谈谈坦克智能火控系统.docx

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1、谈谈坦克智能火控系统目录导读1前言11 .装甲车辆综合电子技术的发展概况22 . “猎-歼”合一的攻防利器53 . “挑战者”2E勇夺冠64 .目标：更准更快功能更强大65 .装甲车辆综合电子系统的组成 76 .车辆综合电子系统的功能要求97 .多路传输数据总线技术 108 .坦克装甲车辆综合电子子系统及其数字化技术148.1. 指挥控制与显示子系统148.2. 定位导航子系统158. 3.火控子系统168.4. 综合防御子系统178.5. 电源分配和管理子系统188.6. 车辆动力、传动电控子系统188.7. 自动装弹子系统198.8. 通信子系统198.9. 自动诊断子系统19导读20世纪

2、80年代后期，电子信息技术的发展标志着工业时代向信息时代的转变，现代高技术条件下的战场将是信息化、数字化的战场。在信息化的战场上，战争的结果越来越取决于对战场信息地获取、传输、控制和有效利用。军事电子信息系统是一种综合性的人机交互系统刖百20世纪80年代后期，电子信息技术的发展标志着工业时代向信息时代的转变，现代高技术条件下的战场将是信息化、数字化的战场。在信息化的战场上，战争的结果越来越取决于对战场信息地获取、传输、控制和有效利用。军事电子信息系统是一种综合性的人机交互系统，用数字技术来完成信息的收集、传输、控制、处理和利用，以发挥作战部队和武器系统的最大效能。军事电子信息系统的发展经历了三

3、个阶段：20世纪70年代至80年代，军事电子信息系统概念形成阶段。在此阶段为分立的系统，美国称之为C3I（指挥、控制、通信、情报）系统，前苏联称之为指挥自动化系统。海湾战争后到20世纪90年代中期，军事电子信息系统走向综合化。美国称之为C4I（指挥、控制、通信、计算机、情报）系统和IC4I（综合化指挥、控制、通信、计算机、情报）系统。1994年以后，军事电子信息系统走向一体化、信息化和数字化。其代表为美国的C4ISR（指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察）系统和数字化部队信息系统。军事电子信息系统包括战略级军事电子信息系统、战术级军事电子信息系统和武器平台电子信息系统。坦克装甲车辆电子信

4、息系统是军事电子信息系统的重要组成部分，它是以坦克装甲车辆为主要载体和平台的军事电子信息系统。坦克装甲车辆电子信息系统包括装甲战术级电子信息系统和坦克装甲车辆综合电子系统。下面我们主要来聊聊关于坦克装甲车辆综合电子系统五个方面的内容：1 .装甲车辆综合电子技术的发展概况；2 .装甲车辆综合电子系统的组成；3 .车辆综合电子系统的功能要求；4 .多路传输数据总线技术；5 .坦克装甲车辆综合电子子系统及其数字化技术；1 .装甲车辆综合电子技术的发展概况综合电子技术是首先在美国航空界发展起来的一项新技术，相应学科称为航空电子学，以后应用到坦克装甲车辆上，成为车辆综合电子技术，与之相应的学科称为车辆电

5、子学。1976年开始美军按美军标MIL-STD-1553A和MIL-STD-1553B（飞机内部时分制指令/响应式多路传输数据总线军用标准）研制“电源管理与分配系统”，以后装入M1A1坦克。海湾战争中驰骋在伊拉克沙漠的M1A1主战坦克20世纪80年代中期，美国陆军坦克自动车辆司令部制定了标准陆军车辆电子学结构（SAVA）,同时还提出了 “战场管理系统”的构想，这些为车辆综合电子系统的研制提供了基础。首次正式应用车辆综合电子技术的是美国的M1A2坦克，称之为“车际信息系统（IVIS）。该系统用MIL-STD-1553B多路传输数据总线将车辆的主计算机和通信装置与乘员显示控制装置、车长独立热成像瞄

