應(yīng)裝甲于1988年由捷克Novy Jicin的軍事維修設(shè)施與Slavicin的軍事技術(shù)研究所共同開發(fā)。與之前提到的反應(yīng)裝甲類型不同,DYNA不使用簡單鋼板夾炸藥的反應(yīng)元件,而是使用菱形(?)元件。這些元件由薄壁空心鋼菱形體組成,表面涂有一層炸藥,炸藥外再覆蓋一層薄鋼層。
用于本地T-72M4Cz版本正面裝甲的每個(gè)ERA磚塊包含多個(gè)菱形元件。根據(jù)照片判斷,一個(gè)DYNA磚塊中似乎最多包含五個(gè)菱形體。
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DYNA反應(yīng)裝甲,顯示?形鋼體和炸藥填充物(白色)
根據(jù)捷克軍方數(shù)據(jù),當(dāng)安裝在T-72M1上時(shí),對APFSDS的防護(hù)提升至原防護(hù)的1.3倍,對RPG和導(dǎo)彈的防護(hù)提升至原防護(hù)的2.2至2.7倍。
用于坦克頂部和車體的DYNA反應(yīng)裝甲結(jié)構(gòu)可能有所不同,至少使用的ERA模塊厚度不同。
“利刃”和“雙刃”反應(yīng)裝甲由烏克蘭開發(fā)。烏克蘭工程師沒有采用簡單鋼板夾炸藥的結(jié)構(gòu),而是決定使用多個(gè)線性聚能裝藥(LSC)。這些LSC由銅或鋁制成,呈經(jīng)典的“半月形”[?]。在中空中心部分填充高爆藥。
在被擊穿時(shí),線性聚能裝藥的炸藥填充物會引爆并加速內(nèi)襯材料,從而形成聚能射流(或更準(zhǔn)確地說,一根金屬棒),其原理與HEAT彈頭使用的常規(guī)聚能裝藥相同。
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“利刃”和“雙刃”(Duplet) ERA的不同反應(yīng)元件。
與其他許多類型的ERA不同,Duplet ERA由多個(gè)層疊在一起的層組成,不同ERA層之間的空間部分由實(shí)心鋼塊覆蓋。在T-84M Oplot-M主戰(zhàn)坦克的情況下,炮塔和車體側(cè)面最多有三層Duplet ERA,而斜坡裝甲僅使用兩層。
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泰國T-84M Oplot-M,炮塔正面有三層ERA
由于“雙刃”(Duplet)的多層設(shè)計(jì)——由多達(dá)三塊反應(yīng)裝甲磚夾以相當(dāng)重的實(shí)心鋼塊間隔——“雙刃”(Duplet) ERA無法用于小型和輕型車輛。每平方米Duplet ERA重400至500公斤。
根據(jù)烏克蘭制造商提供的數(shù)據(jù),“利刃”和“雙刃”提供的防護(hù)是“世界最佳同類產(chǎn)品”(如Kontakt-5和Blazer)的1.5至2.5倍。其他來自烏克蘭來源的、更加可疑的數(shù)據(jù)聲稱,Duplet可以將未知類型的單級聚能裝藥、串聯(lián)聚能裝藥彈頭和APFSDS的穿透力降低高達(dá)90%。這些數(shù)值極可能是宣傳或基于完全過時(shí)的彈藥——盡管使用了Nozh ERA,烏克蘭T-64和T-72坦克的作戰(zhàn)表現(xiàn)相當(dāng)差。
波蘭的ERAWA反應(yīng)裝甲設(shè)計(jì)用于比其他ERA解決方案更廣泛地覆蓋坦克表面。磚塊為方形,且比之前提到的ERA類型更小。這意味著ERAWA ERA磚塊可以幾乎“無縫”地安裝在坦克上。
ERAWA-2磚塊和布局
ERAWA-2是ERAWA的多層ERA版本,在一個(gè)磚塊中使用兩個(gè)反應(yīng)元件。這對帶有前導(dǎo)裝藥或串聯(lián)彈頭的聚能裝藥彈頭提供更高的防護(hù)。它還對爆炸成型穿甲彈(EFP)和APFSDS提供一定程度的防護(hù),但僅限于較老的類型。
ERAWA和ERAWA-2的磚塊尺寸均為150 x 150毫米。ERAWA厚度為26毫米,重2.9公斤。它包含一個(gè)單一但相當(dāng)厚的反應(yīng)元件,由鋼板和炸藥組成,位于安裝在螺栓上的鋼盒內(nèi)。
多層ERAWA-2 ERA使用厚度為46毫米的更厚磚塊,包含兩個(gè)反應(yīng)元件。蓋板更厚,可能包含非金屬復(fù)合材料。這導(dǎo)致每個(gè)磚塊重量為4.7公斤。
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波蘭BMP裝備CERAWA-1 ERA
CERAWA是一種基于ERAWA的原型ERA,但設(shè)計(jì)上將陶瓷磚塊融入反應(yīng)元件,而不是主要依賴鋼等金屬材料。反應(yīng)元件仍包含一定量的鋼,并在某些應(yīng)用中使用橡膠。CERAWA對經(jīng)典(小型)RPG提供防護(hù),這些RPG對鋼的穿透力在300毫米范圍內(nèi),當(dāng)安裝在BMP-1上時(shí),還能抵御14.5毫米穿甲彈。與其他類型的ERA不同,CERAWA不需要大量基礎(chǔ)裝甲:在波蘭試驗(yàn)中,10毫米鋼板既未被RPG-7穿透,也未被保護(hù)它的CERAWA爆炸反應(yīng)裝甲穿透。
瑞士RUAG開發(fā)了SidePRO-CE,這是一種復(fù)合爆炸反應(yīng)裝甲設(shè)計(jì)。SidePRO-CE的重點(diǎn)是降低附帶損傷。SidePRO-CE對HEAT彈藥(如RPG,包括串聯(lián)聚能裝藥彈頭)和動能彈藥提供防護(hù)。
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SidePRO-CE ERA正在接受HEAT彈頭測試。
CLARA(復(fù)合輕量化適應(yīng)性反應(yīng)裝甲)是一種德國復(fù)合反應(yīng)裝甲,由Dynamit Nobel Defence開發(fā)(該公司起源可追溯至阿爾弗雷德·諾貝爾,即“諾貝爾獎(jiǎng)的那位先生”和炸藥發(fā)明者)。與其他類型的ERA不同,CLARA設(shè)計(jì)為無碎片。這通過使用復(fù)合纖維材料代替金屬或陶瓷板作為反應(yīng)元件來實(shí)現(xiàn)。
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根據(jù)版本不同,CLARA的面密度為每平方米70公斤至270公斤。它對單級聚能裝藥(用于大多數(shù)RPG)、EFP提供防護(hù),重型版本還能抵御高達(dá)30毫米APFSDS的動能穿甲彈。
CLARA最初是為部署在阿富汗的荷蘭-德國Fennek偵察車開發(fā)的,但由于重量問題和優(yōu)先級變化,未能被Fennek采用。在成功在Marder步兵戰(zhàn)車(IFV)上試驗(yàn)后,CLARA被用于保護(hù)德國Puma IFV的某些區(qū)域。在這種配置下,每個(gè)ERA磚塊重約40公斤。它還在Boxer裝甲運(yùn)兵車上進(jìn)行了測試。根據(jù)Dynamit Nobel Defence的說法,CLARA相比“傳統(tǒng)被動裝甲”(即鋼裝甲)每重量提供的防護(hù)提升了十倍。
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