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基本概念:火控系统

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:火力控制系统,简称“火控系统”,是为实现控制武器瞄准和发射等全过程所需的各种相互作用、相互依赖的设备的总称。实际火控系统的功能,依据作战要求可多可少,但最基本的跟踪及测定目标信息、求取射击诸元、驱动武器线任务是必不可少的。图10.1火控系统信息传递关系1)目标搜索分系统目标搜索分系统的功能:独立实施防区内的目标搜索或依据上级给出的目标指示,估计目标威胁度,测量目标粗略方位,引导目标跟踪分系统截获目标。

基本概念:火控系统

1.火力控制与火力控制系统

在未来战争中,各种复杂气象、地形、敌方实施干扰的条件下,若要充分发挥武器系统的威力,就必须对敌方目标发现早、测距快、瞄得精、打得准,即对武器系统实现控制,使之具有“先敌开火,首发命中”的能力。

火力控制,简称“火控”,是指控制武器自动或半自动地实施瞄准与发射的全过程,包括:

(1)为瞄准目标而实施的搜索、识别、跟踪。

(2)为命中目标而进行的依据目标状态测量值、弹道方程(或射表)、目标运动假定、实际弹道条件、武器运载体运动方程等条件或参数计算射击诸元。

(3)以射击诸元控制武器随动系统驱动武器线趋近射击线。

(4)依据射击决策自动或半自动地执行射击程序。

(5)射击后目标被击毁情况的反馈与评估、目标更新等。

火力控制的目的是控制武器发射射弹,有效毁伤所选择的目标。

火力控制系统,简称“火控系统”,是为实现控制武器瞄准和发射等全过程所需的各种相互作用、相互依赖的设备的总称。具体来讲,火控系统是指为了充分发挥武器在各种复杂的战场条件下,能够迅速完成观察、跟踪、测距、瞄准,提供各种弹道修正量、解算射击诸元、自动装定表尺、控制武器击发,射后目标被击毁情况的反馈与评估、目标更新等多项功能的一套装置。火力控制系统是现代武器系统必不可少的重要组成部分,是武器系统先进性的重要标志。

2.火控系统的功能

在不同的武器系统中,火控系统的功能不尽相同。一般而言,火控系统有以下功能:

(1)利用各种探测、跟踪器材,搜索、发现、识别、跟踪目标,并测定目标坐标。

(2)依据目标运动模型、目标坐标的测量值,估计目标的运动状态参数(位置、速度、加速度)。

(3)依据弹丸的外弹道特性、实际气象条件、地理特征、武器载体及目标运动状态,预测命中点,求取射击诸元。

(4)依据射击诸元,利用半自动或全自动武器随动系统来驱动武器线趋近于射击线,并根据指挥员的射击命令控制射击程序实施。

(5)实测脱靶量,修正射击诸元,实现校射或大闭环控制

(6)实时测量武器载体的运动姿态及其变化率,用于火控计算,以及使跟踪线、武器线稳定。

(7)实施系统内部及外部的信息交换,使武器系统内部协调一致地工作,并使火控系统成为指挥控制系统的终端。

(8)实施火控系统的一系列操作控制,使火控系统按战术要求及作战环境要求工作。

(9)实施火控系统的故障自动检测和性能自动检测。

(10)实施操作人员的模拟训练。

实际火控系统的功能,依据作战要求可多可少,但最基本的跟踪及测定目标信息、求取射击诸元、驱动武器线任务是必不可少的。

3.火控系统的组成

不同武器的火控系统虽然作战使命与控制任务不同,但其功能和实现这些功能的分系统大体相同。从火控系统应完成的功能出发,组成火控系统的各分系统及其信息传递关系如图10.1所示。

图10.1 火控系统信息传递关系(www.xing528.com)

1)目标搜索分系统

目标搜索分系统的功能:独立实施防区内的目标搜索或依据上级给出的目标指示,估计目标威胁度,测量目标粗略方位,引导目标跟踪分系统截获目标。完成目标搜索任务的装置种类繁多,主要有警戒与搜索雷达、无人侦察飞机、红外预警系统、声测系统、变倍大视场光学观测器材等。

2)目标跟踪分系统

目标跟踪分系统的功能:在目标搜索分系统的导引下截获目标,从背景中识别目标,精确地跟踪目标,测量并输出目标现在点坐标(距离、方位角、高低角),显示目标与目标航迹,实现自行武器跟踪线的独立与稳定。完成目标跟踪的主要装置有各种跟踪雷达,白光、微光、电视、远红外(热成像)跟踪仪及激光跟踪仪或激光测距仪等。

