柵欄裝甲的迷思解答與原理介紹

近日國軍在一輛戰車上加裝柵欄裝甲的影像引起爭論。質疑者指出國軍安裝的方式不僅覆蓋面過小，且和車體本身間距過近無法起到足夠反制效果；而支持者則認為只要能拉開一定距離就可以削弱穿透能力，增加生還率。但筆者能看到的是似乎很少有人真的了解柵欄裝甲的實際作用方式，以至於對其產生誤解，這篇就來簡單說明柵欄裝甲如何作用，以及為何不推薦國軍使用柵欄裝甲。

21世紀進入治安戰後，為了應對當地常見的RPG-7反戰車榴彈發射器，西方國家大量引入名為柵欄裝甲的外部附加結構以提升生存性；而這一設備在如今的俄烏戰爭期間再一次廣為交戰雙方所用，進而再一次引發為現有裝甲車輛加裝類似結構的潮流。然而許多人對柵欄裝甲有一種誤解，就是柵欄裝甲提升生存性的原理是靠著提前引爆成形裝藥，通過增加的起爆空間從而降低穿透深度 - 而這實際上是錯誤的。

板條裝甲的真正用途實際上和當今最常見的反戰車武器RPG-7的運作原理有著直接關係。RPG-7使用的PG-7系列戰鬥部使用壓電式引信，這一設計的核心是彈頭前端能夠通過施加壓力產生電壓的壓電元件，當PG-7彈頭的壓電元件接觸目標時，電壓沿著外錐體流入雷管，然後再沿著內錐體回到壓電元件形成電路；而電路形成時，就會引爆雷管。柵欄裝甲的目的就是破壞這一過程:當彈頭在被裝甲攔住外錐體時，外錐體會被柵欄破壞並與內錐體接觸，導致壓電元件的電流短路；雖然少量電流仍可能流向雷管，但會低於引爆閥值，如此一來即便彈頭突破柵欄攔阻並撞擊車體時，也無法正常引爆戰鬥部。因此柵欄和車體須保持超過足夠間隔，以免在柵欄破壞外錐體導致短路前彈頭就先命中車體。

這張圖展示PG-7V戰鬥部的結構，在命中目標後壓電元件生成的電流經由外錐體(黑色箭頭)傳到雷管在通過內錐體回到壓電元件

這張圖展示柵欄裝甲的作用方式，當外錐體撞擊柵欄並提前與內錐體碰觸時，壓電元件生成的電流就會通過兩者結合處提前回到壓電元件，主要電流不會通過雷管，也就不會引爆裝藥。

柵欄裝甲生效的範例:一枚PG-7彈頭的外錐體被柵欄完全切開，引信也無法正常運作，雖然彈體突破柵欄撞擊車體，但未造成損傷。

雖然柵欄裝甲確實可能提前引爆成形裝藥，從而延長起爆距離，但這並不是柵欄裝甲主要目的，理由很簡單:當間隔不夠時，反而可能增加成形裝藥破甲深度。這是因為最大破甲深度不是發生在裝甲和彈頭接觸的點上，相反，需要保持一定的距離。根據統計，起爆距離最好達到藥罩直徑的6-8倍，且大於這一數字後雖然穿深會降低，但降幅不大。當然，成形裝藥戰鬥部的前方風帽不但能改善氣動外型，也可以稍微延長藥罩和目標車體的起爆距離，優化破甲深度，一些新型彈藥更是通過探針狀引信大幅延長起爆距離，但由於需要平衡彈藥長度和形狀，以免影響彈道與命中率，很難使其達到最佳引爆距離；通常較早期的彈藥只能提供1-2倍於藥罩直徑的起爆距離，較後期的彈藥可以提高到3-4倍。

