坦克火控系统基本组成

尽管坦克火控系统的体系结构不尽一样，但它们的基本组成大致相同，其组成的结构框图如图1-1所示。

1.火控计算机及传感器分系统

（1）火控计算机

计算机是火控系统的核心部件。目前，坦克火控系统除个别情况外，均采用数字式计算机，它的中央处理器或者是高速的微处理器芯片或者是超高速的数字信息处理器（DSP）芯片。其主要功能有：

① 根据战场条件和弹种，自动求解弹道方程，确定火炮在高低向的基本瞄准角。这是火控计算机的首要任务，所以在早期，火控计算机又被广泛称为弹道计算机。

图1-1　现代战车火控系统基本组成框图

-------—机械联动或同步联动；A/D—模拟量至数字量变换器；D/A—数字量至模拟量变换器。

② 根据目标的运动状态信息（距离、速度等），按照有关目标运动模型的约定（或假定、或辨识），解算弹丸击中运动目标的命中问题，求出火炮在高低和方向上的射角提前量。

③ 自动采集对射击有影响的各种弹道和环境参数，综合计算出火炮在高低和方向上应有的修正量，并将这些修正量按一定的算法附加到已算出的瞄准角和方向角上，得到火炮最后的高低角和方向角。

④ 控制一定的系统，以某种方式自动地装定高低角和方向角，然后指示炮手进行正确的瞄准、射击。

⑤ 对附属于火控系统的诸多子系统，按照约定的控制规则进行控制与管理。随着火控系统战术技术性能的不断进步，附属的子系统将不断增多，火控计算机的控制功能也将不断加强，这正是由弹道计算机改称火控计算机的原因。

⑥ 不仅对计算机本身，而且对整个火控系统，都具有自检的能力。

随着火控系统战术技术需求的提高和自身的技术进步，上述各项功能也将不断调整和完善。

（2）传感器(www.xing528.com)

现代坦克火控系统中都有多种弹道参数和环境参数修正量传感器，可以实时地为计算机提供上述参数的当前值或与标准状态的偏离值，一旦各参数偏离了建立弹道方程（或射表）的标准值，计算机应实时地计算出相应的修正量予以补偿。特别是当前坦克火控系统多采用射表数据曲线拟合的弹道解算方法，修正量的计算尤为重要。这些传感器通常有气温、气压、横风、药温、炮膛磨损、炮口偏移及火炮耳轴倾斜等。在不少火控系统中，为了简化修正系统的结构，常将其中部分弹道、环境参数，如气温、气压、药温等，改为人工装定，并以数字量的形式直接输入火控计算机。

同样地，随着火控系统战术技术需求的提高和自身的技术进步，传感器的种类和数量也将不断调整和完善。

2.观瞄系统

在坦克火控系统中，目标观瞄系统通常由激光测距仪、瞄准镜和目标运动参数传感器等组成，用于搜索、跟踪和瞄准目标，并可为系统提供目标距离和运动参数等信息。

在目标观瞄系统中，存在一条重要的光学轴线，即瞄准线，它是指瞄准镜物镜节点到分划板（也称表尺）上瞄准标记的光学轴线，以及它在目标方向上的延长线。在搜索和跟踪目标时，瞄准线与火炮轴线处于同轴控制状态，而当系统射击时，两者之间在高低和方向上均有一个按射击诸元装定的角度差。

当前，坦克火控系统的一个重要发展方向是采用目标自动跟踪技术，此时的目标观瞄系统还应包括位于瞄准镜（瞄准线）前端的“目标自动跟踪器”。它通常是利用计算机的数字图像跟踪技术，在跟踪过程中随时探测出目标在空间的位置，并由此控制瞄准线，以实现对目标的自动跟踪。这一跟踪过程的实质是，由目标自动跟踪器实时地实现另一条重要的光学轴线，即跟踪线对目标的自动跟踪，其间可完成目标状态的观测与滤波处理，并依次实现跟踪线对瞄准线的同轴控制。跟踪线的定义是目标自动跟踪器的基准点与目标探测位置的连线。

3.火炮控制系统

火炮控制系统（简称炮控系统）是火控系统的重要组成部分，火控系统的许多战术技术性能均是依靠它来实现的。

根据战车火控系统的工作特点，当前在坦克上都安装了火炮稳定系统，这种炮控系统除了在一定的精度范围内稳定火炮外，还应具有优良的伺服控制性能，以便炮手和火控计算机能对它实施高质量的控制。

就坦克火炮稳定系统的体系结构而论，坦克炮控系统可分为两类：

第一类坦克炮控系统，即常见的双向稳定系统，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。

第二类坦克炮控系统，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。

就坦克炮控系统的发展而言，除炮控的动力系统倾向于由电液系统改造为全电系统外，其控制技术的改进方面，当前采用两种不同的技术途径。其一是采取复合控制技术，即在稳定系统的基础上增加前馈控制陀螺，可有效提高稳定精度；其二是采用计算机控制技术将系统改造成数字式炮控系统，它除了可方便地引入现代多种先进的控制算法以提高稳定精度外，还可以在先进设计理论的指导下，实现炮控系统多种功能的综合而无须增加附加的结构，使“火控”与“炮控”之间的技术性能更加协调统一，这已成为当前各国改造炮控系统的重要课题。

4.操纵控制系统

该系统是乘员对火控系统进行人-机联系的系统。通过它可以对火炮或瞄准线进行操纵控制，还可以由乘员根据具体的使用情况选定不同的工作方式，例如战斗工作方式、自检工作方式、校炮工作方式等。每一种工作方式中，又可根据具体的情况设置不同的初始工作状态。操纵控制系统实际上是人机接口，并不具备相对独立完整的功能。为方便起见，在火控系统原理分析与设计中，通常将其分解到相应的火控计算机及传感器分系统、观瞄分系统、炮控分系统中。