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简谈现代坦克的火控的组成和基本类型

2023-07-02 15:57:30 来源:哔哩哔哩

读前须知:这篇文章本质算是抄书总结的读书笔记,所以也不投原创

首先什么是坦克的火控系统?


(资料图片仅供参考)

广义地说,坦克火控系统是一套使被控武器发挥最大效能的装置。坦克火控系统是指安装在坦克内,能迅速地完成观察、搜索、瞄准、跟踪、测距、提供弹道修正量、解算射击诸元、自动装表、控制武器指向并完成射击等功能的一套装置。

一,现代坦克的火控的组成

现代坦克火控组成包括火控计算机,弹道修正量传感器,观瞄系统,火炮控制系统。

现代坦克火控系统的光电观瞄设备通常包括昼用光学瞄准镜和夜视仪器。观察镜主要用于观察和搜索目标,瞄准镜主要用于瞄准、跟踪目标。炮长主瞄准镜多采用望远式或潜望式两种结构,基本上都与激光测距仪和夜视仪器组合,构成测瞄合一或昼夜合一的结构,昼、夜、测距三合一结构。而车长主瞄准镜多用周视潜望式结构。

火控计算机是火控系统的核心部件,主要分为机械模拟,机电模拟式,全电子模拟式,数模混合式,数字式等,新世纪的主战坦克主要采用的是数字式计算机,它的处理器主要功能是根据弹道修正量传感器自动输入的和人工装定的各种弹道参数,求解弹道和射击提前角方程,并将射角和方位角信息传送给瞄准镜以及火炮伺服系统。

传感器则是测定目标角速度、炮耳轴倾斜、横风、弹种、定起角、炮口偏移、弹丸偏流、视差、气温、气压、炮膛磨损、药温等修正量。增加命中率。

坦克火炮稳定系统主要可分为两类:

第一类坦克炮稳定系统,即常见的双向稳定系统,双陀螺稳定系统,在高低和方位稳定系统中每套只有一个速度陀螺用来传感火炮和炮塔的角速度主要由陀螺仪输出高低向和水平向的角度误差信号,可在从两个方向上稳定火炮。这种系统的特点是, 瞄准线从动于火炮轴线,坦克行进时,它虽可稳定和控制火炮,但瞄准线的稳定精度与火炮的相同,无法实现精密跟踪与瞄准,坦克只能做短停射击,在此基础上又发展了四陀螺稳定系统。即在火炮高低和方位服控制回路中各包括两个陀螺。一般来说,一个是位置陀螺(3 自由度陀螺),另一个是速度陀螺(2自由度陀螺)。速度陀螺在有的系统中提供扰动变量前馈控制信号(如“豹”1A3),有的起速度反馈作用(如T-62坦克)

第二类坦克炮稳定系统,是瞄准线独立稳定的火炮稳定系统。其最大特点是具有独立的瞄准线稳定装置,并且与第一类相反,是火炮轴线随动于瞄准线。 这种方案上的改进,使整个火控系统的综合性能大为提高,可以实现行进间对运动目标射击。至于火炮本身的稳定装置,则同于前者。

坦克稳定和控制伺服系统则又可分为电液式和电动式。

二,现代坦克火控的基本类型

①扰动式火控系统:

扰动式火控系统顾名思义,在瞄准时炮镜会发生扰动。炮手每完成一次射击,要进行两次精确瞄准。

在静态时,炮镜瞄准线的零位与火炮轴线经过校准一起对准目标。之后炮手进行激光测距,弹道计算机计算出射击诸元后,炮镜会偏离目标,即计算完成火炮相对于瞄准线在垂直和水平两个方向的射角提前量,此时炮长需要将炮镜重新对准目标,此过程即被称为“扰动”。

光点投射式火控系统和双向步进电机装表火控系统就是典型的扰动式火控。

②非扰动式火控

与扰动式相比,非扰动式火控在计算机将最终的射角提前量输送到瞄准线驱动系统进行装表的同时,控制装置按提前量控制火炮,这样大致抵消视场中瞄准线的扰动过程,但火炮的精确调动,最后仍需由炮手予以校准。系统的瞄准线仍要从动于火炮轴线,其稳定精度难以提高,系统仍仅适于短停射击。

③稳像式火控/指挥仪式火控

稳像式火控的特点是瞄准线与火炮分离,并且有独立的稳定系统。炮手瞄准时,通过操纵控制装置,使瞄准线始终对准目标,火炮不再受炮手的直接控制,而是随动于瞄准线。由于瞄准线具有对火炮轴线的指挥作用,故也称为指挥仪式火控。

指挥仪式火控根据实现稳像方式不同又可以分为“上反”(上反射镜实现稳像)和“下反”(下反射镜实现稳像)稳像火控

炮手只需要将炮镜中的红点对准目标,弹道计算机完成解算后就能开火,命中目标区域。

1.下反式火控

“下反”稳像式火控系统的瞄准镜镜体通过镜体两侧耳轴吊挂在炮塔上,通过四连杆机构与火炮同步转动。镜体未摆动时,与陀螺转子轴线平行的入射光线,经过光学系统,最后出射时与目镜轴线平行。镜体摆动时能保证出射光线与目镜轴线摆动相同的角度,使出射光线始终与目镜轴线平行,最终实现稳像。

下反式火控在嵌入微光夜视、热成像和自动跟踪等新的功能时,由于自身的结构限制,新的光路难以通过120°棱镜,导致瞄准镜中成像不能实现“稳像”,只能做到“稳线”,动对动能力差,瞄准线和炮身轴线夹角小于 3°是精度会发生下降,瞄准镜体会发生摆动,也就是说需要炮长与瞄准镜一起做颈部运动。

与“上反”相比,“下反”不利于火控系统的升级,但也有价格相对便宜,可靠性更高,断电后仍能直接使用炮镜,工作物美价廉的特点,是我国军工人员依据自身特点研制的适用于我国的火控系统(装备于我国的96式,99式坦克)

这里需要提醒的是,很多杂志文章将苏联的火炮瞄准镜(如TPD-K1 1G42 1G46)称为“下反”式火控,但实际上两者完全不同,苏联火控实现稳像功能一直依靠的是上反射镜

但苏俄火控从诞生到现今未采用过下反结构

2.上反式火控

上反式火控的光路结构简单,只需稳定上反射镜,瞄准镜镜体不摆动,稳定视场大,在夜视仪及热成像下工作仍然可以实现“稳像”,便于升级增加自动跟踪功能,制导炮射导弹功能。是世界坦克主要所采用的火控系统。

上反式火控便于加装热成像,升级自身功能

豹2A6坦克采用了EMES-15炮长综合瞄准具,豹2A6A3的EMES-15则使用ATTICA-GL第三代长波红外热成像仪替换了之前豹2A6采用的OPHELIOS热成像,可见升级的方便

伴随着时代的进步,我国新世纪96A,99A坦克也采用了上反火控。

各国在指挥仪式火控系统的基础上发展出了双指挥仪式火控系统。即增加一个具有观瞄、显示和控制功能的车长监控装置。这时车长可以通过自己的瞄准线进行跟踪、瞄准与控制,故称为双指挥仪系统,也称为猎 - 歼式火控系统。

车长被赋予的瞄准和控制火炮的功能可以极大程度提高坦克的观瞄能力,但也会带来成本升高的问题,所以T-72B3M的PK-PAN车长镜至今装备量仍很少。

作者水平有限,有错误请及时指出

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