汝城财政网:坦克是如何瞄准的?

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/06/01 09:43:41
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能具体讲一下抛物线原理瞄准吗?
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坦克瞄准镜是一个潜望镜式的光学设备,它的基本光路中入射光通过上反射镜和下反射镜两次改变传播方向,只要对两者中的一者进行稳定,使之不随车体颠簸而震动,就能实现观察炮手目标时的稳像。

  具体如下

  战后坦克火控系统至今已经发展了数代,目前世界各国现役主战坦克都在使用的是稳像式火控系统。因为最初开发它的工作机理借鉴了高炮指挥仪,所以也被称为“指挥仪式”火控系统。和扰动式火控系统等直接稳定火炮,瞄准线随动于火炮的早期火控系统相比,稳像式火控系统最突出的特点是瞄准线独立稳定,火炮通过驱动机构随动于瞄准线。这样炮手从瞄准镜里观察目标时,目标是稳定不动的,再加上稳定几千克重的瞄准镜远比稳定几吨重的火炮容易(稳像式火控系统瞄准线稳定精度达到0.15密耳,是扰动式火控系统的三到四倍),瞄准精度大大增加,使坦克在运动中攻击目标时完全突破短停射击的限制,实现真正的动对动射击。

  稳像式火控系统按稳像方式分为“下反”和“上反”两种方案。大家都知道,坦克瞄准镜是一个潜望镜式的光学设备,它的基本光路中入射光通过上反射镜和下反射镜两次改变传播方向,只要对两者中的一者进行稳定,使之不随车体颠簸而震动,就能实现观察炮手目标时的稳像。所谓“上反”和“下反”就是指火控系统中被稳定的到底是那块镜子。

  和上反稳像相比,下反稳像只需要一个双自由度陀螺来稳定120º下反射棱镜,因此结构原理较为简单也更容易实现,80年代我国把它作为我国下一代指挥仪式火控系统的基本结构不失为一个明智的抉择。经过十几年的发展,我国的下反稳像式火控系统性能已经达到相当高的水平,瞄准精度与国外上反稳像式火控系统已经不相上下。
  详见:http://www.hsren.com/_junshi/jspl/2006-06-11-161215.shtml

坦克火控系统是指安装在坦克内,能迅速完成观察、瞄准、跟踪、测距、提供弹道修正量、解算射击诸元、自动装定表尺、控制武器指向并完成射击任务的一套装置。

这里所说的坦克武器,主要包括坦克炮和并列机枪,而不包括高射机枪、烟幕弹发射器、榴霰弹发射器等其他辅助武器。如果坦克炮配备了炮射导弹,则火控系统还应负责对导弹进行制导,这就是所谓的瞄导合一火控系统。

2、坦克火控系统的三要素

所有的坦克火控系统,尽管在工作原理和构造上有所不同,但是都包括采集数据、解算诸元、控制武器这三个部分。

采集数据是指采集解算射击诸元所必须的弹道和气象数据,如坦克至目标的距离、目标相对于坦克运动的角速度、火炮耳轴的侧倾角度、弹种、气温、气压、横风速度、发射药温度、炮膛磨损引起的弹丸初速下降值、所用弹种的跳角或综合修正量等数据,为计算机解算射击诸元做好准备。比较完善的火控系统会使用大量的自动传感器来自动测量弹道和气象数据中的大部分数据,这样系统的自动化程度高,但造价高、可靠性有所降低;也有相当数量的火控系统只自动采集少数几个对射击诸元解算精度影响较大的弹道和气象参数,其余部分数据则由人工输入计算机。

解算诸元是指火控计算机根据采集到的弹道和气象数据,单次或连续解算射击诸元,并输入执行机构。射击诸元主要包括瞄准角和方向提前量。

控制武器是指火控系统的执行机构在射手操纵下或在系统自动控制下装定射击诸元,使火炮到达指定的空间位置并发射,完成射击任务。
1、第一代火控系统

第一代坦克火控系统,我们称之为原始火控系统。采用第一代火控系统的坦克,只配备了光学瞄准镜,射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,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%;射手根据目视判定的目标距离,手动装定表尺;射手操作高低机和方向机、火炮和炮塔的电力液压传动装置、火炮稳定器,使瞄准镜中相应弹种和距离的瞄准指标对准瞄准点进行射击;没有配备夜视器材,不具备夜间作战能力。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,基本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。苏联T-34和T-54坦克装备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。

