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T-14 “阿玛塔”主战坦克有哪些技术突破?
www.wforum.com | 2025-02-14 21:13:01  阿隆随录 | 0条评论 | 查看/发表评论
据塔斯社8月23日报道,在“军队-2021”国际军事技术论坛上,俄罗斯国家技术集团第一副总裁弗拉基米尔·阿尔佳科夫证实,该公司已经向俄军交付了首批试生产型的T-14“阿玛塔”主战坦克,在今年年底前共计要交付20辆。

这款于2015年5月9日,在纪念世界反法西斯战争胜利70周年盛大阅兵式上首度公开的新装备,被俄罗斯称为第四代主战坦克。在经历5年多持续发展后,于2020年年末通过了国家测试。它是否真如俄罗斯所言,是具有革命性、颠覆性设计的第四代主战坦克呢?

技术难以突破

早在上世纪80年代,第三代主战坦克技术成熟之际,各主要强国均在探索下一代主战坦克技术路径,但时值今日,各国对第四代坦克的标准仍莫衷一是。

第三代主战坦克是传统思维的登峰造极之作。但由于提升火力和增强防护的客观需求,第三代主战坦克陷入了“水多了加面,面多了加水”的窘境,导致战斗全重急剧增加,接近70吨大关。这不仅让其战场适应性、战役机动性能大打折扣,客观上限制了其战场运用,而且日益昂贵的造价也让许多国家望而却步。第四代主战坦克要打破这个魔咒,让主战坦克各方面性能获得飞跃,就必须另辟蹊径。提高坦克自动化程度,减少乘员数量,便是其中之一。

纵观坦克百年发展史,其乘员组数量由早期的多至10余人,减至二战时期的4~5人,冷战初期进一步降至4人。从T-64这个第三代主战坦克的“开山之作”开始,苏联通过引入自动装弹机,取消装填手,率先将坦克乘员组减至3人。相关研究表明,每减少1个乘员,便可节省几立方米的车内活动空间,相应地可以减少炮塔体积和投影面积。如果装甲重量不减,则可以相应增加装甲厚度,提高坦克防护性能。如果维持原有防护性能不变,则可减轻装甲重量,继而降低战斗全重,提高坦克机动性能。 

对于第四代主战坦克而言,要想在各方面真正取得突破,只能将乘员组进一步减至2人,全部安排在车体前部,并采用配有高可靠性自动装弹机的无人炮塔。只有这样,才能将炮塔体积和正面投影降至最低限度,火炮的俯仰角也能有所增加,并能大幅度减轻战斗全重。不过,这种设计的前提,是坦克的自动化程度及“人工智能辅助作战系统”(AI)必须达到一个极高的水平,而且必须具备高度的可靠性。

3人制坦克乘员组里,车长负责全面搜索战场情况,与上级和友邻沟通信息,接收上级指令,处理各种传感器捕获的信息,做出攻击决策后分别给炮长和驾驶员下指令。炮长领受车长命令后,必须搜索、识别目标,到使用激光测距仪,将各种参数注入火控系统解算,然后选择弹种、自动装填、瞄准、击发。射击结束还需要评估攻击效果,决策是否需要补射,是否需要更换弹种,是否需要使用并列武器。若在这期间,车长又发现了新的目标,炮长还需向车长报告已经被攻击目标的毁伤程度,调整下一轮攻击的优先次序。驾驶员必须听从车长指令,精力高度集中地驾驶着几十吨重的庞然大物在战场上闪转腾挪。

目前,世界上虽有多家实力强劲的公司在研发汽车自动驾驶技术,但却无一例外地停留在试验场演示阶段。尚无哪国批准无人驾驶汽车投产,这表明人工智能技术在胜任汽车驾驶方面并未打消人们的担心。那么,又怎么能指望人工智能技术能驾驭更为复杂的坦克在啥情况都有可能发生的战场上随机应变呢?所以,现阶段若要强行将坦克乘员减至2人,唯一的办法是将车长和炮长的职能合并,用人工智能技术辅助车长决策,以此减轻他的负担。不过,以目前的人工智能技术水平,要做到这一点异常困难。

