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火炮狀態診斷與應急處理方法研究

發布時間:2022-05-02 15:52:00

㈠ 155K-98榴彈炮安裝了什麼使作戰機動性能提高

冷戰時期的芬蘭夾在北約和華約兩大軍事集團中間,地位尷尬,國情特殊。這種狀況反映在炮兵部隊裝備建設上就是同時擁有華約、北約兩大集團的標准口徑。

芬蘭規模不大的炮兵部隊既裝備有155毫米榴彈炮(這是典型的北約標准壓制火炮口徑);同時又裝備有152毫米榴彈炮和122毫米多管火箭炮(這顯然具有明顯的蘇聯血統)。

芬蘭155K-98牽引榴彈炮進入20世紀80年代後,芬蘭炮兵的裝備逐步向北約靠攏,他們首先研製裝備了155K-83型牽引式榴彈炮。該型火炮由於研製時間早在「45倍身管革命」之前,因此採用的是39倍口徑身管,火炮身管長6米,最大射程大約30公里。

該型榴彈炮發射重43-46公斤的分裝式彈葯,最大裝葯量炮口初速800米/秒,最大射速8發/分,爆發射速3發/15秒,火炮最大仰角70°。155K-83牽引榴彈炮全系統重約10噸,由重型全地形車牽引,牽引最大公路速度80公里/小時,炮班人數8人。

進入20世紀90年代,芬蘭炮兵不滿足於155K83的性能,希望能獲得射程更遠的新型榴彈炮。考慮到芬蘭空軍實力並不出眾,其陸軍直接火力支援任務都壓在了大口徑火炮身上,遠射程榴彈炮在其整個陸軍戰術體系中的重要性也更加凸顯。

帕提亞·萬馬斯公司根據芬蘭陸軍的要求遂在20世紀90年代初開始研製更新型的遠程榴彈炮。項目最初定名為155GH52APU,52代表身管長為52倍口徑,APU則是輔助動力系統的英文縮寫。這個名稱基本概括了新型榴彈炮的兩大特徵——長身管、半自行。

芬蘭155K-98牽引榴彈炮帕提亞·萬馬斯公司根據自身在火炮研製領域的經驗和世界各國大口徑壓制火炮發展趨勢,決定跳過45倍口徑,直接採用52倍口徑長身管。

這一決策為155K-98牽引榴彈炮帶來了42公里的最大射程,相比老式的155K-83榴彈炮有質的提高。而8米多長,前端帶有一個磨菇狀單室炮口制退器的身管也成為155K-98榴彈炮最醒目的外部識別特徵。

但是火炮身管的加長也給帕提亞·萬馬斯公司出了一個難題,因為在確定項目之初,為了降低成本,新火炮將最大限度的利用155K-83榴彈炮的炮架。而從39倍口徑跳到52倍口徑不僅使得身管長度增加了2米多,還使得火炮的後坐力、後坐行程等許多參數都發生了巨大變化。

為了安裝新型52倍口徑的身管,帕提亞·萬馬斯公司對155K-83榴彈炮的基本結構進行了較大幅度的改動。從外觀上看,155K-98的塊頭尺寸都更大,它的車架長10米,車架寬2.8米,輪距為2.4米。這樣的尺寸下火炮最大重量也達到14噸。炮尾裝有半自動橫楔式炮閂和氣壓式快速輸彈機。

炮身左側有火炮的高低機和方向機,此外還有火控系統的彈道諸元顯示器。火炮的行動部分為4輪車架,在大架的尾部還各有一個架尾輪。大架在射擊狀態時可以打開很大的角度,架腿之間有很寬敞的空間,這為炮手操炮提供了方便。在炮架下方有一個在射擊時可落至地面的支撐座盤,可配合駐鋤提高火炮射擊時的穩定性。

155K-98榴彈炮採用了APU輔助動力裝置,這是基於帕提亞公司對現代炮兵在作戰運用上的認識,充分體現打了就跑的基本作戰原則。

實際上為牽引火炮安裝APU輔助動力裝置是在成本與機動性之間妥協的產物,要論機動性,

芬蘭155K-98牽引榴彈炮牽引式火炮無論如何都無法與自行火炮相比,但後者的高昂成本即使連富裕的美國也難以承受(美國陸軍和海軍陸戰隊都裝備有相當數量的牽引榴彈炮)。