英国逊丘伦和奇伏坦坦克一直采用测距机枪进行目标距离的测定,12.7毫米测距机枪并列安装在火炮上方,最大射程1800m。所谓并列安装,就是机枪与火炮相对位置固定,一同俯仰。射手发现目标后,首先目测判定距离,装定相应的机枪表尺,操纵测距机枪发射1个短点射,一般发射3发曳光弹;如果曳光弹命中目标,就按照此时机枪表尺距离在瞄准镜中装定火炮某弹种的表尺瞄准射击;如果曳光弹没有命中目标,射手就根据观察到的曳光弹偏差情况,进行射击修正,直至曳光弹命中目标,再用火炮射击。这种测距方法有利于修正气象、地形等条件对射击的影响,但是速度较慢,系统反应时间较长。

2、第二代火控系统

20世纪50年代初期,坦克开始装备光学测距仪、机械式弹道计算机、主动红外夜视仪。光学测距仪分为体视测距仪和合像式测距仪,以合像式测距仪居多,乘员可以使用光学测距仪比较准确地测定目标距离;而后,射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;射手通过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。

美国M47、M48坦克采用的是体视测距仪,早期的苏联T-72坦克采用的是合像式光学测距仪。体视测距仪的使用较为复杂,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觉,常用于高炮射击时对空中目标测距。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T-72坦克装备的合像式测距仪为例,炮长操纵火炮带动瞄准镜,使目标位于瞄准镜视场的中心,目标图像分别位于分像线上下,如果测距仪装定的距离与至目标的实际距离不符,目标垂直轮廓线会左右错位,射手转动操纵台使垂直线在分像线上对齐,此时测距仪指示的数字就是至目标的距离。

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,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,射手即可使用瞄准指标对准目标进行射击。早期的T-72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,射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,射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,坦克非常容易把自己暴露给对方,敌方不必打开红外探照灯即可发现目标,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T-54、T-55、T-62、T-64、T-72坦克都装有主动红外夜视仪。

3、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。射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动目标进行跟踪;跟踪结束后,至目标的距离和目标相对坦克运动的角速度以及其他自动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,并以某种方式(如在瞄准镜中注入一个瞄准光点)指示射手进行射击。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。

4、第四代火控系统

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线之间的控制关系,第四代坦克火控系统可以分为扰动式、非扰动式、指挥仪式三类。瞄准线随动于火炮轴线,系统装定表尺时,瞄准线偏离目标,即有明显扰动过程的火控系统,称为扰动式火控系统;瞄准线没有明显扰动过程的火控系统,称为非扰动式火控系统。瞄准线独立稳定、火炮轴线随动于瞄准线的火控系统,称为指挥仪式火控系统;能够自动跟踪目标和测量目标相对运动信息的火控系统,称为目标自动跟踪式火控系统。由于瞄准线独立稳定的精度较高,指挥仪式火控系统具备了行进间对运动和不动目标射击的能力,比扰动式和非扰动式火控系统优越。所以扰动式和非扰动式火控系统又被称为简易火控系统。目标自动跟踪式火控系统,又进一步提高了自动化程度和射击精度,并简化了乘员的操作程序。这种分类方法是当前应用最广泛的分类方法,既反映了火控系统总体结构的不同,也反映了火控系统技术水平的高低。

各国在20世纪70年代之后新研制的坦克,大多采用了指挥仪式火控系统,其余多采用简易火控系统。在采用简易火控系统的坦克中,多数采用的是扰动式火控系统,非扰动式火控系统则较少装备部队。扰动式火控系统还大量用于改装老式坦克,比如针对世界上大量装备的苏式坦克,许多西方国家专门开发了用于改装苏式坦克的火控系统。

英国猎鹰火控系统是典型的扰动式火控系统,瑞典IKV-91轻型坦克火控系统则是非扰动式火控系统的代表,德国豹2坦克最早装备了指挥仪式火控系统,日本90式坦克则最早装备了带目标自动跟踪器的指挥仪式火控系统,法国勒克莱尔坦克火控系统是最早按照车辆电子一体化思想设计的火控系统。我国的69-II式、79式、88式、59D式、63A式坦克采用简易火控系统,88B式、88A式、96式、99式坦克采用指挥仪式火控系统。

有的比较老的是用抛物线原理,新型的是用红外线,现在的有些主战坦克是有一只信号枪,会连着打三枪。它只要有一枪打中了目标,主炮就发射。

应该有4种:激光瞄准;潜望镜;电视摄象机;红外