“创新”弊大于利

俄罗斯的人工智能技术和世界先进水平相比,差距是客观存在的。所以在T-14“阿玛塔”主战坦克上,乌拉尔车辆设计局只能采用折衷方案:保留3人制坦克乘员组,但让他们集中坐在车体前方,由车体厚重的复合装甲提供防护,并用装甲板与战斗舱室完全隔开,极大地提高了乘员的生存能力,避免了弹药殉爆导致的人员伤亡。由于炮塔内无人,设计自动灭火抑爆系统时,完全可以不考虑人的因素,有利于提高坦克的生存能力。

这种思路的确让人眼前一亮。但是,它也不可避免地带来了拉长车体的负面影响,而且必须解决由于乘员组对外观察视野严重受限的问题。由于各方面限制,T-14“阿玛塔”的驾驶员位于车体左前方,炮长位于驾驶员后方,车长位于车体右前方。从俯视图上看,车长位置比驾驶员靠后,比炮长靠前,三人呈等腰三角形布置。这种布置方式与“一”字并排布置相比,进一步拉长了车体。据悉,俄军现役T-90车体长6.86米,而T-14“阿玛塔”这一数据为8.7米,长出了足足1.84米,这带来了一系列严重的负面影响。非但如此,“阿玛塔”的炮长要进出坦克,只能通过驾驶员舱盖,放倒驾驶员座椅,艰难地从上面爬过去。这种设计非常不利于人员快速进出坦克。 

根据俄方披露的T-14“阿玛塔”主战坦克内部照片来看,其乘员组座位面前有大尺寸的液晶显示屏,能将安置在各处的传感器接收到的信息经过一定处理后投射到液晶显示器上,看起来颇为现代化,一改人们对苏俄坦克光电传感器性能和信息化集成水平远远落后于西方的印象。但是,再先进的光电传感器,也不能完全替代人工目视观察。因为光电传感器各有观察范围,难以做到对周围360度全方位、无死角地覆盖观察。而且光电传感器的分辨率尚无法同人眼相提并论。在一些诸如城市巷战的场合,眼睛紧盯着液晶显示屏,努力辨识其显示的二手信息,还不如直接通过炮塔顶部观察窗直接用肉眼对外观察来得更加方便快捷。

至于光电传感器观察死角的问题,理论上可通过引入先进的“虚拟现实技术”(VR)予以部分解决。但是,不过,目前虚拟现实技术远未发展到完善阶段。主要缺陷集中在硬件的处理速度远不能满足在虚拟世界中实时处理大量数据的需求。相关软件开发花费巨大且效果有限。三维建模技术也需进一步完善。在虚拟现实的感知方面,真实性、实时性还不尽如人意。在交互效果方面,“虚拟现实技术”与人的自然交互不足,在语音识别、人工智能方面的效果,同样不能令人满意。对于俄罗斯来说,由于自苏联解体以来的近30年时间里,科研队伍流失、科研投入长期不足,像“虚拟现实技术”这样的前沿科技因为长期没有具体项目的牵引,导致俄罗斯在该领域的真实水平难以跟上时代潮流。

火力进步明显

在T-14“阿玛塔”上,乌拉尔设计局放弃了潜力被发掘殆尽的48倍径2A46系列滑膛炮,换用了全新设计的2A82-1M型125毫米滑膛炮。因为采用了无人炮塔,无需考虑火炮发射时烟气泄漏到炮塔内的问题,所以2A82-1M取消了身管中部的火炮抽烟装置。这是它与2A46系列滑膛炮在外观上的最大不同。理论上,取消火炮抽烟装置,能将火炮的可用膛压设计得更高一点,射击精度也可得到一定程度的改善。

2A82-1M身管长度为49.2倍径,药室容积为13.2升,装药量12.8千克,炮口动能高达15.3兆焦。2A82-1M药室容积比2A46系列还要略小一些,身管只延长了2.5%,炮口动能却较后者高出39%。这表明其发射药的药力有大幅度增长,极有可能采用了双基发射药。以炮口动能与装药量的比值粗略估算,虽然2A82-1M发射药的药力仍低于西方先进水平,但俄罗斯在这方面进步明显。

