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1、决胜千米之外坦克火控系统简介 1、 介绍坦克第一代瞄准系统 2、 介绍坦克第二代火控系统 3、 介绍坦克第三代火控系统 4、 介绍坦克第四代火控系统决胜千米之外坦克火控系统介绍今年 8 月份在俄罗斯阿拉比诺训练场举行的坦克两项 2014 国际竞赛中，中国陆军现役96A 主战坦克依靠功能强大，性能稳定的火控系统在竞赛中上取得了坦克行进中主炮射击全中的好成绩，让世人对国产坦克的火控系统刮目相看，惊叹不已。那么什么是坦克火控系统，有什么作用，又是怎样发展而来的呢？让我们一起揭开厚重的历史帷幕来一探究竟吧！第一代火控系统坦克是在一战末期为了打破同盟国和协约国间“堑壕站”的僵局而由英国匆忙研制并投入使用
2、的，此时坦克还是实验性质的，仅装备普通陆军火炮，而无专用的坦克炮和火控系统。在战场上发现目标后，驾驶员先要停下坦克，炮手需打开炮闩，透过炮膛概略瞄准目标，然后装填炮弹并击发。目标的距离和方位角全凭炮手个人经验通过肉眼判断，射击精度和火力反应速度都非常低，命中率低下无法满足战斗需求，往往发射出去的炮弹都不知道飞到哪里去了，而且只能在停止状态下对静止目标射击，所以更多的时候是依靠机枪扫射和履带碾压来消灭敌人。一战时期的坦克只能用于引导步兵完成战场的战术突破，而不能向纵深实施战略突击，以扩张战果。两次世界大战之间，是坦克战术与技术发展思想的探索和实验时期，各国研制装备了多种类型的坦克，轻型、超轻型坦
3、克曾盛行一时，并开始尝试通过采用望远式和潜望式光学观察等瞄准仪器来提高火炮命中率，但在第二次世界大战惨烈的坦克战中，这些不完善的轻型坦克很快就损失殆尽。随着第二次世界大战的爆发，坦克迎来了发展的春天，火控系统也进入大发展时期并逐步形成了第一代火控系统，我们也称作原始火控系统。为了提高测距的准确性，这套系统配备了带有分划板的光学瞄准镜。炮手目测判定坦克至目标的距离，或者根据已知的目标高度或宽度利用瞄准镜分划板上的测距分划或密位分划判定目标距离。具体来说炮手需牢记战场上会出现的敌方各种坦克的高度和宽度，瞄准时利用瞄准镜里的测距分划线将目标套住，根据坦克占据几条测距分划通过公式：目标距离目标实际长度
4、(或高度)1000瞄准镜内目标所占密位数计算出目标坦克距离。以二战期间德制瞄准镜为例说明：德制瞄准镜正中央大三角形的上方顶点是炮口准星，在大三角形的两侧各有三个较小的三角形，小三角形底边就是两密位，两个小三角形之间的间距也是两密位，大三角形底边是四密位。（小贴士 密位制是一种以密位为单位，测量角度的军用角度计量制度，原苏联和中国通常采用 6000 密位制。 把一个圆周分为 6000 等份，那么每个等份即一密位为0.06。而在角度很小的时候，近似的有弧长弦长，所以一密位可以粗略的看作 1000米外，正对观察者的 1 米长的物体的角度。） 假设瞄准镜中看到一辆苏联 T-34 坦克正面对着你，其宽度
5、大约是小三角形底边再多一点点，也就是说，2.5 密位。依照刚刚计算公式敌我距离是多少？已知 T34 坦克的宽度为 2.5 米，代入公式计算出 T34 的距离为 1000 米。判定目标距离后手动装定表尺，炮手操作高低机和方向机使瞄准镜中相应弹种和距离的瞄准标识对准目标进行射击。从上面的叙述中可以看出，第一代火控系统的自动化程度很低，完全依靠乘员人工判断和手动操作进行射击，对人员的操作技能要求较高（光是记住各种坦克的长，宽和高度数据，并在远距离上能准确识别坦克型号，就让人头疼了）。而且没有配备夜视器材，不具备夜间作战能力，为了能得到坦克的支持和快速突破敌军防线，二战期间一些大型战役都是在白天开始的
