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标题: 中国坦克专家谈国产坦克之不足！ [打印本页]
作者: Vesper_Lynd    时间: 19.2.2011 11:28
标题: 中国坦克专家谈国产坦克之不足！
中国坦克专家谈国产坦克之不足！
　　安装有指挥仪式火控系统的坦克，一炮手在坦克行进间从瞄准镜向外观察，目标和背景几乎是不动的，所以这种系统有时又称为“稳像式”火控系统。一炮手使用这种系统可以在坦克行进间实施射击，而且射击时只需要一次瞄准，也就是一炮手将瞄准指标瞄到目标中心，并发射激光进行测距后，瞄准线不会再有什么扰动。只需继续瞄准目标，就可以进行射击。
　　指挥仪式火控系统之所以有上述功能，是由于它采用了新的控制方式。在这种系统中，瞄准镜与火炮分开，瞄准线是独立稳定的，并作为系统工作的基准。瞄准线的稳定，是通过陀螺仪稳定瞄准镜中的反射棱镜来实现的。在瞄准状态时，一炮手用手控装置驱动瞄准镜的瞄准线，使瞄准线跟踪、瞄准目标，而火炮则随动于瞄准线；在射击时，火控计算机计算出的射击提前角，只传输给火炮和炮塔传动装置，使火炮自动调转到提前角位置，而瞄准线仍然保持跟踪和瞄准目标；此外，指挥仪式火控系统通常配有火炮重合射击装置，当火炮调转到要求的提前位置上时，该装置自动输出允许射击信号，如果这时一炮手已按下射击按钮，坦克炮会自动发射

　　目前，先进的主战坦克大都装有稳像式火控系统。如日本的90式坦克，德国的“豹”2坦克，美国的M1A1、M1A2坦克，英国的“挑战者”2坦克，法国的“勒克莱尔”坦克，俄罗斯的T-90坦克，以色列的“梅卡瓦”3型坦克，意大利C1“公羊号坦克等等。我国新型主战坦克88A、88B、88C和WZ123主战坦克上安装的即是我国自行研制的指挥仪式坦克火控系统，并已习惯上称为“稳像式火控系统”。2发展我国坦克火控技术的对策
2.1发展大闭环火控系统，提高次发射弹的命中率
　　
2.2发展目标自动跟踪火控系统，实现目标搜索、识别和跟踪自动化我国最新型的主战坦克88A、88B、88C和WZ123坦克装备的稳像式火控系统，其自动化程度还比较低，对目标的搜索和识别完全依靠坦克乘员用肉眼借助光电传感器来实现，对目标的跟踪也是依靠一炮手进行手动控制跟踪。由于伪装和隐身技术的广泛运用，在未来高技术条件下的局部战争中，不仅坦克乘员搜索、发现、识别目标更加困难，而且在许多情况下，坦克乘员要在对目标作战的瞬间内处理大量的信息。这就需要一个将传感器、处理机和显示器等装置结合在一起的系统。这种系统能从复杂的和混乱的散射干扰背景中更迅速、更可靠地提取目标，从而使乘员能更快地对目标开火。
　　另外，国产稳像式坦克火控系统，仅仅稳定了瞄准线和火炮，而车体和乘员没有被稳定，因此，一炮手或车长捕捉到目标识别后跟踪目标的精度较低，尤其是对作机动运动的目标不仅跟踪误差大，而且需花费较长的跟踪/精瞄时间。如果识别辨认目标之后，火控系统能自动控制瞄准线跟踪目标，就能消除车体和人工跟踪不稳定导致的跟踪/精瞄误差，从而提高坦克在行进间跟踪运动目标的精度和缩短跟踪/精瞄目标的时间，进一步缩短射击反应时间，提高命中率和大大减轻车长/炮长的工作负担。因此，国产坦克火控系统，迫切需要提高自动化程度，以实现目标搜索、识别和跟踪自动化。目标自动跟踪火控系统的典型结构，是在指挥仪式火控系统的基础上叠加了目标跟踪线的控制系统，实现了目标--跟踪线--瞄准线--火炮轴线的控制主线的开环控制，使火控系统的技术性能提高到新的水平。在坦克火控系统中，可作为目标自动跟踪的技术方案有：采用电视和热成像传感器的视频跟踪、毫米波雷达跟踪以及激光雷达跟踪等，但其中以视频跟踪方案最为成熟。所谓视频跟踪，是利用可见光的图象传感器(即电视摄像机)或热成像传感器摄取目标的视频图像信号，进行图像跟踪。在白天，可根据目标图象的可见特征跟踪；在夜间或能见度差时，则可利用热成像传感器，根据目标的热特性进行跟踪，实现了昼夜兼用。其跟踪过程是这样的：装在瞄准镜内的图象传感器或热成像传感器将摄取的目标可见特征或热特征的图象信号，或直接进行视频信号的处理，或送入计算机进行图像处理和分析，从场景图像中识别出目标，并经过Kalman滤波确定出跟踪线的位置后，计算出误差，自动控制瞄准线对准目标，实现自动跟踪。
同时，图像信号还要送入显示器，对目标的图像进行显示，供车长和炮长观察和作出必要的判断。
　　为实现目标自动跟踪器对跟踪线和瞄准线的控制，根据有关资料表明，有采用PI(比例加积分)控制方式，也有采用最优控制方式的。不管哪种方式，在其控制过程中都有目标状态估计器的环节存在，其作用是在自动跟踪器中的计算机根据图像识别测量出目标状态参数(例如目标速度等)之后，再对这些变量进行最佳线性滤波即卡尔曼滤波计算，以便求出目标状态参数的最佳估计值，使火控计算机的重要输入数据得到有效的预处理。

