Modernizacja Leopardów, a obecne i przyszłe wyzwania wobec czołgów

Nastąpił równoczesny rozwój ilościowy z rozwojem jakościowym – odnoszącym się głównie do uzyskania parametrów technicznych dających przewagę nad bronią potencjalnego przeciwnika.

Rozwój w każdym państwie będzie inny, ale niewątpliwie wpływ na niego będzie miał m.in. technologiczny poziom przemysłu, obowiązujące doktryny i  zobowiązania wojenne oraz panujące na przewidywanym do użycia Teatrze Działań Wojennych (TDW) warunki środowiskowe. Będzie tu również decydować pozycja samych wojsk pancernych w strukturze całości Sił Zbrojnych (SZ) oraz zatwierdzone oceny zasadniczych wymagań odnośnie ich podstawowych walorów bojowych wpływających na osiągane zakładanego potencjału. Takie przesłanki i założenia były kluczowe również w procesie opracowywania czołgu Leopard 2 oraz w trakcie kolejnych jego modyfikacji. Są też podstawą do wypracowania założeń i procesów związanych z ich użyciem i eksploatacją w SZ RP.

O możliwości czołgu na współczesnym polu walki decydują przede wszystkim siła ognia, poziom zapewnionej osłony oraz manewrowość. Te parametry będą wyjściowe w analizie porównawczej proponowanych, wybranych programów modernizacyjnych czołgu Leopard 2, ich ewentualnej implementacji dla potrzeb SZ RP oraz przewidywanych kierunkach rozwoju tej broni w przyszłości.

Siła ognia

Większość zachodniej produkcji czołgów, obecnie wykorzystywanych jest uzbrojona w 105 mm gwintowaną armatę brytyjską typu L-7 lub jej modyfikacje oraz 120 mm gładko- lufową armatę typu Rh-M-120 o długości lufy L44/L55 (wyjątek stanowią czołgi produkcji francuskiej i brytyjskiej uzbrojone odpowiednio w 120 mm armatę gładko-lufową typu CN120-26 I i 120 mm armatę gwintowaną L-11A5 i jej modyfikacje). Parametry taktyczno-techniczne armaty Rh-M-120 są na tyle wysokie, że została ona przyjęta do uzbrojenia szeregu państw (m.in. USA, Korei Północnej i Japonii).

Pomimo zalet 120 mm armat gładkolufowych w wielu krajach prowadzono (i prowadzi się)  intensywne badania nad armatami większych kalibrów (135÷140 mm a nawet 152 mm). Jednak wysokie koszty z tym związane (wzrost masy armaty i naboju a w efekcie zwiększenie masy i rozmiarów elementów mocujących i stabilizujących armatę, wzrost rozmiarów i masy samej wieży oraz zastosowanie zmechanizowanego mechanizmu zasilania amunicją) spowodowały, że główne prace poszły w kierunku zwiększenia możliwości używanych pocisków oraz zwiększenia długości lufy armaty (z L44 do L55 w wypadku Rh-M-120).

Wprowadzenie nowej 120 mm armaty o dłuższej lufie spowodowało wzrost masy lufy z 1190 do 1347 kg (masy samej armaty z 3780 do 4160 kg), zwiększenie jej długości z 5300 do 6600 mm i przesunięcie środka ciężkości z 681 mm do 988 mm. Głównym powodem jej wdrożenia było zastosowanie nowej amunicji typu DM53 a następnie udoskonalonego DM63A1. Jednak stosując ten sam typ pocisku podkalibrowego dla obu armat uzyskano przyrost prędkości wylotowej w granicach 60÷80 m/s (w zależności od użytego typu amunicji).

Wykonanie takiej armaty związane jest z zastosowaniem precyzyjnej technologii, zapewniającej dużą wytrzymałość na siły związane z oddziaływaniem przemieszczającego się pocisku, działaniem gazów prochowych czy chociażby naprężeń wewnętrznych (w czasie strzału). Ocenia się, że wzrost prędkości początkowej do ok. 2000 m/s wymaga wzrostu masy ładunku miotającego o ok. 50% a to powoduje identyczny skok powodujący zmniejszenie żywotności lufy, przy czym siła odrzutu dochodzi do 80 ton to jest osiąga ok. 130% masy współczesnego MBT (Main Battle Tank).