6、，这成了惯例。在对德最后一战的柏林战役中，苏军为了出其不意的突破德军防线，决定打破惯例在夜间发起攻击。为了解决夜间照明问题，苏军在前沿使用了 140 盏大功率探照灯，在攻击发起时一起打开，将敌方阵地照的如同白昼，让惊慌失措的德军士兵睁不开眼。在强光的指引下，苏军的坦克、步兵像潮水般冲向德军第一防御地带，打了敌人一个出其不意，顺利的突破了防线。二战时期苏联装备的 T-34 和战后初期 T-54 坦克的火控系统均属于第一代坦克火控系统，我国的 59 式中型坦克、62 式轻型坦克、63 式水陆坦克的火控系统也属于第一代。这种火控系统测距判定距离的误差很大，在生疏的地形上通常可以达到实际距离的 15%
7、，而且只能实施“静对静”或“静对动”瞄准，即发现目标后，我方坦克只能停车瞄准而无法在行进中实施瞄准（至于为什么不能在行进中对静止目标瞄准这里就不多讲了，您可以拿个望远镜坐到行驶的车上观察远处的树木来尝试一下），所以作用有限。很多时候还需“刺刀见红”将敌方坦克放至近处再实施攻击。而在合适的条件下，第一代火控系统配合坦克火炮也能发挥出惊人的威力。如 1945 年 4 月 21 日，装备“虎王”坦克的德陆军第503 重装甲营在米特霍夫村战斗中充分利用地形的优势和苏军的大意，使用间接瞄准的射击方式给苏军来了一个突然袭击。“虎王”坦克具备性能优良的炮长瞄准镜和威力巨大的88cm 大口径火炮。当时“虎王”
8、到苏军 T-34 坦克的距离约 2000 米，隔着一座土坝双方都不能看见对方。为了能直接观察目标，德军弹着观察员占据高处的阁楼，1 辆“虎王“在阁楼的下方占领了射击阵地，车长爬出炮塔站在指挥塔上，这样他可以听清观察员的报告，并及时命令炮手修正。炮手瞄准土坝正上方，标尺装定为 2 千米，这时的“虎王“倒象是 1门自行榴弹炮了。一切准备完毕，“虎王”开火了，第 1 发炮弹打高了，第 2 发炮弹又过头了。受到惊吓的苏军坦克发动了，疯狂地四处寻找德军坦克，但土坝遮住了视线，看不到德军的坦克。第 3 发炮弹还是没中，第 4 发 88 毫米穿甲弹击中了那辆 T-34 的炮塔，顿时起火，随后猛烈的内部殉爆把
9、它的炮塔连同车体顶部甲板掀掉了。第二代火控系统二战结束后人们尝试了各种方法来提高坦克测距准确性和命中率，装备了光学测距仪、机械式弹道计算机和主动红外夜视仪等设备，逐步将简易系统升级成了第二代火控系统。使用光学测距仪能够直接读出目标的距离，并使测距准确性大为提升。测距后炮手可以人工装定表尺，也可以将测距仪测定的目标距离输入计算机，再由计算机带动瞄准镜的分划板装定瞄准角。炮手操作火炮带动瞄准镜，使瞄准指标对准目标并击发。采用了主动红外夜视仪，夜间作战距离可以达到 800 米以上，具备了初步的夜视夜战能力。光学测距仪分为体视测距仪和合像式测距仪，各国的坦克采用合像式测距仪的居多。体视测距仪的使用较为
10、复杂，需要使用者具有较高的观察技巧，不经过长期的训练，难以建立起较强的立体视。而合像式光学测距仪使用较为简单，操作过程类似于普通光学照相机调整焦距。以 T72 坦克装备的合像式测距仪为例，测距仪的光学系统分为左右两个物镜(就是伸出炮塔两侧的窗户), 左右光路分别在目镜的上下两侧成像。就是说从目镜观察, 上半边看到的是右侧物镜的图像, 而下半边是左侧物镜的图像。左右两条视线就会形成夹角，不同的距离，夹角就不同。炮长操纵火炮带动瞄准镜，使目标位于瞄准镜视场的中心，并使上下图像重合, 那就说明两条视线正好在目标的位置交叉, 只要知道这时候左右物镜的夹角, 就能算出距离，这就是合像式测距仪。合像式测距
11、仪工作时要求目标轮廓清晰，否则无法准确测量距离。机械式弹道计算机其实就是一组形状各异的同轴凸轮，每个凸轮对应于一种弹药（如穿甲弹，高爆榴弹和破甲弹等） ，凸轮边沿至轴心的距离对应于该弹种在一定距离上的瞄准角，凸轮转动角度对应于不同的射击距离。所以，只要根据至目标的距离将凸轮转动相应的角度，即装定了相应的瞄准角，炮手即可使用瞄准指标对准目标进行射击。早期的T72 坦克仍然采用机械式弹道计算机。使用主动红外夜视仪作战时，炮手需要操纵安装在炮塔上的红外探照灯照射目标，夜视仪接收目标反射的红外线，在目镜上显示目标图像，炮手就可以对目标观察、识别、瞄准和射击。由于需要使用红外探照灯照射目标，坦克非常容易