　　日本的90式主战坦克火控系统具有先进的自动跟踪能力。它是利用热成像仪的输出信号实现自动跟踪的。自动跟踪器能有效地跟踪地面目标，特别是能有效地跟踪像直升机那样的空中目标。在坦克停止间或行进时它都可使用。当不用自动跟踪器进行跟踪时，炮长或车长使用他们的手动控制器跟踪目标。使用自动跟踪器时，在捕捉到目标之后炮长唯一要做的操作是：一旦目标进入瞄准镜的跟踪门，就按压一下锁定开关，如果目标暂时丢失(当目标运动到掩蔽物之后)，瞄准镜还会以同样的速度继续跟踪。当目标重新出现时，一炮手就可迅速地再次锁定目标而进行自动跟踪。
　　目前，除日本的90式主战坦克具有自动跟踪目标的功能外，以色列的“梅卡瓦”3型主战坦克也装有自动跟踪器。它们代表了坦克火控的发展方向，有可能取代指挥仪式坦克火控系统。

2.3发展高平结合、弹炮一体化的火控系统，提高主战坦克的空射和远战能力
　　在未来高技术条件下的局部战争中，对主战坦克的威胁不仅来自地面的反坦克武器，而且来自空中的威胁较之地面有过之而无不及。尤其是目前各国均注重武装直升机的发展和作战应用，这无疑对坦克构成了致命的威胁。反坦克武装直升机具有独特的飞行能力，优越的机动性能，良好的视野条件和强大的火力系统。具有远距离(6000m～7000m)攻击能力和发射后不用管的自动寻的导弹。如法国装有“霍特”导弹的小羚羊攻击直升机对坦克的命中概率为81%，摧毁坦克的概率为100%。美军的AH―64攻击直升机装有一门30mm航炮，16枚反坦克导弹或4个火箭发射器或空对空导弹。据美、英、法、俄等国的多次模拟作战对抗试验表明：反坦克武装直升机和坦克的损失比一般在1：14～1：20之间，平均为1：17.3最高达0：20，武装直升机已成为主战坦克的天敌。因此，我军主战坦克的空射能力亟待提高，而单靠12.7mm坦克高射机枪是不能胜任对空防御作战任务的。
发展既能对地攻击，又能对空射击的一体化火控系统，提高主战坦克的空射能力，从而提高主战坦克战场生存能力。不仅是坦克火控系统发展的需要，也是打赢未来高技术条件下局部战争的需要。