以PG-7M彈頭為例，將起爆距離延長到約225毫米，這能提供大約278毫米的平均穿深。然而根據實驗結果，PG-7M最佳起爆距離應達到360毫米，在這一起爆距離下可以達到約317毫米的穿深；而更長的起爆距離雖然會降低穿深，但降幅並不明顯，即便增加到720毫米起爆距離，仍可保有超過250毫米穿深。以拖式2型為例，當起爆距離達到1米時，能達到最大的穿深(約1000毫米)，隨後才開始遞減，但哪怕約3米的起爆距離，其穿深仍有約500毫米。

哈特、米蘭、拖式I型、拖式II型和擺火反戰車飛彈的穿深與起爆距離關係表。

BGM-71家族，可以看到從BGM-71C ITOW開始彈頭前方有個探針狀結構，這一結構同時有兩個作用，第一個是安裝額外的藥罩和裝藥以便提前引爆反應裝甲，第二個作用是將主藥罩的起爆距離從原本的107毫米大幅提升到370毫米好提升穿深。至於BGM-71F TOW2B則是頂攻型號，彈體使用的是EFP自鍛破片戰鬥部，所以無需探針。

可以看出，要通過延長起爆距離來提高防禦的難度在於需要的距離太大了；而現實中的柵欄裝甲通常會設置在車體的50公分處，以免過於妨礙車體的機動。在面對PG-7M彈頭時，50公分間隔加上彈頭本身保留的225毫米前風帽，這代表起爆距離會達到725毫米；而在這一起爆距離下，PG-7M雖然已經超過其最佳起爆距離，但仍能保有約250毫米以上的穿深，這一穿透深度仍足以擊穿除主戰戰車正面裝甲以外的多數車體結構。

對於一些設計較老舊的成形裝藥彈頭，間隔起到的削減作用會更強一些，比如PG-7V彈頭在起爆距離接近1英呎時穿深就會下降；又比如M456彈頭，其穿深在起爆距離達到187毫米時穿深同樣開始降低。然而這個降幅還是不夠大，比如PG-7V在起爆距離達到5英呎(約152毫米)時仍有超過50毫米的穿深，要到接近9英呎的起爆距離，穿深才會降低到約1英吋。

PG-7V彈頭的起爆距離和穿深關係表

實際上早在越戰時期，美軍就注意到可以利用RPG-7壓電引信設計將其攔截並破壞引信，因此在手冊中建議在車輛或陣地周圍以鐵絲網、偽裝網等結構攔截PRG彈頭。

也因此，柵欄裝甲的設計原則不是讓彈藥直接命中柵欄，相反的，必須盡可能讓彈藥從柵欄的間隙之間通過，並降低直接命中柵欄的機率。在此前提下，柵欄設計原則是間隙必須低於主要設想的威脅彈頭直徑，使其能攔阻；但在此基礎上，間隙也不宜太小，這會增加柵欄密度，並因此提高彈頭直接撞在柵欄上的機率；而基於同樣理由，柵欄應該在保證強度的前提下盡可能的細。早期的柵欄裝甲多採用垂直高度窄(6-8毫米)水平寬度大(約40-60毫米)的金屬長條，這會賦予柵欄裝甲足夠的強度；但後來發現這種設計在面對高仰角來襲的PG-7彈頭時，其柵欄之間會變得如同關閉的百葉窗一樣失去間隔，如此一來彈頭必然撞擊在隔柵上並正常引爆。

為改善早期柵欄裝甲的缺陷，一些新型的隔柵裝甲陸續誕生。其中一種改用高強度鋼絲或聚合纖維的網狀結構，即便彈頭直接命中網格結合處，也會在壓電元件遭受足夠產生電壓的撞擊力之前滑開，因此更不容易引爆彈頭；而作為代價，這種鋼絲網需要保留足夠的彈性，缺乏足夠的剛度破壞外錐體，因此如果彈頭命中的點(比如4道鋼絲結合處)足夠引爆壓電式引信，就會失去效果。此外高強度鋼絲或聚合纖維成本更高，也更容易老化或脆化。

