乘员显控技术的发展历程

1.坦克诞生之初及第一次世界大战时的人机交互

坦克诞生于20世纪初的1916年，最早由英国人研制和生产的坦克是“马克”Ⅰ型坦克，乘员为8名。法国、德国等也相继研制坦克这种被称为“机枪、堑壕突破者”的新式武器，坦克的乘员有多有少，各不相同，据称有的坦克乘员多达十几名甚至二十余名。坦克诞生之初的操控是纯机械操作，如早期英国研制的“马克”Ⅰ型坦克，左右履带需要分别由左右两个驾驶员操作，协同完成坦克的机动（包括直线行驶和转向）。枪炮手也是人数众多，炮手是炮手，机枪手是机枪手，各干各的。由于当时坦克内无车内通话器，而且车内噪声极大，车内乘员间的协同完全要靠喊、拍、拉等动作，车外协同只能靠目视信号（有的甚至放信鸽）。就人机交互技术水平而言，那时的坦克与现代坦克装甲车辆相比简直是天壤之别，其操控技术属于初级、简单和原始的水平。

2.第二次世界大战中坦克装甲车辆的人机交互

第一次世界大战后，各国纷纷发展坦克这种装甲战斗装备，技术水平有了极大的提升，驾驶可由1人完成，副驾驶员（如T-34坦克）只起观察道路和仪表、使用航向机枪打击前方目标等辅助作用。坦克乘员的数量也由早期坦克的十几名甚至二十余名，减至4～5名。坦克装甲车辆的武器系统（包括火炮和并列机枪），也演变成放置在可旋转炮塔上的武器站性质的武器系统了，火炮、机枪的瞄准、击发都由一名乘员即炮长来完成。

第二次世界大战中坦克装甲车辆的人机交互技术水平基本上还是机械式操控。第一次世界大战时，曾出现机电传动的坦克（如“圣蒙沙”），其驾驶操纵就相当省力。第二次世界大战中，德国也研制和生产了一些机电传动坦克，但数量有限。第二次世界大战中坦克的武器站（炮塔）也基本上是机械式的，苏联T-34坦克，美、英、法的一些坦克，均开始采用炮塔方向电传动技术，大大提高了坦克的火力反应速度，同时也大大节省了炮长的体力。火炮射击诸元的计算、装定，也基本上是人工完成的，即目视（分划）测距、手动装定表尺、手动（方向电动）瞄准、人工装填炮弹、炮手控制发射。总的来看，第二次世界大战中的坦克操控基本上是人工和机械式的。有的专家和学者说，欧美系坦克操控性要比苏系坦克好，开起来轻巧得多，这与欧美的工业特别是汽车工业发达有很大的关系。

另外，第一次世界大战到第二次世界大战时期的坦克装甲车辆人机交互的操控装置与界面基本上也是纯机械式的操控装置。例如，转向用的操纵杆、油门踏板、离合器踏板、脚制动器等，火炮的高低机、方向机等，都是机械式、手动操作；车辆电气系统的操控也是通过机械式开关和按钮来实现，如车内照明灯、车灯等；坦克的各种工况显示装置也是各式各样的模拟式仪表，如转速表、车速表、水温油温表等。(www.xing528.com)

3.第二次世界大战后坦克装甲车辆的人机交互

具有代表性的战后二代坦克，包括T-62（苏）、M60（美）、“豹”Ⅰ（德）、“酋长”（英）、“梅卡瓦”1/2（以）、74（日）等（时间跨度为1960—1980年）。二代坦克与一代坦克相比，利用计算机技术和自动化控制技术，使坦克乘员的自动化操控水平有了大幅度提高。装填手和驾驶员的操控没有太大的变化，基本上还是机械式的。有的坦克增加了驾驶员液压助力装置，转向和换挡轻松了不少。二代坦克在操控装备和人机界面方面，大部分采用与一代坦克相同的纯机械式操控装置和界面，并运用了数字式显示终端、数字式仪表（如激光测距仪的数显器等）和少量的虚拟式数字开关。

战后三代主战坦克，以苏联/俄罗斯T-64/T-80、T-72/T-90，德国“豹”Ⅱ，美国M1A1/A2，英国“挑战者”，法国“勒克莱尔”和日本90式等为典型（时间跨度为1980—2010年）。三代坦克不仅火力、机动、防护、信息力迈上一个新的台阶，而且也真正使主战坦克迈入数字化机电（液）操控时代。其主要特点：①普遍采用自动装弹技术，减少了一名乘员（M1A1/A2除外）。②全部采用了指挥仪（稳像式）火控系统技术，火炮真正具备了行进间动对动的精确打击能力，火炮射击的自动化水平达到了一个全新的高度——炮长发现和锁定目标、激光测距、选择弹种后，火控系统自动完成诸元解算装定、环境感知等一系列复杂的计算，并自动跟踪目标、自动调炮、精准射击，炮手的战术动作简化为观察战场、判断威胁、锁定目标、测距、选弹、按压发射按钮。后期的三代坦克又采用了“猎-歼”式火控技术，即车长猎取目标（包括锁定、测距、诸元计算等，而后将射击诸元直接传给炮长），炮长负责敌我识别、精确瞄准和射击。③普遍采用了液力机械综合传动技术，坦克驾驶实现了电液操控，驾驶的精准性、便捷性明显提升，驾驶坦克轻松省力。④普遍采用了C4I技术，即数字化指控技术，使乘员特别是车长从繁重的人工操控（电台人工收/发信、人工查阅地图、人工判断方位、人工查询车辆工况、弹药油耗等）以及主要凭经验指挥本车和分队作战的传统指控模式中解脱出来，实现了信息自动化采集、自动化操控，依托高度共享的战场态势、车内外数字通信系统，在计算机技术的支持下，实现指挥控制的数字化，使战斗方式由过去的粗放式、经验型，向精准式、初级智能化的方向转变。到目前为止，仅就操控水平和性质而言，三代坦克与早期坦克相比，是真正意义上质的飞跃。

三代主战坦克的操控装置和人机界面，使用数字式操控装置和显示终端已经相当普遍，技术也相当成熟，微电子开关、虚拟开关等操控装置已被广泛运用。