苏俄第三代主战坦克均采用吊篮式圆盘自动装弹机,但T-64、T-80和T-72、T-90的自动装弹机结构迥异。T-64和T-80的吊篮式圆盘自动装弹机采用药筒垂直放置,弹丸水平放置的存储方式。而在T-72、T-90的吊篮式圆盘自动装弹机里,药筒和弹丸是分成上下两层水平放置的。长期实践证明,T-72、T-90的自动装弹机设计更加可靠。因为装填时药筒和弹丸只需垂直抬高,然后被水平推入炮膛,运动路线简单,无需大幅度改变药筒和弹丸的姿态。但不管是哪种类型的吊篮式圆盘自动装弹机都有一个共同的缺点:吊篮弹盘直径只有2米左右,无法拓展,这就严重限制了弹丸长度,使得苏俄尾翼稳定脱壳穿甲弹威力长期落后于西方。

T-14“阿玛塔”为解决这个技术瓶颈,改用了垂直向下环列备弹方式:弹丸和药筒均头部向下环列在吊篮边缘,近乎垂直于地面。装弹时,自动装弹机分别将弹药和药筒向后抽上去,先放平,再推入炮膛。由于采用了创新设计,为2A82-1M型125毫米滑膛炮配套设计的3BM69/70“真空”1/2尾翼稳定脱壳穿甲弹弹杆长度提高到约960毫米,虽然炮口初速仍为1750米/秒左右,但俄方宣称采用贫铀合金弹芯的3BM69“真空”1能在2000米距离上垂直击穿1000毫米均质钢装甲,采用整体钨合金弹芯的3BM70“真空”2这一数据为900毫米。即便考虑到俄罗斯靶钢的技术标准与西方有差异,T-14“阿玛塔”主炮威力的进步也是实实在在的。

不过,经过改进的自动装弹机结构虽然消除了制约尾翼稳定脱壳穿甲弹威力提升的技术瓶颈,但因为要在装弹过程中改变药丸和药筒垂直角度,因而自动装弹机的可靠性不可避免地会受到影响。其总体可靠性能否达到令人可以接受的程度,还有待进一步观察。

在至关重要的坦克火控系统方面,俄罗斯一直与世界先进水平有不小的差距。俄罗斯此前宣称装了最新型坦克火控系统的T-72B3M,不过是在1A40M下反式火控系统的基础上,增加了一个白俄罗斯生产的车长周视三合一瞄准镜而已。在“坦克两项”赛场上,T-72B3M以9千米/小时的速度行进间射击,从炮口锁定到射击,耗时14秒。作为对比,使用上反稳像式火控系统的中国96A型主战坦克,以29千米/小时的速度行进间射击,从炮口锁定到射击仅耗时6秒。而96A火控系统在中国早已是大路货的水平。由此可见,俄罗斯坦克火控系统离世界先进水平差距极大。

当年T-90坦克出口印度时,俄罗斯国产的“龙舌兰”热像仪因为技术落后,性能低下,被印度陆军换成了法国同类产品。知耻而后勇的俄罗斯军工界经历数年努力,终于在2020年将自研的639×521的红外焦平面阵列元件用于国产热像仪的批量生产,初步摆脱了对西方核心部件的依赖。

综合俄媒透露的信息,俄罗斯研发的新型全景视野“鹰眼”车长全向瞄准具具有独立稳定的视野、热成像通道、激光测距仪和自动目标跟踪功能。通过“松树”U炮长瞄准镜和“鹰眼”车长全向瞄准具的组合,俄罗斯坦克的火控系统可以支持坦克在35千米/小时的速度下,准确打击2000米外的目标。这和过去相比,显然也是不小的进步。

不过,T-14“阿玛塔”将顶置遥控武器站与车长周视瞄准镜集成在一起。为避免大口径机枪射击时的剧烈震动对车长周视瞄准镜的影响,不得不将传统的12.7毫米大口径机枪降级为7.62毫米机枪,这对于在复杂环境下打击不同种类的目标有一定的负面影响。

防护双管齐下

各种新式反坦克武器的飞速发展,给坦克的防护能力提出了更高要求。复合装甲和爆炸式反应装甲虽然为坦克提供了较高的防护能力,但也使得坦克战斗全重不断攀升。像M1A2、“豹”2之类的西方主流坦克,战斗全重已达70吨左右,几乎达到了坦克能有效实施战场机动的上限。因此,试图单纯通过堆彻基础装甲厚度,拼命外挂爆炸式反应装甲来提高坦克防御能力的办法,已经基本走到了尽头。要在不增加、甚至减轻重量的情况下进一步提高坦克的防护能力,有两个有效途径:采用无人炮塔,以及装备主动防护系统。T-14“阿玛塔”最大的亮点,就是同时采用了这两个增加防护的措施。