3)火控计算分系统

火控计算分系统的主要功能:接收目标指示数据、敌我识别标志、目标现在点坐标值、载体位置和姿态、弹道及气象修正和射击校正量等信息,求取目标运动参数、射击诸元、跟踪线和瞄准线稳定控制策略、武器随动系统控制策略、火控系统管理控制策略、最佳射击时机及射击时间,输出射击诸元、各种控制信号及系统控制面板的显示信息,检测火控系统功能,诊断其故障。

4)武器随动分系统

武器随动分系统的功能:接收火控计算分系统给出的射击诸元,驱动武器身管或发射架进行瞄准,按射击控制程序进行射击等。射击诸元主要是高低角(射角)与方位角、时间引信分划(弹头飞行时间)、水面或水中武器的转向角、爆炸深等则在发射前需要相应控制机构完成。武器随动分系统通常采用直流或交流机电伺服系统,功率较大时则采用液压式随动系统。对自行武器还应具备武器线稳定功能。

5)定位定向分系统

定位定向分系统的功能:测量武器载体纵轴相对正北方向的偏航角、地理经纬坐标,并对武器载体进行驾驶导航与协同作战。自动寻北的主要设备有陀螺寻北仪、磁或电磁寻北仪。再配以计程仪,即可完成武器定位任务。卫星定位系统的地面接收器可给出武器的地理经纬坐标,如使用其差分工作方式,还可完成自动寻北任务。

6)载体姿态测量分系统

载体姿态测量分系统的功能:在武器载体运动中测量载体姿态参量——偏航角、纵倾角、横滚角、角速度。载体姿态测量的主要设备有倾斜传感器、惯性陀螺仪等。

7)弹道与气象条件测量分系统

弹道与气象测量分系统的功能:测量并输出为修正射击诸元所必需的全部弹道与气象条件,包括弹丸初速、药温等弹道条件,以及气温、空气密度、湿度、风速、风向等气象条件。各种气象传感器既可分散单独使用,也可组成气象站。测速雷达与气象测量雷达是常用的先进弹道与气象条件检测设备。

8)射击效果评估分系统

射击效果评估分系统的功能:观测和评估射击效果,以便实施校射、补射等。地炮校射雷达用跟踪弹道末端的弹头轨迹来推算落点。对空中活动目标,则需要用能同时跟踪目标与弹头的观测器材,如相控阵雷达、大视场光电实时成像系统等。有些武器采用射击效果评估弹。

9)通信分系统

通信分系统的功能:实施火控系统内部各个分系统间的信息传递及其与外部的信息交换。各种有线与无线、模拟与数字式通信装置和局域网都能承担这一任务,如CAN总线、双CAN总线。但是,自行武器与外部交换信息只能采用无线通信方式。该系统是指各组成部分之间的连接,在图10.1中未标出。

10)系统操作控制台

系统操作控制台的功能:显示系统重要信息,实施操作控制。通过数码管、指示灯、显示器等把文字、图像、声音等系统重要信息以多媒体方式直观、形象地提供给操作员,操作员可通过控制台的按钮、开关、键盘使火控计算机完成相应的计算和控制动作。操作控制台还可以显示设备自控状态、指示故障部位、指导模拟训练等功能。

11)初级供电分系统

初级供电分系统的功能:向各个分系统初级供电,并显示、检测初级供电的品质。一般由发电机组供电。对耗电较少的火控系统也可使用蓄电池供电。

实际上,可以根据战术技术要求,选择相关技术设备,构成不同档次的火力控制系统,以满足不同使用环境下的需求,但目标跟踪分系统、火控计算分系统、随动分系统、系统操作控制台和初级供电分系统是必不可少的。习惯上,人们将火控系统划分为三个主要分系统:

(1)观测瞄准分系统,可以使武器在全天候的条件下,具有迅速捕捉目标、准确测定其距离并进行精确瞄准的能力。该系统主要由光学瞄准镜、夜视和夜瞄装置、激光测距仪、光学观察潜望镜及其他各种组合形式的光学仪器构成。

(2)武器控制分系统,用于保证武器在各种地形条件下都能很容易地操纵武器,使瞄准角不受载体振动等因素的影响。该系统主要由稳定及控制装置、随动系统等组成。

(3)计算机及传感器分系统,对影响武器射击精度的多种因素进行测定、计算和修正,最大限度地发挥武器的威力。该系统主要由火控计算机及目标角速度、耳轴倾斜、膛口偏移等传感器组成。

这三个相互联系的分系统组成了以火控计算机为中心的武器基本火控系统。

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