6、准镜、火控系统、发动机数字式电子控制装置、定位/导航等有关电子分系统连成一体。实现了各分系统信息交换及数据共享，并用来控制数据传递顺序，有次序有选择地向乘员提供系统的工作状况和参数。还可通过电台将车辆主要信息传送到上级指挥车辆。第3页共20页高速机动中的M1A2SEP主战坦克在1994年4月美军通过了 M1A2坦克“系统改进计划”，重点是改进计算机的核心部分，以便能采用陆军的指挥控制的软件和操作系统标准。其最主要硬件改进包括：第二代热成像瞄准镜、增强型定位报告电台、全球定位系统、发电/冷却系统、高性能的显示器、战场战斗识别系统及多用途化检测器。M1A2ESP主战坦克内部炮手位的观瞄装置1987

7、年英国皇家武器与发展中心(现在的国防研究局)开始从事“车辆电子学研究防务倡议(VERDI)计划”，在“武士”战车上设计安装一套超级模块化的车辆电子学设备，做成了一台技术表演用的侦察车，该车命名为“跟踪者”(TRACER)侦察车。VERDI结构有四个主要部分：视频总线、指挥控制总线、公用设备总线和通信总线，所有四个部件通过标准总线相连接。总线将传感器平台、武器平台、乘员显示装置及通信设备结合成一体。5名乘员各配有两个多功能显示终端，可由此获得信息并通过终端进行操纵，传感器等信息可通过电台实时地告之后方。后来，英国又将车辆综合电子技术应用到挑战者2主战坦克上。法国勒克莱尔坦克1983年开始进行设计

8、，是从设计阶段就开始采用综合电子技术的第一种主战坦克。勒克莱尔坦克所有电子部件和设备均采用全数字化集成电子元件，并通过GAMT101多路传输数据总线相互连接，系统有两台主计算机，一台用于火控系统，并兼任总线控制器，另一台供伺服装置使用的计算机作为备份的总线控制器。全车共采用了 30个带有8位、16位和32位微处理机的计算机单元。无论车体内还是炮塔内，数据总线都保证传感器、计算机、定位导航、动力传动装置之间的所有信息传递，这些信息不仅可传递给乘员，还可通过电台传递给其他坦克或指挥所。随着美、法、英坦克的数字化发展趋势，以色列坦克采用了一种称为“战斗车辆综合系统”的综合电子系统，该系统的核心部分是

9、双重显示装置，安装于车长位置，一个显示器读取地图、敌/友位置信息及后勤状态信息，另一个显示器上读取静态目标图像，透明图上可显示车载仪器及传感器输入数据，使车长可履行其通常操纵车辆与武器的职能。利用车载电台，车长还可以向下属车辆或上级司令部门传送图像。车长位置与车上其他系统及传感器的联通是通过一套标准化的1553B多路传输数据总线和专用的高速数据总线实现的。2 .“猎-歼”合一的攻防利器国外有关兵器专家研究认为，提高现代主战坦克火炮威力的一个重要举措，是安装“猎-歼”合一的数字化、网络化车载智能火控系统。以坦克车载火控系统及各种传感器与车辆数据总线直接相联，组成一个车辆信息局域网，由多台分布式的

10、数字化计算机控制，这种指挥仪式的火控系统能实现车长独立昼夜搜索目标，炮长可快速完成自动化全天候操炮作战。事态紧急时，车长甚至可以越过炮长，直接操纵大口径坦克炮射击突然出现的威胁目标，这一功能被称为“猎歼”合一火控模式。据称，装备了现代化火控系统的主战坦克越野行进间射击首发命中率高达95%,可识别战场上4500米以内的敌军目标，跟踪与射击2500米以内的运动和静止目标，可以弹无虚发。据悉，目前美军的M1A2“艾布拉姆斯”式主战坦克，法军的“勒克莱尔”式主战坦克，德军的“豹2” A5/A6型主战坦克，以色列的“梅卡瓦” III/IV型主战坦克、日本的90式主战坦克等，均装备了第三代“猎歼”式指挥仪