而柵欄的間隔應取決設計時預想的主要目標彈頭。比如如果在較低威脅的戰場，主要威脅是最老舊的PG-7V彈頭，那柵欄間隙的垂直或水平間隔最好控制在略低於85毫米；而如果預想的戰場可能面對更多較新型的彈藥如PG-7VM/VL等，就需要將間隔縮減到低於70毫米，因為這些彈藥的直徑相比PG-7V有所減少。但即便經過不斷優化，柵欄裝甲的攔阻成功率也只有大約5-6成。

PG-7V(上)和PG-7VM(下)的尺寸差異，雖然為了降低橫向風偏增加精度，PG-7VM的彈徑縮減到70毫米，也縮減了藥罩直徑，但得益於改進的材質，穿深相比PG-7V不減反增。

而另一個顯而易見的問題是，柵欄裝甲對沒有使用壓電式引信，或不只有壓電引信的成形裝藥彈頭無法起效。比如俄國9M111反戰車飛彈使用的電容引信，這種引信以前端內外兩層罩子作為電容，當接觸目標導致兩層相撞時，就會激活電容釋放電荷並引爆雷管；而當9M111的彈體撞擊柵欄裝甲時，也只是正常讓兩層罩子接觸形成電路，因此仍能正常起爆。甚至那怕來襲的彈頭只使用壓電式引信，也不意味著就一定有效。比如3M11反戰車飛彈，雖然也是使用壓電引信，但其壓電元件不是裝在彈頭頂部；而是環繞在彈頭外罩後方。當彈頭外罩承受任何壓力時，就會啟動壓電元件，因此即便這一類型的飛彈被柵欄裝甲的間隙阻攔，仍能正常起爆裝藥。

而柵欄裝甲面對當前中國主力裝備的PF-89和PF-98火箭筒很可能都是無效的，因為公開資料指出PF-89雖然也有壓電式引信，但還有做為備用的慣性引信，就算柵欄裝甲成功破壞了壓電引信，慣性引信也會在感測到彈體的驟然減速後引爆。而PF-98的引信設計應是接近9M111的電容引信，因為明確提到是讓外罩與內罩接觸形成電路後激發引信。甚至對中國當前最老舊(雖然仍然是最常見)的紅箭73反戰車飛彈仍然無效，因為紅箭73是仿製自蘇聯9M14(北約代號AT-3)反戰車飛彈；而這一款飛彈雖然使用壓電引信，但採用類似3M11的設計。而最壞情況下，貿然使用柵欄裝甲又沒有和車體保持足夠間隔，反而可能在彈藥直接命中柵欄裝甲時增加上述彈藥本來不太足夠的起爆距離，進而增強穿深。

9M111的9N112戰鬥部引信運作原理:標註3的外錐體撞擊目標，並和標註4的內錐體相連時，就會釋放電流，通過標註5的電線傳送並引爆雷管。而在一篇<<如何让部队能安全操作PF98PF98A式120毫米反坦克火箭>>一文中提到PF98的引信運作方式是:撞击目标后，火箭弹前端风帽与内锥罩碰合，电路接通，引信起爆，引发战斗部爆炸。因此可以判斷其具體原理應該與9N112類似。

9M14的9N110戰鬥部結構圖，標號17的就是壓電元件，這一元件以環狀方式環繞彈體，只要前端接受到足夠衝擊就能啟動。

柵欄裝甲能夠在21世紀的戰場上受到廣泛重視的主因，不僅是因為其簡單廉價，也是因為冷戰結束後大量RPG-7流入全球，讓治安戰最需考慮的威脅高度集中於PG-7這一彈頭。在這一背景下，軍方能夠專心針對PG-7已經非常明確的條件，比如藥罩直徑、材質、起爆距離與引信機制等，進行專門設計。而除了柵欄形式外，也有其他以不同形狀實現類似原理的設計，比如以色列戰車會在砲塔安裝鍊條，還有一種較為罕見的設計是尖刺結構，如SidePRO-RPG，其尖刺的功能也是刺入外錐體導致短路。

