【科普中國軍事科技】衛(wèi)星定位，精確掃描，戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)成為坦克戰(zhàn)中的效能“倍增器”

當(dāng)具備自動(dòng)跟蹤功能的火控系統(tǒng)已經(jīng)在坦克技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)入技術(shù)擴(kuò)散期，人工智能輔助火控的研發(fā)已經(jīng)獲得重大進(jìn)展。不免有很多好奇，未來的坦克火控究竟應(yīng)該是什么樣？是依靠毫米波雷達(dá)獲取戰(zhàn)場圖像？還是繼續(xù)使用光學(xué)和熱成像儀？無人機(jī)和無人車如何與坦克搭配使用？各國給出了不同的答案，而其中的佼佼者們，已經(jīng)來到了這個(gè)世界上。

破殼而出

早在1970年，蘇聯(lián)陸軍就已經(jīng)注意到了戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)在地面作戰(zhàn)中的重要作用，基于剛剛獲得的BMP-1底盤，開始了BRM-1偵察車的研發(fā)，1972年通過國家試驗(yàn)，1973年裝備部隊(duì)。作為蘇軍第一款前線戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)車輛，BRM-1在BMP-1的炮塔內(nèi)安裝了一部戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)，位于炮塔后方，可以通過升降裝置升出炮塔，或者收攏偽裝成一輛普通的BMP-1。相較于圖像信號(hào)來說，雷達(dá)波形才是計(jì)算機(jī)的“母語”，是基于雷達(dá)接受的電信號(hào)的直接反饋，而非人眼看到的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)而錄入計(jì)算機(jī)。依靠戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)，蘇軍擁有了快速環(huán)視周圍環(huán)境并確定目標(biāo)方位的能力，亦或是在有效的友軍掩護(hù)中升起雷達(dá)，為協(xié)同支援火力提供戰(zhàn)場引導(dǎo)。

（圖為BRM-1偵察車，雷達(dá)天線已展開 圖片來源：新華網(wǎng)）

時(shí)間來到20世紀(jì)80年代初，蘇聯(lián)的熱成像技術(shù)小有突破，開始為炮兵生產(chǎn)專用的PRP-4型炮兵偵察車。作為相當(dāng)“高配”的專用偵察車，即便是蘇軍，也只能為每個(gè)師裝備8輛，相比于坦克和步兵戰(zhàn)車，可謂是相當(dāng)稀有。該車裝備了第一代1PN59熱成像和戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)，同時(shí)具備了熱成像、白光和雷達(dá)三種目標(biāo)探測手段，由于表現(xiàn)出比較理想的使用效果，這種復(fù)合偵察手段被當(dāng)時(shí)的蘇軍認(rèn)為是未來坦克需要具備的功能之一，而PRP-4型炮兵偵察車無意中承擔(dān)起了技術(shù)驗(yàn)證車的職能。1984年，裝備新型號(hào)熱成像儀的PRP-4M開始列裝部隊(duì)，同期技術(shù)成果和使用經(jīng)驗(yàn)被應(yīng)用在“龍舌蘭”系列熱成像儀上，并且在1990年裝備第四代坦克477工程。

（圖為雷達(dá)展開的PRP-4A型炮兵偵察車 圖片來源：百家號(hào)）

新生

在蘇聯(lián)解體之后，俄軍被迫放棄了接近成功的477工程，轉(zhuǎn)而依靠現(xiàn)有的技術(shù)力量研發(fā)替代品，即195工程。195工程采用了大體相似的總體布局設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)20世紀(jì)1980年代的各型裝備使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了一系列的調(diào)整。作為概念新穎的裝備，PRP-4和PRP-4M仍然存在不夠接地氣的現(xiàn)象。由于“嬌貴”的早期熱成像和第一次嘗試整合多種傳感器，兩種車型并沒有受到一線指戰(zhàn)員的廣泛歡迎，更多的變成了“壓箱底”的“決戰(zhàn)兵器”。但是作為蘇軍手里傳感器最為齊全的裝甲車輛，PRP-4還是獲得了一些認(rèn)可。戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)擁有穿透簡易遮蓋發(fā)現(xiàn)裝甲目標(biāo)的能力，熱成像儀則可以獨(dú)立發(fā)現(xiàn)熱源。同時(shí)，由于雷達(dá)的掃描周期較短，遠(yuǎn)比人眼反應(yīng)速度快得多，完全可以監(jiān)視多個(gè)目標(biāo)的概略位置。這一思想最終成為了195工程的一部分。

（圖為477工程，蘇聯(lián)1990四代坦克選型的勝利者 圖片來源：百度貼吧）

195工程使用了477工程的152主炮，并進(jìn)行了改進(jìn)。發(fā)動(dòng)機(jī)則采用了具有一定技術(shù)儲(chǔ)備的X型結(jié)構(gòu)柴油機(jī)。最大的不同當(dāng)屬高大的炮塔，俄軍為了同時(shí)兼顧雙指揮儀火控和戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)，在炮管上方布置T05-CE1戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)，在炮塔頂部布置T05-SK02車長指揮儀。而炮塔的兩側(cè)還要布置主動(dòng)防御系統(tǒng)的傳感器和引爆編程彈藥的無線電裝置，導(dǎo)致了炮塔相較于477工程非常高大。這樣高大的車身在一直追求低矮車身的俄羅斯坦克界是頗具爭議的。而作為戰(zhàn)場偵察能力核心的，自然是戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)。