11、型车载数字化光电计算机合一的火控系统。3 .“挑战者” 2E勇夺冠有关专家认为，现役主战坦克车载火控系统最先进者非英军“挑战者” 2E型主战坦克的KXSAEN-3B型指挥仪式火控装置莫属。其车长周视潜望瞄准镜及炮长瞄准镜均装有独立的热像仪和激光测距机。车载中央数据处理计算机能同时运算车长及炮长标定的两组火控数据，当跟踪瞄准第一个目标时，搜索并锁定第二个目标。在第一个目标被消灭后只需按下按钮，炮口即可自动转向攻击第二个目标，待与火控计算机设定的方位重合时便可自动击发，“无间隙”地操纵火炮。如此“挑战者” 2E型主战坦克可节省炮长两次标定目标所需的时间，几乎可同时对付两个目标，将射击循环时间降至每

12、2发6秒钟左右，从而达到光机电模式火控系统的极限。这对于生死存亡系于千均一发之际的坦克大拼杀来说，是极其难能可贵的。4 .目标：更准更快功能更强大21世纪，信息化战争中数字化主战坦克车载火控系统的性能，将随着坦克电脑系统的升级换代而有显著提高，因此其辅助坦克乘员战斗决策的功能也将异常强大。未来坦克火控系统还有一项前所未有的功能，就是战场指挥管理，该模块可从坦克车辆外部获取全维战场上威胁的变化情况、地形障碍特点、友军位置、后勤补给地域等情报信息；还可为其它坦克、战斗车辆或指挥机构提供本车位置坐标、车辆各系统的运行状态、弹药油料消耗、敌军位置和规模动向等实时战场信息。这种“车际间信息网络”系统具备

13、高水平的C4ISR功能，不仅可与相邻坦克装甲车辆共享战斗信息，还可与旅（团）级作战指挥和控制系统直接链接。由于陆地战场起伏崎岖，主战坦克车载光电设备的探测功能会受到限制，因而将依托战场上空的直升机或无人侦察飞行器，以扩大视野，同时纳入友军其它火力探测/打击系统共同运作。如无强大的陆战场“网络中心战”功能体系，坦克装甲车辆车际间信息共享等数字化作战功能将难以实现。新一代主战坦克战斗舱内布局，也将像战斗机一样实现全新的“玻璃座舱”化人机界面，火控显示器将由液晶或等离子模型取代CRT,语音操纵将极大地提高捕捉目标的战斗效率并降低坦克乘员的体能消耗。车载第三代激光测距仪将具备多层次穿透锁定目标的自动化

14、智能设置功能，而不受敌军烟幕干扰。第四代热像仪解晰度及抗光电干扰的性能将更佳，分辨率将更高，成为名副其实的“火眼金睛”,从而实现百步穿杨、“发现即摧毁”。5 .装甲车辆综合电子系统的组成随着电子技术与车辆技术的发展，在一些国家的第三代和第四代主战坦克，如美国M1A2坦克、法国的勒克莱尔坦克、英国挑战者2坦克中出现了车辆综合电子系统。该系统为开放体系结构，它以数据总线为核心，将车内原有的电子电气系统和新增的指挥、控制、计算机、情报监视、侦察等设备或子系统综合成一个大系统，形成一个分布式计算机网络，以单车为基点实现指挥自动化，并通过车际信息系统与上级电子信息系统相连，实现车内、车际信息共享。通过数

15、字化的显示控制设备实现了良好的人机信息交换。图1为“勒克莱尔”坦克综合电子系统的示意图。第14页共20页INVftTER F2O-7TflfSCO MOUNT MI07图1 “勒克莱尔”坦克综合电子系统示意图在车辆综合电子系统中，计算机、显示系统加上人构成车辆的“大脑”，数据总线构成车辆的“神经”，其他各功能系统构成车辆的“器官”，由此使坦克装甲车辆成为一个功能完备、协调的智能化整体，从而实现坦克装甲车辆的综合化、数字化与智能化。车辆综合电子系统按功能分为四个部分：数据控制和分配分系统。该系统也称数据总线，负责车内信息调度与传输。乘员控制和显示分系统。该系统为系统的人-机接口部分。计算机资源分系统。该分系统为车辆各功能分系统提供了智能资源、数据和信号处理及控制功能。电源管理和分配分系统。该分系统负责将电能分配给车辆上所有分系统，并对其进行开关控制。6 .车辆综合电子系统的功能要求