Obecnie wiele krajów dąży do uzyskania przewagi nad przeciwnikiem poprzez opracowanie systemów pozwalających go skutecznie wykryć i zniszczyć poza zasięgiem jego własnych systemów uzbrojenia i rozpoznania. Takie podejście wymagane było również podczas modernizacji czołgu Leopard 2. Wraz z modyfikacjami wprowadzano kolejne generacje systemów obserwacji dziennej i nocnej oraz przekazywania i analizy danych. Ważnym elementem stało się również wprowadzenie na wyposażenie każdego czołgu systemu zarządzania polem walki (BMS).

Jego zastosowanie pozwoliło na skokowe zwiększenie możliwości użycia systemów walki oraz uniwersalność zastosowania czołgu wobec różnych zagrożeń. Poprawę możliwości zmodernizowanego czołgu można porównać na przykładzie proponowanych zmian dokonanych w systemie kierowania ogniem (SKO) MBT Revolution. Zastosowanie nowych rozwiązań spowodowało wzrost szybkości wykrycia zagrożenia (scenariusz – teren zurbanizowany, cel- wyrzutnia RPG na dystansie 50 m) z obecnych 10 do 2 s, identyfikacji z 10 do 5 s oraz wypracowania danych dla oddania strzału z 13 do 6 s. Łącznie daje to czas reakcji w granicach 13 sekund wobec 33 sekund uzyskiwanych dotychczas.

W proponowanych pakietach modernizacyjnych systemów optoelektronicznych Leopardów występują zarówno monochromatyczne jak i kolorowe kamery, których parametry i budowa mają wynikać z programów badań i testów wykluczających nawzajem, jakość i możliwości tych różnych rozwiązań. Nowoczesne rozwiązania pozwalają również na uzyskanie dużej wymienności podzespołów układów optoelektronicznych, co ma duże znaczenie w całym okresie użytkowania.

Urządzenia optoelektroniczne oraz skomputeryzowane SKO pozwalają na uzyskanie wysokiego prawdopodobieństwa zniszczenia celu pierwszym pociskiem, ale pamiętać należy o tak zwanej wojnie cybernetycznej, zakłócaniu w ramach wojny radioelektronicznej oraz o prowadzeniu obecnie prac nad systemami zakłócania poprzez ingerencję nano - robotów w elektroniczną strukturę sieci zarzadzania i przesyłania danych. Innym rozwiązaniem jest też propozycja tureckiej firmy Aselsan, polegająca na zastosowaniu wymiennych pakietów sterowania systemami elektronicznymi, pozwalająca na ciągłe modernizacje i ułatwiająca bieżącą eksploatacje czołgu. Pakiety charakteryzują się również wzajemną wymiennością umożliwiająca szybką wymianę przez załogę uszkodzonego modułu innym z mniej ważnego do dalszego prowadzenia działań systemu.

Leopard 2 zasadniczo do zwalczania innych czołgów wykorzystuje przeciwpancerne pociski podkalibrowe, które uważane są za bardziej skuteczne od pocisków kumulacyjnych. Efekt przebicia zapewniony jest dzięki wysokiej wartości energii kinetycznej w chwili zderzenia z pancerzem (uzyskanej z połączenia wysokiej prędkości i specjalnej konstrukcji). Mniejsza masa części bojowej (rdzenia) daje możliwości zastosowania większego ładunku miotającego, co z kolei przekłada się na bardzo duży wzrost prędkości lotu pocisku.

Na zwiększenie prędkości ma również wpływ niskie obciążenie przekroju poprzecznego penetratora, a tym samym mniejszy opór powietrza, a także sposób stabilizacji pocisku w locie poprzez zastosowanie brzechw. Jednak inaczej niż w przypadku amunicji kumulacyjnej spadek prędkości pocisku wiąże się ze spadkiem efektywności penetracji pancerza. Stąd im większa odległość celu, tym mniejsza siła przebicia pocisku rdzeniowego. Średnio na każde 500 metrów następuje spadek rzędu 5 ÷ 7% przebijalności pancerza. W nowszych konstrukcjach udaje się uzyskiwać mniejsze spadki prędkości na dystansach do 1500 ÷ 2000 metrów.

Na możliwość penetracji pancerza mają wpływ takie czynniki konstrukcyjne jak rodzaj zastosowanego materiału do budowy penetratora oraz współczynnik jego wydłużenia. Z zastosowaniem odpowiedniego materiału związane jest uzyskanie odpowiednich wartości plastycznych, w tym jego gęstości, twardości. Współczynnik wydłużenia jest stosunkiem długości penetratora do jego średnicy. Najczęściej wysoki współczynnik podnosi efektywność przebicia pancerza. Dzieje się tak przynajmniej w przypadku pancerzy stalowych i ceramicznych. W przypadku pancerzy reaktywnych najnowszych generacji współczynnik ten może ułatwiać zniszczenie penetratora.