在另一種情況下，柵欄裝甲也可以起到保護作用，就是來襲的彈藥不僅從間隙穿過，還缺乏足夠動能突破柵欄裝甲導致彈體卡住。而這一在以往較為罕見的案例，結合新興的自殺無人機或徘徊式彈藥威脅，反而成為如今柵欄裝甲再一次復興的主因:外界注意到依靠無刷馬達驅動螺旋槳的自殺無人機，或依靠巨大彈翼提供升力與控制力，但也因此增加大量阻力的徘徊式彈藥，動能和速度遠低於依靠高能量火箭推進發動機的傳統反戰車飛彈與火箭，這導致它們更容易被柵欄裝甲卡住。

SidePRO-RPG專利圖，可以看到其核心是大量的尖刺狀結構。這種設計最早始於邊境戰爭時期的南非，但當時發現尖刺結構容易卡到樹枝等雜物，所以後來加裝一層薄外板。

通過大幅增加起爆距離來降低成形裝藥破壞力的設計確實存在，冷戰時期蘇聯為主戰戰車側面安裝的魚鰓裝甲就是一種典型。這種裝甲展開時可以讓正面左右兩側30度來向的成形裝藥彈頭起爆距離延長到2.65米，視入射角度增加的起爆距離約在1.8-3.5米不等。這樣的增加幅度確實足以大幅削弱成形裝藥穿深。比如一枚口徑130毫米，起爆距離為藥罩直徑4倍(520毫米)的成形裝藥，穿深最大可以達到藥罩直徑的5倍以上；而當類似魚鰓裝甲的結構將藥罩起爆距離增加到2370毫米時，穿深就會跌落到低於藥罩直徑。

另一個極具代表性的嘗試就是蘇聯在T-55/62戰車上測試過的ZET-1屏障。這種屏障的重量為60公斤，屏障與裝甲之間的最小距離為1800毫米，展開的耗時為2-3分鐘，而將屏障安裝到戰車上的耗時為不到15分鐘。由於是網狀結構，在遭到成形裝藥攻擊時可提前引爆彈藥，將起爆距離大幅延長到1.8米以上；而在遭遇動能穿甲彈時，屏障無法起到攔截效果，但也不會被完全破壞，仍具備對後續成形裝藥的防禦能力。

一輛同時在砲管上安裝ZET-1屏障並在車體側面安裝魚鰓裝甲的T-55。後來由於複合裝甲技術的發展，ZET-1被放棄，但由於魚鰓裝甲可以提供部分側面防禦，而蘇聯戰車複合裝甲只裝在正面，因此魚鰓裝甲仍被使用在早期的第三代主戰戰車上，直到後來被側面附加裝甲取代。

然而類似魚鰓裝甲或ZET-1這樣的結構雖然很好的控制輪廓與重量的增加，但只能針對特定來向角進行防護，且因為還是容易在機動時撞擊導致脫落，當然也不具備對動能穿甲彈的攔截能力。因此日後蘇聯在發展了更為有效且穩固的複合裝甲與反應裝甲後，還是被棄用了上述設計。日後蘇聯柵欄裝甲的復興也主要是發生在因為車體過於薄弱不適合加裝反應裝甲(車體內部可能因反應裝甲的爆炸產生崩落)的裝甲車上。

總結來說，柵欄裝甲實際上是非常具有針對性的，它的運作原理和效果幾乎完全針對RPG-7這一型號武器，泛用性其實很低，只是因為RPG-7又剛好是最常見的威脅才讓這一設計流行開來。而對於國軍而言，共軍仿製自RPG-7的69式火箭已經逐步淘汰，後續型號的反戰車武器普遍採用更複雜的引信機制，因此面對的威脅類型是完全不同於多數國家的，國軍應充分考慮當前與未來面對的共軍反戰車彈藥設計方式，再去針對性的發展反制手段；盲目跟隨流行卻又對其一知半解，只會在承擔其對機動與偽裝帶來的負擔的同時，還難以起到效果，甚至可能還是反效果。