淺談坦克自動滅火抑爆系統

04-27

坦克被擊中時，很有可能發生火災，而實戰經驗證明，被各種火力擊中後沒有著火的坦克往往損壞不大，而坦克著火卻可造成嚴重損失，導致人員傷亡，坦克報廢。在現代戰爭條件下，坦克著火的可能性增大了，根據以色列對第四次中東戰爭中的坦克戰傷的統計，未裝有自動滅火裝置的坦克被擊中後約有31%起火燃燒，起火後約有85%的坦克被完全燒毀。因此在坦克上安裝滅火系統是非常必要的，對於提高坦克生產率和坦克防護性能有著重要的意義。本文通過介紹坦克自動滅火抑爆系統的結構和原理詮釋其發展歷程。受本人水平和所用參考資料的限制，可能存在錯誤，歡迎指正。本文謝絕一切形式的轉載，敬請諒解。

燃燒是一种放熱發光的化學反應，其本質是一種遊離基的連鎖反應，由於連續的連鎖反應，使燃燒持續進行。遊離基是一種順便的不穩定的物質，活動能力非常強，當可燃燒物受熱分解後，就生成活潑的遊離基，開始進行連鎖反應。反應一旦開始，遊離基就會迅速作用於其他參與反應的化合物分子，產生新的遊離基，這樣經過許多連鎖反應的步驟，直至反應物完全反應完，遊離基消失，連鎖反應中斷，燃燒停止。坦克滅火器不同於生活中常見的滅火原理（窒息滅火法、冷卻滅火法、隔離滅火法），而是採用抑制滅火法，滅火劑直接參与燃燒過程中的化學反應，使燃燒過程中產生的遊離基消失，形成穩定分子或低活性的遊離基，是燃燒反應停止。使用最普遍的抑制滅火劑為哈龍（Halon），屬於一類稱為鹵代烷的化學品，常見的有以下幾種：

哈龍-1211 CF2BrCl 一溴一氯二氟甲烷

哈龍-1301 CF3Br 一溴三氟甲烷

哈龍-2402 C2F4Br2 二溴四氟乙烷

目前最常用的是1301滅火劑，滅火效率高、毒性小，也是最安全的滅火劑之一。

二戰結束後，隨著HEAT化學能彈的大規模應應用，坦克被擊中後的起火概率越來越高，面對高起火風險，世界各國坦克普遍裝備了半自動滅火系統，由滅火瓶、管道、噴嘴、控制盒、感測器、報警器等構成，當感測器檢測到坦克戰鬥室/動力室發生火災時，報警器報警，由人工通過控制滅火控制盒觸發滅火瓶開啟，滅火劑通過管道從噴嘴噴出，完成滅火作業，滅火後自動啟動增壓風機通風排煙。對於動力室的火災，發動機會自動熄火，發動機風扇停轉，以提高滅火效能。半自動滅火系統由於需要人工介入，反應時間長，對於滅火作業十分不利。

為了第一時間發現火災並撲滅火災，半自動滅火系統加入自動控制模塊變成自動滅火系統，下面以T-80B坦克的自動滅火系統為例進行講解。從T-54坦克開始，蘇聯坦克一直使用三隻滅火瓶，T-80B的滅火瓶位於車體右前側彈藥架油箱處。

滅火瓶均使用114B2滅火劑（蘇聯叫法，哈龍-2402），每個滅火瓶均接有2根導管，一根通往戰鬥室，一根通往動力室。

滅火瓶及其控制頭結構圖，瓶內裝有114B2滅火劑，並充入3MPa氮氣，滅火劑在瓶內以液態形式儲存。控制頭有兩路裝有單向閥的噴口，分別接兩根導管，噴口處各裝有一隻電爆管，電爆管由控制盒指令控制起爆，使滅火劑向外高速噴出。

戰鬥室底部，紅色的模塊為火焰感測器，實際就是熱電偶，是一個在溫度極具變化時能夠產生溫差電動勢的元件。特點是結構簡單，缺點是反應速度慢、可靠性低。

車體左側的火焰感測器，安裝位置都位於車體底部。

右側車體上帶有天藍色標識的金屬細管為動力室滅火劑導管，三路匯成一路後通向動力室。

動力室的滅火劑導管及火焰感測器分布。

滅火控制盒位於駕駛員前部，由駕駛員控制。

蘇聯時期的T-64/T-72/T-80均安裝有自動滅火系統，結構基本相同。但由於自動滅火系統火焰感測器反應速度慢，導管式的滅火瓶噴射速度慢，單瓶噴射完成需要10s，不能在第一時間噴射，只能起到自動滅火的作用，而不能控制火災的發生。視頻為T-72被擊中後起火，自動滅火器自動開啟滅火的過程。

https://www.zhihu.com/video/962091713251155968

70年代，以色列Spectronix公司根據第三次中東戰爭的經驗，研製了AFEDSS（ Automatic Fire and Explosion Detection and Suppression System）自動滅火抑爆系統，在英文中，Fire-extinguishing system譯為滅火系統，Fire suppression system譯為滅火抑爆系統。滅火抑爆系統最大的兩個特點：一是使用光學感測器替代熱電偶感測器，反應速度快（5ms內），靈敏度高；二是採用直噴式滅火瓶（滅火劑為哈龍-1301），5ms內響應、100ms內完成噴射，速度快。在極短的時間內阻止火災的蔓延，防止發生爆炸。

