應對未來戰(zhàn)爭的“光學盾牌”

1、應對未來戰(zhàn)爭的“光學盾牌”一 明裝 甲作者：李隨意來源：坦克裝甲車輛2015年第17期李隨意眾所周知，透明裝甲是安裝在軍用車輛上具有光學透明性、防彈道沖擊、炮彈與巖石碎片 的裝甲。當前，隨著非對稱戰(zhàn)爭行動的需要，西方軍隊的軍用車輛開始大量裝備透明裝甲。以 美軍為例，越來越多駐扎在伊拉克和阿富汗的美軍部隊的防地雷反伏擊車（MRAP）裝備了大尺寸 的透明裝甲。這些透明裝甲在應對復雜城市作戰(zhàn)環(huán)境、獲取對周圍環(huán)境的態(tài)勢感知、避免對戰(zhàn) 區(qū)平民的附帶損害等方面，表現出了非常優(yōu)異的性能，既能保證駕駛員和車內人員對周圍環(huán)境 的良好觀察，又能很好地保護車內人員的安全。目前，國外開展透明裝甲研究的主要由美國、法國

2、、德國、意大利和以色列等國。其他一 些國家也相繼開展透明裝甲的研制，比如2013年10月墨西哥國防部長就宣布成立本國的玻璃 裝甲制造廠。上述國家的生產商都會關注軍用和民用市場，在透明裝甲防護級別上多采用北約 標準化協議（Stanag）和美國的ATPD防護等級。在這里，我們主要討論德國、美國、以色列和意 大利等國透明裝甲的發(fā)展現狀和最新趨勢。德國德國肖特公司總部位于耶拿，該公司在美國設有一家分公司一一肖特北美公司。目前，在 歐洲的軍用透明裝甲產品主要是瑞茨斯坦（Resistan）系列，防護級別涵蓋了 Stanag 1級至 Stanag 4級。肖特公司的透明裝甲產品采用的是一種具有出色光學性能和較

3、高質量的硼硅酸鹽 玻璃材料-Borofloat 33，這種材料相較于普通的鈉鈣玻璃，可以減重12%15%。肖特公司在符合Stanag 2級Stanag 4級之間，都有非常不錯的瑞茨斯坦系列的透明裝 甲產品。符合Stanag 2級的產品有NY 52 BF和NY 58 BF。前者面密度為112千克/平方米， 工作在-3249攝氏度的正常溫度范圍，可保證86%的光線透過率，經過20毫米破片模擬彈以 630米/秒速度的單發(fā)射擊和7.62X39毫米穿甲燃燒彈的連續(xù)射擊測試；后者面密度為124千 克/平方米，相較于前者，重量和厚度都增加了約10%，耐高溫（最高溫度可達75度），經過 高速破片模擬彈（700

4、米/秒）和7.62X51毫米穿甲燃燒彈的測試。符合Stanag 3級的產品有NY 92 BF、NY 80 BF和BY 69BF。NY 92 BF可適應嚴苛環(huán)境， 耐高溫，面密度達195千克/平方米，可以抵擋1 250米/秒的20毫米以上破片模擬彈、 7.62X54毫米與7.62X51毫米的穿甲燃燒彈和12.7X109毫米彈丸的攻擊；NY80 BF的面密度 為1 74千克/平方米（重量和厚度相對于NY 92 BF減少了 10%），經過了除12.7毫米之外所 有的測試；NY 69 BF的面密度為153千克/平方米（重量和厚度相對于NY 92減少了 22%）， 只針對7.62X52毫米的穿甲燃燒彈進

5、行了測試。符合Stanag 4級的產品有NY135和NY 194。面密度為284千克/平方米的NY 135和398 千克/平方米的NY 194,都經受了 1550米/秒的20毫米破片模擬彈和14.5X114穿甲燃燒彈 的測試，區(qū)別僅在于厚度稍薄的NY 135接受的是單發(fā)測試，而NY 194接受的則是連發(fā)測試。 其中，NY 194產品還被德國聯邦國防軍裝備、信息技術與內部服務支援辦公室授予了合格證書， 這也是唯一一個完全獲批和授予Stanag 4級的解決方案。展望未來，肖特公司密切跟蹤新材料，并進行相關的研制，比如透明陶瓷和尖晶石。另外， 肖特北美公司主要致力于玻璃陶瓷和通過溫度控制生產基礎玻璃