12、把自己暴露给对方，敌方使用红外接收设备即可发现目标，所以主动红外夜视仪已经逐步被微光夜视仪和热成像夜视仪所代替。苏联 T54、T55、T62、T64、T72 坦克都装有主动红外夜视仪。第三代火控系统20 世纪 60 年代初期，激光测距仪开始在坦克上使用，可以迅速准确地测定至目标的距离，为坦克使用计算机进行弹道计算和火力控制提供了条件。60 年代中期，第三代坦克火控系统开始出现，也称为模拟式火控系统包括激光测距仪、模拟式火控计算机、火炮稳定器、光学瞄准镜、主动红外夜视仪等。随后，微光夜视仪也开始在坦克上使用，代替了主动红外夜视仪。炮手发现目标后首先使用激光测距仪进行测距，并操纵火炮带动瞄准镜对运
13、动目标进行跟踪。跟踪结束后，目标的距离和目标相对坦克运动的角速度以及其他传感器的测量数据自动输入火控计算机。火控计算机根据输入的距离、角速度、耳轴侧倾角度、气象条件、弹种等数据，快速解算火炮的瞄准角和方向提前量，并在瞄准镜中注入一个瞄准光点指示炮手瞄准并射击。这样，坦克在停止间和短停间对运动目标射击的命中概率大为提高，火控系统的优越性得到充分的体现。坦克激光测距仪是利用激光器发射的激光脉冲照射目标，通过测量光信号到达目标和被反射回来所用的时间来测定距离。测程一般为 20010000 米，测距误差为5 米或10 米。激光测距仪结构紧凑，体积小，精度高，测距速率高，易于与现代火控系统组合。在夜间微
14、弱的光线（星光，月光或天空的自然辉光）照射下坦克会反射微光，被微光夜视仪接收后经过像增强器放大几万倍后能清晰地在屏幕上显示出坦克图像。微光夜视仪的探测距离为 3001600 米，而且因为是被动地接收反射光线所以不像主动式红外系统那样容易暴露自己。但微光夜视仪也有缺点受天气影响大，遇到阴，云，雾，雨时视距明显下降，从而无法远距发现目标。模拟式火控计算机是依靠电压或电流信号的变化来获取模拟自然界的实际信号，因而称为模拟式计算机。这种计算机处理数据的精度差，所有的处理过程均需模拟电路来实现，电路结构复杂，抗外界干扰能力极差而且容易损坏不能满足战场的需要，所以使用范围有限，使用的时间也不长。第四代火控
15、系统20 世纪 70 年代，随着大规模集成电路技术的飞速发展，微型计算机进入了应用阶段。各国开始竞相研制以微型数字式计算机代替模拟式计算机为主要特征的第四代坦克火控系统，也称为数字式火控系统。与模拟式火控系统相比，数字式火控系统运算精度高；通用性强；逻辑判断能力强，便于功能扩展；体积小，结构简单，成本低；便于应用目标自动跟踪技术等新技术。同时，夜视仪器也全部采用了被动式夜视仪，如微光夜视仪和热像仪，使坦克夜战能力有了很大提高。按照火炮轴线与瞄准标识之间的控制关系，第四代坦克火控系统可以分为扰动式、非扰动式、稳像式三类，下面分别予以介绍。扰动式火控系统的特征是炮手每完成一次射击，要进行两次精确瞄
16、准。第一次精确瞄准是在激光测距仪测距时，将瞄准镜内的瞄准标志对准目标后按下测距按钮获得目标距离。当火控计算机按照目标距离和各种传感器得到的数据，计算出射击诸元，自动装表机构将按照射击诸元调整瞄准标识到正确位置，此时瞄准镜内的标准标记将偏离目标，然后炮手操纵火炮使标准标记重新对准目标，此时火炮就被赋予了射击提前量，随后就可以射击了。上述瞄准标记从“偏移”到“重新瞄准”的过程就叫扰动。为改造老式坦克而研制的光点投射式火控系统是典型的扰动式火控系统，有效地提高了坦克在停止间对静止或运动目标射击的命中率。为了降低成本，这套系统只对影响射击的主要因素：目标距离、目标水平运动速度和火炮耳轴倾斜角度进行自动修正，其它因素仍然依靠人工进行修正。目标距离可以根据激光测距仪的读数自动输入计算机，测量目标水平运动速度需跟踪目标，在瞄准标记和目标中心重合的情况下，炮塔或火炮在一定时间内跟踪目标转过的角度即认为是目标的角速度。野外的地面是凹凸不平的，从而影响到坦克火炮也不是水平的。为了消除炮身左右倾斜对射击精度的干扰，需要测量火炮耳轴倾斜角度，并将测量读数输入火控计算机进行修