T-14“阿玛塔”无人炮塔的主体结构,也就是火炮装甲盒的宽度,与现役三代主战坦克炮盾宽度差不多,只是常规三代主战坦克炮塔宽度的三分之一左右,正面投影面积相当小,在同等情况下可以大大加强对火炮的防护,且在战场上被敌方命中的几率大大降低。

由于战斗全重的限制,坦克侧面和顶部的防护能力远弱于正面,因此日益成为各类反坦克武器打击的重点。发展和装备主动防护系统,是坦克防护技术发展的重要方向。苏/俄从80年代初开始,相继研制出“鸫”1、“鸫”2、“竞技场”等主动防护系统。其中,80年代装备的“鸫”1可以防护速度50~500米/秒的反坦克导弹和火箭弹,90年代研发的“竞技场”可防护速度为70~700米/秒的来袭目标。

“阿玛塔”炮塔侧面四周布置的平板雷达天线和光电观察窗口,共同构成了全天候的战场态势监控系统。一旦发现来袭目标,系统自动判断威胁大小,适时动用主动防护手段。“阿玛塔”安装了两种主动防护弹。炮塔底部那10个大口径发射管内安装的是硬杀伤拦截弹,炮塔顶部安装的那几组小口径发射管内装的是用于软杀伤的烟雾干扰弹。

烟幕干扰不仅对付光学、激光制导的反坦克武器十分有效,而且可以对付日益普及的末敏弹。末敏弹的自锻成型战斗部在距离地面几十米高度时就会起爆,若是采用硬杀伤拦截弹与之对抗,拦截弹不仅需要有足够的制导精度、加速能力,而且还必须拥有足够灵敏的引信。如此一来,拦截弹的体积和成本都会上升到让坦克无法承受的地步。末敏弹的弱点之一,就是瞄准窗口很短。坦克只要在末敏弹下落过程中沿着圆锥母线作周向扫描时,将自己遮蔽在烟幕中,让末敏弹无法正确识别、锁定自己就达到了目的。“阿玛塔”在炮塔顶部设置了两组,共24枚朝天发射的烟幕弹,说明俄罗斯高度重视对末敏弹的防护。

如果烟幕迷盲失效,“阿玛塔”的主动防护系统将选择处于最佳攻击位置的主动拦截器发射管,自动计算合适的发射时间,发射后靠拦截弹的预制破片催毁目标。

从数据对比来看,俄军现役T-90车体长仅有6.86米,炮口向前时全车长9.53米,车体宽3.46米,全车高2.26米,战斗全重46.5吨。T-14“阿玛塔”车体长达8.7米,炮口向前时全车长10.8米,车体宽3.6米,全车高3.3米,战斗全重55吨。如果仅以战斗全重和坦克体积的比例来估测两型坦克单位面积上的装甲重量,可能会得出T-14“阿玛塔”防护弱于T-90的错误结论。但实际上,俄罗斯在新型坦克防护设计方面改变了思维,转为加强战场环境感知,积极使用主动防护手段,以此在重量增加不多的情况下取得更好的防护效费比。这种设计思路是值得肯定的。

动力差强人意

A-85-3/12H360型涡轮增压柴油机是车里雅宾斯克拖拉机厂为T-14“阿玛塔”主战坦克配套研发的动力装置。它在苏俄坦克柴油机发展史上,史无前例地采用了X构型。

所谓X构型,可以理解为将两台V型6缸发动机放倒之后连接在一起,即每排只有3个气缸,4排一共12个气缸。这种构型的优点是结构紧凑,明显降低了曲轴质量。在与俄式主战坦克沿用了近70年之久的B2系列柴油机体积大致相当的情况下,A-85-3/12H360在发展初期的动力指标是883千瓦,技术成熟后最终将达到1103千瓦。

动力舱通常占坦克内部容积的30%~40%。在保证功率的同时,尽量缩小动力装置的体积,减轻其质量,对于降低坦克战斗全重和缩小整车体积至关重要。从内燃机热力原理上分析,只有大幅提高气缸的工作压强,柴油机才会有功率密度翻倍、乃至数量级提高的可能性。从这个角度而言,俄罗斯现有的V构型柴油机,技术潜力还远未发掘殆尽,完全可以通过使用高温合金制造缸体,提高气缸内工作温度和压强的办法,大幅度提高功率密度。