6、結晶的多晶材料，已經可以生 產出35納米的結晶表層，符合美國ATPD-235標準。德國古斯公司（Glas undOptik Gmbh）是另外一家重要的供應商。2013年9月初，德國聯 邦國防軍裝備、信息技術與內部服務支援辦公室授予該公司Stanag 3的資質認證。該公司在減 少透明裝甲重量和厚度方面有著一定優(yōu)勢，其透明裝甲玻璃的密度從21 5千克/平方米降低到 170千克/平方米，厚度由91毫米減少到83毫米，同時，工作環(huán)境溫度的上下限也分別調整 至3249度。它的多次打擊能力也是基于標準的120毫米的三角形區(qū)域而非一般的300毫米進 行的測試，造成的凹陷非常有限，因此，聚碳酸酯背襯材料層可以

7、大幅度削減。另外，公司產 品的可修復能力強。其中，古斯公司的維修團隊在阿富汗修復了 600多輛裝甲偵察車的3 500 塊前擋玻璃，其中大部分是被石塊和巖石所損壞的。在透明陶瓷等新材料領域，古斯公司還與德國的賽瑯泰克公司一道開展研究。比如，在允 許瓷片粘合以生成可視化效果的膠合劑方面，如何有效評估人眼視覺疲勞、頭痛和定向障礙等 問題。同時，它們也與德國聯邦國防軍裝備、信息技術與內部服務支援辦公室緊密合作，充分 分析這些新材料可能產生的副作用。德國耶拿光學公司在2013年國際防務展展示過一款塑料透明裝甲。該裝甲可以保證90%以 上的光線透過率。該產品的突出優(yōu)點之一就是前擋玻璃可以彎曲，從而使構成軍

8、用車輛前擋玻 璃的兩塊透明玻璃裝甲面板的傳統中柱成為多余，因而最大程度地保證前方能見度。另外，耶 拿光學公司的塑料型透明裝甲還不會產生任何變形，即使發(fā)生彎曲時亦是如此。當前，公司有 兩款符合Stanag 2級和Stanag 3級的產品，前者面密度約為144千克/平方米，厚度121毫 米；后者面密度為238千克/平方米，厚度201毫米。特別是Stanag3級的產品，可抵抗0一 45度上連續(xù)多段爆炸成型穿甲戰(zhàn)斗部（EFP）以及45度角RGP 7火箭炮的打擊，表現出色并得到 相關認證。以色列奧朗安全玻璃公司是以色列透明裝甲生產商，也是以色列國防軍的唯一供應商。除在本國 的總部外，它還在美國弗吉尼亞設

9、立了分公司。該公司的主要目標是在同樣的裝甲防護等級基 礎上追求輕量化，通過利用結晶材料技術，能確保普通玻璃裝甲減重30%50%，厚度減少 40%60% （見上表）。另外，它還關注最新技術，并將不同技術應用于產品之中，以增加更多的功能。比如，通 過引入新技術，可以在-42度的嚴寒環(huán)境下，30秒內除去透明裝甲上的冰霜，使車內駕駛員的 視野變得清晰。目前，奧朗公司開發(fā)出兩種提供傳統夾層玻璃裝甲性能的技術。一種是“巖石抗擊打玻璃”（RSG）技術，該技術能在高速物體如碎石或巖石的撞擊下，防止內部玻璃層 粉碎。不僅可以保證駕駛員能夠在最低限度減少視野的情況下繼續(xù)執(zhí)行任務，而且在大多數情 況下不需要立即更換

10、玻璃裝甲，從而節(jié)省大量時間.保證車隊高速通過。另一種是“阿迪”技 術，傳統的夾層玻璃都會有一個聚碳酸酯的內層，據公司稱，玻璃與聚碳酸酯的結合，有加速 分層的跡象。另外，由于使用不當，聚碳酸酯也會受到不同程度的損害，一般正常的透明裝甲 的使用周期為35年。該技術能確保在無聚碳酸酯的情況下提供抗碎片的能力，并達到普通透 明裝甲兩倍以上的使用周期。在成像顯示方面，奧朗公司采用了 “絲光”技術，這是一種內置的光驅動電子系統，可以 直接在玻璃裝甲上顯示簡單的告警（大多為緊急情況下使用）信息。另外，通過采用“數字化 可視窗口”技術，可以將一塊LCD顯示屏嵌入到透明裝甲中，通過覆蓋鋼化裝甲，不會降低透 明裝

