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总说装甲|坦克火控系统自动化的终极形态


来源:总说装甲

对火炮的控制在上一期的《总说装甲》中,我们简单地介绍了二代坦克的火控系统。如果说60年代的火控系统解决的是人对于目标的判断,那么70年代以后的火控系统解决的就是人对炮的控制。二代坦克服役时期,人对火炮

对火炮的控制

在上一期的《总说装甲》中,我们简单地介绍了二代坦克的火控系统。如果说60年代的火控系统解决的是人对于目标的判断,那么70年代以后的火控系统解决的就是人对炮的控制。

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59式坦克瞄准镜,当时仍为手动瞄准,没有激光测距装置

二代坦克服役时期,人对火炮的操控变得简单,实现了火炮与瞄准镜之间的联动。当时实现方式是机械式的,具体来说,就是用平行四边形模式的四联杆实现联动。 即火炮轴与瞄准轴是一体的,或捆绑的。但是火炮的随动很难达到规定的精度,这主要是由于庞大的炮塔和火炮身管转动起来惯性极大,摩擦力矩极其严重,但对于火炮转动的精度却往往要去到一个毫弧的精度,在当时的技术条件下,实现难度非常大。

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一套完整的坦克炮,重量高达十几吨

坦克炮塔水平方向转动尚且困难,火炮高低角的调整也颇具难度。瞄准镜首先完成对目标的测距后,根据距离量确定射角,此时分划板下移,瞄准镜分划就跑到目标的下边,再将瞄准镜和火炮同时抬起,使瞄准镜对准目标,火炮高于目标,完成射角装定。这就是所谓的装定射表的过程,在此过程中,火炮轴要比瞄准轴抬高一个角度,这个角度的实现,是靠瞄准镜分划板下移完成的,这就是所谓的装表。

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早期的方向机

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早期的方向机

二代坦克使用的火控,瞄准镜与炮管方向始终保持一致,炮长用瞄准镜搜索目标的时候,可以即时开启激光测距仪和但到计算机,完成瞄准和表尺装定。可是目标一旦运动,原先测定的数据就打不准了,所以此时的火控系统还只能完成静对静目标的射击。而当目标与瞄准线出现偏移的时候,炮长就手动调节瞄准线,带动火炮一起转动。炮长手动调节瞄准线,使其重新对准目标的过程,被称之为“扰动”过程,所以这种瞄准方式的火控也被称为扰动式火控。

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引用一张总师著作当中的插图,直观地介绍了火控系统的工作原理

有了“扰动”式,就还有一种叫作“非扰动”式。“非扰动”式比“扰动”式还要先进一点,因为当炮长瞄准镜的准线正对着运动目标时,仍然无法击中目标,于是,火控计算机和瞄准镜之间增加了一个传输提前量数据的接口。瞄准镜对目标始终保持静止,看不出扰动的过程,而火炮的射角已经是弹道计算机根据提前量参数修正过的。这种火控就是“非扰动”式火控。

但是,受到当时计算机技术的限制,以及人工调炮确实不如自动调炮精确度高。所以,到了三代坦克时期,一种人工干预较少的指挥仪式火控系统便应运而生。

三代坦克的稳像式火控

操作过二代坦克和三代坦克火力系统的驾驶员,最直观的感觉就是两代坦克火控的自动化程度不一样。美国M1坦克和德国“豹”2坦克的早起型号,使用的就是比较初级的指挥仪式火控。

指挥仪式火控因其自动化的调炮方式而得名。与上一代火控系统相比,指挥仪式火控的瞄准镜与火炮并不联动,而是炮长手动控制,使瞄准镜中的准线始终对准目标,在瞄准的过程中,完成了测定距离、风速、温度等数据的采集,并将这些数据一并传输给火控计算机进行运算处理。火控计算机将运算后的数据变成高低角、方位角等简单的执行命令,传输给火炮伺服系统。当火炮调整到位时,会用过“射击门”装置提醒车长或者炮长“火炮已经到位”,此时便可以击发了。如果再给火炮安装一套自动程序,就是在火炮到位后,立即开火,则可以形成自动发火装置。由于在瞄准镜观察目标的过程中,火炮已经完成了随动,所以火控计算机的数据只用来进行火炮的微调整,目的是提高火炮的首发命中率。

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新闻中出现的全套设备的火控系统

由于在使用中,视场中的景物基本上是不动的,目标图像与瞄准线基本稳定,所以这套火控系统又被称为“稳像式火控”。它与“非扰动式”火控的区别,主要是从原来的瞄准镜与火炮由机械连接变成了而是通过火控计算机和炮控系统来操纵,炮长只操作一部瞄准镜。

猎歼式火控

在指挥仪式火控的使用过程中,往往出现炮长和车长发现不同目标的情况,等炮长腾出手来想攻击车长发现的新目标时,却又找不到了。如果有一种车长和炮长两个人一起操作的火控系统,那样效率一下就提高了。于是,在指挥仪式火控的基础上,增加了车长如果在驾驶过程中发现目标,可以将数据传输给炮长的新功能,然后再由炮长完成对目标的瞄准和射击。

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车长观瞄镜

于是,这套火控系统有了它自己的名称“指挥仪——猎歼”式火控系统。指挥仪式我们刚才讲过了,猎,是指车长可以发现并捕获目标;歼,是指炮长完成瞄准和射击的过程。

更为可贵的是,当欧美国家率先使用上可以车长参与火力系统的指挥仪式火控后,发现整个系统实际使用的反应时间为6~8秒,这与俄罗斯轮盘式自动装弹机的反应时间几乎匹配。火力分系统当中的两个部件达成一定的默契时,这对于坦克提高战斗力是十分有帮助的。

从自动化向智能化迈进

之前谈了这么多火控,最大的共同特点是目标的搜索和跟踪都需要人工来完成,而三代坦克的最大特点就是从机械化向自动化迈进,作为占据坦克总体成本40%的关键部件,火控系统的自动化是坦克自动化的重要组成部分。

日本90式坦克虽然在三大指标上都不突出,但它是世界上率先使用带有目标自动跟踪功能火控系统的坦克之一(如果您喜欢《总说装甲》,请别问我99式坦克有多强,国产装备不在我们讨论的范围之列)。当炮长锁定一个目标后,瞄准镜自动跟踪目标,这样做的最大好处就是消除了人工操作跟踪目标时的误差,而且这些精细活儿交给电子设备来做的时候,往往命中率会大大提高。

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日本90式坦克火控系统部件

至今,坦克火控的自动化仍然在不断地提高。将来的火控系统,还将具备自动搜索、识别、跟踪等多种功能。而这些未来四代坦克上有可能出现的技术,都是坦克装甲车辆在自动化领域中的不断深耕,为武器装备智能化奠定硬件基础。

[责任编辑:安晨 PN104]

责任编辑:安晨 PN104

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