　　弹炮结合一体化，既解决了近距离的坦克炮射击问题，又提高了主战坦克的远战能力(对空和对地射击的能力)，通过远近结合，弹炮互补，可以大大地提高坦克的整体作战效能，因此，今后应注重发展多能型坦克火控系统，努力实现高平结合、曲直结合和弹炮结合。俄军为了提高其主战坦克的远战能力，一直坚持一炮多用，弹炮结合。其T-90E主战坦克装备的125mm2A46A1滑膛炮，既能发射普通炮弹，又能发射激光制导的AT-11“狙击手”反坦克导弹，攻击距离可达5000m。T-80主战坦克125mm滑膛炮既能发射普通炮弹，又能发射AT-88(鸣禽)无线电指令制导的、半自主式指令有线瞄准式炮射导弹，最大射程达4000m。另外，T-72、T-62主战坦克也分别装有炮射导弹，其技术已相当成熟，不仅适用于坦克内的自动装弹机，而且具有较高的飞行速度，因此不仅能有效地对抗带有爆炸式反应装甲的坦克，而且还能用于攻击直升飞机，极大地提高了坦克的对空和对地的攻击距离。
美军为M1A1和M1A2坦克研制的XM872火箭助推灵巧动能穿甲弹可将攻击距离增至10km，而XM943灵巧的目标激活发射后就不管(STAFF)炮弹可实现间瞄发射和对隐敝目标的攻击，同时还实现了对目标顶部装甲的攻击。由此可以看出，世界强国都非常注重提高主战坦克的远战能力。
2.4发展CO2激光测距仪，提高坦克的全天侯作战能力
2.4.1Nd：YAG激光测距仪的缺陷
　　目前，我国主战坦克装备的激光测距仪均为Nd：YAG激光测距仪，它属于第二代激光测距仪，其波长为1.06μm，是不可见的近红外光。与第一代红宝石激光测距仪相比，其电光转换效率高、阈值低、能在高重复频率下工作，电耗降低、体积减小，且具有隐敝性，因而获得广泛应用，成为海、陆、空三军大量装备的主要军用激光测距仪。然而，Nd：YAG激光测距仪存在下述三点严重缺陷：
　　①对人的眼睛损伤较大。Nd：YAG激光测距仪发出的激光能量能通过人眼被聚焦在视网膜上，在近距离能使人眼致盲，在远距离时能损伤人眼，因而给训练和试验带来了很大的困难。

　　②全天候测距能力低。3～5μm(中红外线)波长域和8～14μm(远红外线)波长域，是红外线的两个大气窗口，而Nd：YAG激光测距仪产生的激光波长是1.06μm，该波长不位于红外线大气窗口的波长域内，因此其在大气中的传播能力低，易受干扰。在有雾、霾的气象条件下和战场烟尘的环境中，不仅测距的精度和质量不能保证，甚至根本无法实施测距。这意味着Nd?篩AG激光测距仪受能见度的影响很大，降低了主战坦克全天侯作战的能力。
　　③兼容性差。我国新型主战坦克WZ123车已装备了热成像仪，为了提高我军装甲兵的夜战能力，今后必将大量装备热像仪。由于热成像仪的工作波段是8～12μm，故1.06μm的Nd：YAG激光测距仪与其兼容性差。因为它们工作在不同的波段，所以不仅不能实现部件和元件的共用，而且用热像仪能观察到的目标，不一定能用Nd：YAG激光测距仪测到它的距离(因为热成像仪具有较强的穿透烟、雾、雪、尘埃的能力，而Nd：YAG激光测距仪的穿透能力则较低)。为此需进一步发展能量转换效率和输出功率更高且对人眼安全的新型坦克激光测距仪，而CO2激光测距仪便是符合这一要求的激光测距仪之一。
2.4.2CO2激光测距仪的优点
　　波长为10.59μm的CO2激光测距仪与1.06μm的Nd：YAG激光测距仪相比，其具有以下突出的优点：
　　①传输能力强
　　CO2激光测距仪的工作波长是10.59μm，该波长正好位于8～14μm的远红外线大气窗口，故其大气传输性能好，透过大气雾、霾和战场烟尘的能力强，能见度对其影响很小。
　　②对人眼安全