目前,世界上功率密度最大的坦克柴油发动机,是德美联合研制的MTU890系列。它通过90度夹角的V型布置气缸,各分系统(如泵、滤清器和机油系统)的综合设计,有效空间的利用等,使其输出1100千瓦功率时总排量仅有12升,为MT883系列的一半,为“豹”2所采用的MB873系列柴油机的四分之一左右。目前,MTU890系列使用的仍是铝合金活塞,这说明其通过提高空气进气量的办法,实现了在较低工作温度下的高压强(其平均工作压强接近3兆帕,超出现有坦克柴油机一倍)。未来如果采用高温合金,相信其功率密度还能有显著提高。

俄罗斯因为基础工业水平不如西方,因此只能另辟蹊径,通过采用特殊构型,在较低的技术水平上追求柴油机结构紧凑,试图通过优化总体设计,对各项技术性能有所取舍的方法,在较短的时间内取得总体性能上的提升。这是苏俄军工系统的传统做法和强项,也确实取得过一些令人瞩目的成果。加之T-14“阿玛塔”主战坦克采用的独特布局,将原本分散在炮塔两侧的车长、炮长,以及车体前部的驾驶员,统统集中在车体前部,而且还是交错布置,等于是在传统坦克底盘基础上硬生生插入了一个前部乘员舱。因此从尽可能降低坦克总体长度角度考虑,俄罗斯对缩小T-14“阿玛塔”主战坦克动力系统的体积,有着非常急迫的需求,相关指标定得极高,因此已等不得按部就班地改进现有的V构型柴油机,直接剑走偏锋,上X构型。

这个俄罗斯此前从未研发过的X构型坦克动力,在研发过程中遇到技术问题时,并无可参考借鉴的对象,一切都要从头开始摸索,研发进度自然快不起来。从俄方披露的信息看,A-85-3/12H360的缸径150毫米,活塞行程160毫米,排量34.6升,2015年时装车最大输出功率为882千瓦。里雅宾斯克拖拉机厂声称,通过强化机体、供油、提高转速等技术手段,可以将该型柴油机功率提升至1103千瓦级。从这些指标看,即便是剑走偏锋,受限于俄罗斯材料工业的技术水准,机械加工及相关设计水平,A-85-3/12H360就算最终达到了设计指标,其较MTU890系列柴油机技术水平仍有明显差距。哪怕是和俄罗斯既有的V型柴油发动机相比,A-85-3/12H360的性能提高也相当有限。该型柴油机过于复杂的结构,不仅制造难度颇大,而且对后勤维护来说也相当繁杂。

对任何一款新型发动机来说,都有个成熟的过程。早在2015年T-14“阿玛塔”主战坦克驶上红场接受普京总统检阅前,就曾曝出在彩排时趴窝,被牵引车拖走的新闻。事后,俄方对外解释,说这是他们在练习应对阅兵中的突发状况。实际上,A-85-3/12H360这样一款结构复杂、制造及维护难度极大的发动机,不仅当年趴窝很正常,而且去年被曝出功率不达标,致使T-14“阿玛塔”被推迟到今年才交付俄军也显得并不令人意外。

不过,虽然新型发动机嘈点多多,但T-14“阿玛塔”采用了全新的液力传动装置以及半主动悬挂系统,还是值得肯定的。其1、2、7对负重轮上采用了液气悬挂,其他负重轮仍是传统的扭杆悬挂。这么设计既可以在相当程度上减少坦克高速越野时的颠簸,又可以降低造价,提高悬挂系统的可靠性。

结语

综上所述,T-14“阿玛塔”恐怕还难以称为一款真正意义上的第四代主战坦克。充其量,它顶多和当年的T-64一样,只是第四代主战坦克的早期探索试验型号而已。但是,在黑暗中探索、试图寻求技术突破的过程中,各种试错和失败都绝非没有意义。如果没有这股勇于创新、大胆实践的精神,就永远只能跟在他国身后亦步亦趋,赶超也就成了遥不可及的梦想。从这个角度而言,T-14“阿玛塔”必定会在苏俄坦克发展史上写下浓墨重彩的一笔。

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