（圖為195工程，其中標(biāo)記1為T05-CE1戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá) 圖片來源：百家號(hào)）

在得到了引進(jìn)外國芯片技術(shù)并且消化吸收后，俄羅斯終于在雷達(dá)尺寸和重量上有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，可以整合出一個(gè)尺寸合適的戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)方案。理論上說，配合俄陸軍新一代的“機(jī)動(dòng)-2”自動(dòng)化指揮系統(tǒng)，一個(gè)195工程的坦克連可以在一輛車捕獲目標(biāo)后將信息共享給全連單位，并且實(shí)時(shí)更新所有視場內(nèi)的目標(biāo)信息。坦克的總體設(shè)計(jì)思路壽命一般為30年，即一個(gè)設(shè)計(jì)思路從誕生起到第30年左右將面臨被新的思路所取代，因此一個(gè)設(shè)計(jì)思路一旦確定，需要在10年內(nèi)將坦克研制出來并量產(chǎn)，不然在淘汰之前沒有足夠的裝備時(shí)間、達(dá)不到足夠的產(chǎn)量，軍工企業(yè)就可能面臨型號(hào)虧損甚至破產(chǎn)。了解坦克設(shè)計(jì)思路30年大限這個(gè)概念后，再看195工程全連信息共享的概念雖然是誕生在30年前，但放在今天也一點(diǎn)都不過時(shí)，甚至依然是十分先進(jìn)的，這讓我們不得不贊嘆俄羅斯坦克設(shè)計(jì)人員的技術(shù)前瞻性。

從理論上說，擁有戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)的坦克將會(huì)在信息共享上達(dá)到新的高度，在雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后自動(dòng)完成目標(biāo)分配，每輛車只攻擊自己目標(biāo)，完成殺傷后再受領(lǐng)新分配的目標(biāo)。相較于光學(xué)和紅外設(shè)備，戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)可以同時(shí)對多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行測角和測距。一般來說，坦克對目標(biāo)位置的確定是基于相對方位角和間距，而紅外光學(xué)設(shè)備雖然可以對多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行測角，但是很難同時(shí)測距。坦克的測距基本依靠激光測距儀實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)役的坦克最多也只裝備有2套激光測距儀：炮長一套，車長一套，不可能對超過2個(gè)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

（圖為模擬器中的F-16戰(zhàn)斗機(jī)對地雷達(dá)，美空軍使用了類似方案，實(shí)現(xiàn)了編隊(duì)內(nèi)信息共享 圖片來源：百家號(hào)）

雖然AI可以根據(jù)目標(biāo)的大小進(jìn)行概略測距，但是在戰(zhàn)場的復(fù)雜條件下可能會(huì)產(chǎn)生致命結(jié)果。一個(gè)坦克連的展開寬度往往要超過500米，每輛車都會(huì)對敵方坦克進(jìn)行概略測距，最終得出來的結(jié)果可能會(huì)相差50米以上，最終在連級(jí)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)分配過程中，一部分AI標(biāo)記的坦克會(huì)被識(shí)別為“重合”，判定為同一輛車，而另外一些可能會(huì)被識(shí)別為“不同”，標(biāo)記出一些不存在的“幻影坦克”，嚴(yán)重影響交戰(zhàn)秩序。而對于可以實(shí)時(shí)精確定位的戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)來說，則沒有這種問題。基于軍用級(jí)衛(wèi)星定位系統(tǒng)和精確的5000米內(nèi)雷達(dá)掃描，可以在米級(jí)的精度下標(biāo)記敵方坦克，每輛車的掃描結(jié)果匯總到連長車便可以進(jìn)行重合計(jì)算，隨后為所有坦克分配自己的打擊目標(biāo)，避免兩輛打一輛的火力浪費(fèi)局面。

（圖為我軍上世紀(jì)裝備的戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá) 圖片來源：知乎）

戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)作為坦克戰(zhàn)中的效能“倍增器”雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是成本的高昂和易損性卻很難被改變。雷達(dá)天線和發(fā)射機(jī)很難得到裝甲的有效保護(hù)，一旦被命中，必然會(huì)脫離戰(zhàn)場局域網(wǎng)，失去利用雷達(dá)標(biāo)定敵方目標(biāo)的能力，維修成本也會(huì)相當(dāng)高昂。部分現(xiàn)代主戰(zhàn)坦克已經(jīng)裝備了主動(dòng)防御系統(tǒng)，但是即便攔截了破甲彈和高爆彈，爆炸沖擊波和破片也很可能會(huì)損傷雷達(dá)天線，導(dǎo)致雷達(dá)不得不作為成本高昂的“易損件”，發(fā)揮不出效能的同時(shí)極大提高成本，最終得不償失。