　　中小功率的CO2激光器的10.59μm波长远离眼睛的透射波长(可见光和近红外波段)，它由角膜吸收，不损伤视网膜，因而不会损伤或致盲受到照射的人眼，在训练与演习中不受安全性的限制，不必配带防护镜和在仪器内加装防护滤光片。
　　③与热像仪(工作波长)8～12μm)兼容性好
　　CO2激光测距仪与热像仪可以共用光学系统、扫描系统、接受机和电源，从而使组合系统结构紧凑，体积缩小，重量减轻，成本降低。此外，它们在性能上也相容。
　　④效率高
　　灯泵Nd：YAG效率一般为1～3%，最高不超过5%，而CO2激光器的效率一般为10～20%，高的可达25%，从而可减小整机的重量和体积。
　　目前，世界上战技性能先进的主战坦克，已装备了CO2激光测距仪。如美国的M1A1、M1A2，韩国的88式，英国的“挑战者”2等等，CO2坦克激光测距仪的良好性能在海湾战争中得到了充分的验证，可以预测，CO2激光测距仪将逐渐取代Nd：YAG激光测距仪。

　　美国陆军已将“车际情报系统”(IVIS)配置到M1A2主战坦克上。IVIS的功能是由在标准车辆电子系统硬件模块上运行的软件来实现的。各部件间的联系通过双冗余军用标准1553B数据总线。故障管理软件可以使一种设备代替另一种已出故障的相应的设备。例如，如果火控系统的炮塔电子系统发生故障时，车体电子系统可以承担总线控制器的工作，并可以为火控系统提供弹道计算。

　　另外，美国M109A6型155mm自行榴弹炮、M2A3型战车(由M2A2布雷德利战车改进)和XM8装甲战车火炮系统也已配备了车辆电子系统。
　　我军装甲兵数字化试验部队的数字化坦克，也装有车辆综合电子信息系统。通过数据总线将车内的主计算机、通信设备、火控系统、推进、防护等电子系统联成一体，实施信息的传递与分配。对外与连营组成信息网，对内采集车间信息，控制有关设备。

　　综上所述，将坦克火控系统纳入车辆综合电子系统是未来主战坦克火控系统的发展趋势，而车辆综合电子系统是数字化坦克不可缺少的核心部件。它不仅可以提高整个车辆系统的可靠性，而且还具有良好的可扩展性，可减轻坦克乘员的工作负担，便于与整个战场C3I系统连接等优点，是今后的发展方向。

　　主战坦克既是陆战场上的突击力量，也是众多的反坦克武器的众矢之的。因此，主战坦克极易遭受到来自地面和空中武器的攻击。
而坦克火控系统的各种电子部件和连接电缆等又是易损部件，坦克一旦中弹，火控部件的损坏在所难免。坦克火控系统如能实现标准化和组件化，既便于和平时期的维护保养，也便于战时的勤务保障，不仅节约了人力物力和财力，而且提高了火控系统的再生率，从而提高了主战坦克的战斗力和生存力。另外，随着各种高技术武器装备在主战坦克上的广泛应用，导致主战坦克的车内空间越来越狭窄，而火控系统的小型化可有助于缓解这一日益突出的矛盾，从而为坦克乘员提供更大自由度的活动空间，为坦克乘员战斗力的充分发挥创造更为有利的环境和条件。

作者: Paul    时间: 19.2.2011 11:30
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