下圖為AFEDSS戰鬥室分系統（滅火抑爆），從上到下依次是滅火瓶、控制盒、光學感測器、緊急開關。

滅火瓶結構簡圖，由電爆管控制，噴射口安裝有導流盤，用來改變滅火劑的噴射方向，使滅火劑迅速的噴射到整個被保護的空間。從控制盒發出指令到充分噴射滅火劑僅需5ms，噴完一瓶所需時間約為110ms。噴射出來90%為液態，噴後立即氣化，氣化的過程可以吸收大量的熱，起到抑制火災的作用。戰鬥室一般裝備四隻。

控制盒結構簡圖，四個滅火瓶噴撒指示燈代表四隻滅火瓶的狀態，平時和戰時開關，平時滅火啟用一隻滅火瓶，抑爆啟用兩隻滅火瓶；戰時滅火啟用兩隻滅火瓶，抑爆啟用四隻滅火瓶。

光學感測器結構簡圖，採用靈敏度極高的紅外和紫外管彈測燃燒輻射能，紅外感測器對火災或爆炸產生的熱非常敏感，而且反應極快，但是正常的熱源，如太陽、燈光等也可能引起紅外感測器的響應，所以單一紅外感測器不能正常工作。紫外感測器能對火焰、火花等發射出的紫外輻射進行相應，紫外感測器不易相應燈光產生的輻射，紅外管和紫外管聯合工作，就具備了高靈敏度彈測火情、準確識別火源，而由不發生誤判的充分條件。即使是這樣，譬如在車內抽煙、使用加熱器/閃光燈等具有輻射源性質的用品都是被禁止的。當兩個光學感測器同時探測到火情時，系統判定為滅火，當三個光學感測器同時彈測到火情時，系統判定為抑爆。

緊急開關結構簡圖，在不能進行自動滅火的情況下手動滅火時使用。在斷電後也可以觸發。

滅火瓶通常以兩隻為一組進行安裝，以色列Merkava坦克戰鬥室，一組兩隻滅火瓶安裝於炮塔吊籃中，位於炮長左手邊位置。

另外一組兩隻滅火瓶安裝於Merkava車體左側。

圖為AFEDSS動力室分系統（僅滅火），從上到下依次是滅火瓶、控制盒/緊急開關、熱敏式過熱型線狀探測器。動力室的火災不同於戰鬥室，由於動力室充滿了各種機械，光學感測器反而效果較差。據以色列統計，採用AFEDSS系統的坦克被擊中後只有15%起火燃燒，被燒毀概率極低。

我國於80年代引進了以色列AFEDSS技術並進行了仿製，圖為某型坦克滅火抑爆系統部件位置圖。一號三號滅火瓶為一組，二號四號滅火瓶為一組。

某型坦克戰鬥室中的二號四號滅火瓶。

圖為某型坦克滅火抑爆系統部件位置圖。一號三號滅火瓶為一組，二號四號滅火瓶為一組。

某型坦克的四號滅火瓶，滅火瓶左側為控制盒，右上角紅色物為緊急開關。

某型坦克的緊急開關（紅色）、光學感測器（白色）。

某型坦克的三號滅火瓶。

我國在引進AFEDSS技術時為了降低成本，動力室仍然使用四隻老式的導流管式滅火瓶，滅火劑為哈龍-1211。

某新型三代坦克使用了AFEDSS系統的改進型，圖為四號滅火瓶位置。

某新型三代坦克一號二號滅火瓶位於駕駛員右側。

坦克被擊中後發生火災，容易引起車內油彈的爆炸，這就是反坦克彈藥的二次效應，視頻為M1坦克被ATGM擊中後引發彈藥爆炸。

https://www.zhihu.com/video/962071987988910080

T-72坦克被攻頂ATGM彈藥擊中後引發彈藥瞬間爆炸，導致被掀炮塔。只有使用自動滅火抑爆系統，才能降低這種悲劇出現的概率。

https://www.zhihu.com/video/962115715834343424

通過幾次戰爭，俄羅斯也認識到了自己坦克滅火系統上的技術差距，在學習西方滅火抑爆技術後，T-72B3/T-90安裝了自動滅火抑爆系統。該系統戰鬥室採用三隻新型直噴式滅火瓶，滅火劑為13B1（哈龍-1301），其中兩隻位於駕駛員身後的旋轉彈倉旁，一隻位於車體右前側的彈藥架油箱處，感測器為光學感測器；動力室採用兩隻老式的導流管式滅火瓶，滅火劑為114B2（哈龍-2402），感測器為老式的熱電偶。