11、甲的整體防護等級，同時又可節(jié)省車內空間，便于駕駛員實時觀察。由于這種顯示屏是連 接在一個獨立的電子單元模塊上的，所以便于維修和更換。美國位于南卡羅來納州、隸屬于國防企業(yè)集團的阿莫萊恩（ArmorLine）公司，已經開發(fā)出一種具 有光學等級的透明尖晶石陶瓷。通過使用這種新型材料，可使透明裝甲的重量大為降低。這種 尖晶石陶瓷是一種具有特殊硬度和強度的聚碳酸酯材料，同時具有典型陶瓷的耐磨性。它能夠 保證0.25.5微米波段電磁波的透過率，因此可以工作于紫外波段（0.20.4微米）、可見 光波段（0.40.7微米）、近紅外波段（0.7-3微米）和中遠紅外波段（35微米）。一般 軍事應用中，它會用于車輛

12、透明裝甲和傳感器的防護上。該材料的優(yōu)點是，可以生產出比傳統 透明陶瓷尺寸大得多的產品。目前該公司最大的面板約為70X50厘米，目標是年內生產出100 x 75厘米的平面面板。尖晶石透明裝甲可以替代傳統夾層玻璃的一些內部層，提升多次抗打擊能力，同時，可以 保證重量和厚度減少50% N60%。比如，一個能夠抵擋12.7X99毫米APM2單發(fā)射擊的夾層玻璃 裝甲厚度為103毫米，面密度為227千克/平方米，而阿莫萊恩公司的尖晶石將其厚度減少到 49毫米，面密度減少到100千克/平方米，厚度和重量分別減少了 53%和56%。上述這些數值 是非優(yōu)化的測試值，未來還可能進一步得到優(yōu)化。意大利意大利的艾薩克

13、萊瑪（Isoclima）公司在二十世紀八十年代初開始研究透明裝甲，面向的是 民用和軍用市場。一直以來，該公司都在開發(fā)專利技術以優(yōu)化夾層玻璃和聚碳酸酯材料。比如， 為了適應餓羅斯的嚴寒氣候，該公司安裝在輕型多用途車輛上的透明玻璃，可以抵御-4570 度的溫差。在這里，該公司的牽引裝置技術，是實現溫度調節(jié)的關鍵，因為聚碳酸酯的熱膨脹 系數是普通玻璃熱膨脹系數的8倍。該公司目前正在考慮新的、提升性能并降低重量的解決方案，測試諸如尖晶石和其他新型 材料，這樣就會提升玻璃和其他夾層材料如薄層的特性，從而進一步提高公司的市場地位。另 外，該公司還在研發(fā)提升透明裝甲壽命的解決方案。比較典型的有兩種，一種是對

14、聚碳酸酯背 襯材料的防紫外線的處理，另一種是“反石塊防護解決方案”（AspS）技術。AspS是一種通過 加固外層保護彈道窗口，免受巖石或巖石碎塊損傷的專利技術。這種可移除的防護層是在一個 雙重密封的磁性墊圈基礎上，通過外層玻璃和內部高科技聚合物，提供一個外層的防護盾，從 而在它和透明裝甲之間建立一個氣囊。在測試中，對相關可能的如冷凝、光學畸變等問題也進 行了驗證分析，測試結果顯示，上述問題對透明裝甲的性能影響甚小。透明裝甲發(fā)展的難題一直以來，透明裝甲的防護能力始終居于裝甲制造商優(yōu)先考慮的地位，但是隨著防護等級 的提高，透明裝甲在尺寸、重量、透明性和光學畸變等方面開始變得捉襟見肘。首先，透明裝甲的重量問題長期是制約透明裝甲發(fā)展的難題。比如，對于相同的防護等級， 標準的透明裝甲的面密度是普通勻質鋼化裝甲的4倍以上。隨著重量的增加，厚度也會相應增 加，進而就會影響光線的傳輸效能，造成光學畸變。其次，透明裝甲新材料的尺寸問題制約其 發(fā)展。美軍認為，輕型巡邏車的兩塊前擋玻璃面板與中央枝桿的結構更易遭受炮彈、槍彈和巖 石碎片