Według wymagań niemieckie czołgi powinny zapewnić prowadzenie skutecznego ognia przeciw różnym celom (opancerzonym, nieopancerzonym, pojedynczym i grupowym w tym za przeszkodami) na dystansie do 5000 m. W chwili obecnej państwa użytkujące czołgi Leopard 2 nowszych wersji wykorzystują na ogół niemieckie pociski rodziny DM-53/63, które były projektowane z założeniem uzyskania zdolności penetrowania „ciężkich” osłon reaktywnych, jakie zastosowano w rosyjskich czołgach T-72B3 czy T-80U. Nieoficjalnie wiadomo, że najnowszy pocisk koreański, opracowany na bazie niemieckiego DM-63A1, charakteryzuje się jeszcze wyższymi parametrami.

Wprowadzenie amunicji z możliwością programowania typu DM11 HE spowodowało zamontowanie elementów systemu jej programowania (m.in. moduły Add-on Control Box, Ammunition Communication Module, Interfance Box). Nowe rodzaje amunicji programowalnej i uniwersalnej (np. DM 11/12 HE, PELE) umożliwiają efektywne zwalczanie pojazdów lekko opancerzonych i nieopancerzonych, jak również walkę z UAV, helikopterami, burzenie obiektów betonowych/żelbetonowych czy drewnianych oraz dezaktywację Aktywnych Systemów Obrony (ASO) czy optoelektroniki.

W polskich wymaganiach również postawiono na modernizacje SKO głownie poprzez zapewnienie załodze pracy w systemie „hunter-killer” oraz zastosowanie najnowszych generacji głowic optoelektronicznych. Jednak taka modernizacja bez „wpięcia” czołgu w systemem BMS (którego do tej pory nie wybrano) odbiera wiele możliwości załodze w zakresie oceny aktualnej sytuacji oraz zwalczania potencjalnych celów.

Wybór nowej krajowej amunicji bez możliwości jej programowania również odbiera wiele atutów w zastosowaniu na współczesnym polu walki a sam wybór jest obarczony niewiadomą dotyczącą skuteczności samej amunicji, zwłaszcza możliwości penetracji nowoczesnych pancerzy. Nie wiadomo czy zastosowane w niej prochy charakteryzują się wysoką niewrażliwością (nie tylko na oddziaływanie zewnętrzne, ale chociażby na spadki ciśnienia w różnych warunkach atmosferycznych) a także, jakie są parametry samego penetratora.

Poziom zapewnianej osłony

Rozwijana od lat technologia produkcji materiałów a w szczególności inżynieria materiałowa stworzyła szerokie spektrum pancerzy odpornych na zagrożenia. Do różnych klas pancerzy stalowych dołączyły kompozyty na bazie nowych materiałów metalowych oraz ceramiki, szkła, tworzyw sztucznych i włókien. Nanotechnologia daje jeszcze większe możliwości budowy skutecznych osłon, niweluje niektóre wady technologii ich tradycyjnego wytwarzania oraz zapewnia zmniejszenie masy, obecnie głównego czynnika determinującego zastosowanie pancerzy na różnych systemach uzbrojenia.

Badania przeprowadzone w przeciągu kilkudziesięciu ostatnich lat zaowocowały powstaniem pasywnych i aktywnych osłon. Stanowią one nową, jakość a jedynie niektóre państwa mogą pochwalić się pewnymi doświadczeniami czy ich bojowym użyciem.

Elementami zwiększającymi przeżywalność poza tradycyjnymi pancerzami są również specjalistyczne osłony (np. ekrany przeciw-kumulacyjne, pancerze reaktywne (explosive reactive armour) czy wykładziny antyodłamkowe), systemy redukujące skutki wybuchu min i materiałów wybuchowych, powłoki redukujące zobrazowanie optyczne, noktowizyjne, termowizyjne i radiolokacyjne, systemy stawiania zasłon dymnych czy wykrywające wstępnie systemy namierzania przeciwnika w celu skutecznego obezwładnienia przed atakiem z jego strony.

Stopień ochrony pancernej czołgów Leopard 2A5 i 2A6 w najsilniej chronionych punktach kadłuba i wieży jest uznawany za stosunkowo wysoki, zarówno przeciwko pociskom podkalibrowym, jak i kumulacyjnym. Uzyskane parametry zostały jednak okupione wzrostem masy i wymiarów czołgu (m.in. wynika to z zastosowania technologii z lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku).

Najnowsze czołgi takie jak południowokoreański K2 i turecki Altay osiągają masę ok. 55 ton (wykorzystano w nich najnowsze rozwiązania w zakresie materiałów do budowy pancerza) w porównaniu do ok. 68 ton Leoparda 2A7+ (w tym przypadku wydaje się, że przekroczono masę krytyczną dla takiego pojazdu). Zastosowane w MBT Revolution rozwiązania firmy IBD Deisenroth Engineering oparte m.in. na nanokompozytach pozwoliły osiągnąć podobne parametry ochrony, ale przy mniejszej masie (Szwedzki Strv 122B posiada opancerzenie przewyższające poziomem ochrony to z Leoparda 2A6M a wzrost jego masy w stosunku do Strv 122A wyniósł tylko 380 kg).   

W poniższej tabeli zestawiono porównanie możliwości konwencjonalnego pancerza z ASO dla różnych kategorii potencjalnych zagrożeń.

Wynika z niej, ze zastosowanie ASO może spowodować zwielokrotnienie możliwości osłonowych lub nawet w niektórych kategoriach rezygnacje z ciężkiego pancerza.

Podawanie odporności pancerza, jako ekwiwalentu stali pancernej nie jest tak do końca odzwierciedleniem rzeczywistych możliwości. Po pierwsze takie zestawienia oparte są na uproszczonych badaniach i symulacjach. Po drugie nawet zatrzymanie przez pancerz pocisku nie oznacza, że czołg jest natychmiast gotowy do odpowiedzi na zagrożenie. Biorąc pod uwagę prędkości, energie i zdolności penetracyjne najnowszych pocisków podkalibrowych i ppanc. oraz stosunkowo małe odległości, na jakich one działają – siła uderzenia takiego pocisku (nawet bez penetracji) spowodować może uszkodzenia systemów zamocowanych w czołgu (np. oderwania ich mocowania, pęknięcia elementów szklanych czy uszkodzenia optoelektroniki).

Niewątpliwe wpłynie ona również na stan psychofizyczny załogi oraz wartość czasu, po jakim odpowie ona na zagrożenie a to ma również wpływ na „przeżywalność” na polu walki. Podane parametry odporności dotyczą przede wszystkim miejsc najbardziej osłoniętych (przód wieży i kadłuba). Ekwiwalent znacznie maleje w przypadku boków, tyłu i dna kadłuba czy jego góry oraz góry wieży. Nowoczesna broń ppanc. oraz taktyka jej użycia polega na wykorzystaniu właśnie tych obszarów do przeprowadzenia skutecznego ataku.

Dopancerzenie polskich Leopardów 2A4 nie wydaje się z ekonomicznego i taktycznego punktu widzenia zasadne. Koszty takiej modernizacji będą wielokrotnie wyższe nie tylko w ramach jej procesu, ale w całym cyklu kosztów życia czołgu podczas jego dalszego wykorzystania. Samo dopancerzenie nie da nam 100% pewności a i w 100% nie zapewni przetrwania dla czołgu w starciu ze wszystkimi dostępnymi obecnie do jego zwalczania systemami.

Zdano sobie już z tego sprawę m.in. w krajach gdzie buduje się czołgi od szeregu lat (Izrael, Niemcy, Francja). Zdecydowanie kładzie się tam nacisk na zapewnienie wysokiej świadomości dla załogi wozu bojowego oraz udostępnienie żołnierzom środków precyzyjnej eliminacji zagrożenia w bezpiecznej odległości we współdziałaniu z innymi systemami walki. Natomiast dającym duże korzyści i niegenerującym dużych kosztów rozwiązaniem jest zapewnienie załodze foteli redukujących skutki wybuchu pod czołgiem min lub IED oraz zmniejszającym skutki oddziaływania wysokiej energii uderzenia podczas trafienia różnymi pociskami.

Manewrowość

Pomimo spadku wskaźnika moc/masa z 20 kW/t do 17,6 kW/t po modernizacjach w Niemczech uznano manewrowość czołgu Leopard 2 za wystarczającą. Jednak wzrost masy spowodował zwiększenie nacisków jednostkowych, zmniejszenie przyspieszenia i prędkości maksymalnej. Co ciekawe armia niemiecka odrzuciła propozycje modyfikacji silników czołgów pozwalającej na osiągnięcie mocy 1650 KM lub zamontowaniu nowego - EuroPowerPacks o mocy do 1800 KM a więc dającej powrót do parametrów jezdnych właściwych dla wersji Leoparda 2A4 a nawet wyższych. Zastosowanie tego drugiego wariantu o zmniejszonych rozmiarach pozwalałoby również na uzyskanie ok. 1000 mm długości dodatkowej (możliwej do zagospodarowania) przestrzeni w kadłubie i zmniejszenia zużycia paliwa z 245 do ok. 200 g/kWh.

Wprowadzenie dłuższej o 1300 mm lufy przyczyniło się do ograniczenia parametrów związanych ze zdolnością do pokonywania przeszkód terenowych oraz poruszania się w terenie zurbanizowanym i zalesionym.

Wzrost masy wymusił również przekonstruowanie zawieszenia – wzmocniono wałki skrętne i zmieniono charakterystykę hydraulicznych ograniczników ugięć zawieszenia na bardziej progresywną. Jeszcze większe problemy eksploatacyjne związane są z użyciem czołgu koncepcyjnego Leopard 2A7+, a dotyczą nie tylko wysokiej masy wozu, ale i zastosowanej w nim koncepcji modułowego dopancerzenia (ciężkie panele zmieniane dla osłony przed IED, RPG czy ATGM itp.) w zależności od przewidywanego zagrożenia podczas użycia.

W polskich warunkach należałoby dokładnie przeanalizować koszty, jakie trzeba ponieść nie tylko na sama modernizację związaną z poprawa mobilności czołgu, ale i z całym okresem jego eksploatacji. Dane z bieżącej eksploatacji Leopardów 2A4 są dobrym materiałem w tej analizie.

Ekonomiczność i możliwości użycia taktyczno-operacyjnego

Wprowadzone modyfikacje spowodowały konieczność zmian w systemie logistycznego wsparcia czołgów. Kolejne wzrosty masy i wymiarów wymusiły zmiany w systemie zabezpieczenia transportu czołgów (zarówno drogowego jak i kolejowego). Również z punktu taktycznego i operacyjnego zastosowania powstały utrudnienia związane z możliwością ich użycia w obszarach nieposiadających odpowiednio wytrzymałej nawierzchni drogowej lub mostów.

Część z proponowanych elementów modernizacyjnych związana jest również z chwilowymi doświadczeniami wyniesionymi z bieżących konfliktów. Wynikają one nie tylko z chęci podniesienia możliwości czołgu, ale również z zysków dla oferujących je przedsiębiorstw. Zrównoważone podejście do tego zagadnienia jest widoczne na przykładzie wyboru kolejnych pakietów modernizacyjnych dla armii kanadyjskiej i duńskiej, które to intensywnie wykorzystywały czołgi Leopard w Afganistanie czy chociażby wyboru tylko części proponowanych elementów w modernizacji czołgów niemieckich.  

Nasycenie czołgów nowoczesną optoelektroniką i systemami przekazywania informacji, wyposażenie ich w drogą amunicję oraz systemy pokładowe wymusiło znaczną ich redukcję w arsenałach wielu państw. Czołg stał się drogim w utrzymaniu narzędziem walki, a więc spowodował wypracowanie nowej taktyki jego użycia. Przede wszystkim czołg ewaluował z pierwotnej roli masy manewrowej/przełamującej do obecnej roli uniwersalnej (wozu zdolnego do walki z wieloma różnymi celami) pod warunkiem współdziałania z innymi systemami pola walki. Chodzi tu już nie tylko o wojska zmechanizowane i artylerię, ale również BSP, lotnictwo wojsk lądowych czy taktyczne.

Czołg będzie odgrywał znacząca rolę na przyszłym polu walki, ale nie będzie to już rola podobna do tej z okresu II wojny światowej czy chociażby wojen na Bliskim Wschodzie. Nie jest to już broń zasadnicza (i nie powinien tego zmienić obraz z walk na Ukrainie), ale uniwersalna broń wsparcia, której użycie uwarunkowane będzie uzyskaniem dużej pewności jego niezbędności i ograniczenia strat własnych. Można z dużym prawdopodobieństwem przyjąć, że nastąpi ograniczenie użycia wojsk lądowych w przyszłych konfliktach o charakterze interwencyjnym lub niskiej intensywności a i charakter pełnoskalowego konfliktu nie będzie przypominał tych z końca ubiegłego i początku obecnego wieku. Z czasem część zadań maszyn załogowych przejmą roboty bojowe i inne systemy bezzałogowe.

Takie podejście spowoduje odejście od klasycznych osłon na rzecz systemów zwiększających świadomość sytuacyjną a przede wszystkim dającym przewagę (czasu, odległości i skuteczności) wykrycia potencjalnego zagrożenia. Zintensyfikuje je również rozwój systemów adaptacyjnych i samo naprawczych wobec nowych zagrożeń i zmian środowiska, w którym prowadzone są działania.  

Marek Dąbrowski