當然,美軍保持牽引榴彈炮的存在也是基於其全球作戰需要對其炮兵裝備戰略機動性提出的要求。芬蘭陸軍顯然不存在這方面的問題,軍費的有限是迫使芬蘭陸軍大量裝備牽引火炮的主要動因。而安裝了APU的牽引榴彈炮顯然在機動性上要強於老式牽引火炮。

APU的作用主要體現在自主進出陣地、惡劣地形的通過和應急情況下。安裝了APU輔助動力裝置的155K-98牽引式榴彈炮可以依靠APU進行短矩離機動,佔領和撤出開火陣地,以縮短行軍與戰斗轉換的時間(如果沒有APU就只能通過炮手的體力來完成這項作業)。

此外,在行軍通過難行地段時,也可起動APU以彌補火炮牽引車牽引力的不足。155K-98使用APU進行機動時的最大行駛速度為15公里/小時(4輪驅動)和7.5公里/小時(2輪驅動)。APU輔助動力裝置還能為放落發射支座、打開大架等動作提供動力。

APU駕駛員的座位在炮架的左前方,採用單桿駕駛裝置,操縱簡單方便。155K-98的APU輔助動力系統安裝在炮架前方,它也是造成該型火炮體積龐大的一個重要原因。

考慮到155K-98榴彈炮10-14噸的全重(根據系統配置情況不同而重量略有差異),最適合採用6輪全地形卡車進行牽引,最大牽引行駛速度為100公里/小時。火炮機動性的好壞在現代炮兵作戰中是至關重要的。

安裝有APU的155K-98的機動性大大提高。它的制動器為氣動式,可以有效制動。由於每一個車輪都有獨立的液壓驅動機構,因此155K-98可以輕鬆通過雪地、沙地和崎嶇的道路,可以很方便的出入陣地。火炮的離地間隙為0.4米,最大爬坡度大於30%,最大側傾度為40%,涉水深0.7米。

㈡ 大口徑火炮的介紹

最早的大口徑火炮是臼炮。口徑大身管短的一種火炮。臼炮是較為古老的曲射火炮,因外形像石臼而得名。中國1377年製造的一種臼炮,口徑達210毫米,全長僅為100厘米,15世紀,歐洲出現了一種身管短粗的火炮,炮膛為滑膛,無膛線,採用前裝彈,發射一種球形實心石彈。17世紀的臼炮開始發射爆炸彈。線膛炮出現後,臼炮採用線膛身管,改為後膛裝填炮彈。第一次世界大戰中,德國曾經使用口徑為420毫米的臼炮。第二次世界大戰時,臼炮已很少使用,此後逐漸被其他較先進的火炮取代。
列車炮在大口徑火炮中的地位舉足輕重。
列車炮為一種架設在鐵軌上的大型炮種。通過在火車上安裝火炮,使得這些機動性差的大口徑火炮可以在鐵軌上快速移動。很多國家也曾經建造過這類列車炮,當中較著名的有德國在1930年代建造的多拉大炮,由生產商克虜伯公司承建。
列車炮的概念最早源於1850年代,在英國人安德森(Anderson)的作品《國防》(National Defense)中提出。1860年代以後,俄羅斯亦有著相同的概念。而最早使用列車炮的國家則是美國。在南北戰爭期間,聯邦軍(北軍)為了圍攻邦聯軍(南軍)據地彼得斯堡(Petersburg),首次採用搭載了無蓋列車的十三英寸臼炮進行轟擊,這是世上第一款的列車炮。
第一次世界大戰及第二次世界大戰期間,德國亦開始以列車炮作為轟擊要塞及塹壕的武器,把列車炮的使用推向一個新的高峰。在第一次世界大戰間,德國使用了射程一百三十公里的「巴黎大炮」(Paris-Geschütz)轟擊法國巴黎。因此,協約國在戰後擬定的凡爾賽條約中列明德國禁止使用列車炮等重型武器。雖然如此,但1935年希特勒重整德國軍備後,列車炮再次面世。
史上最大口徑的火炮:利托爾.戈維特迫擊炮 又稱「小戴維」是二戰時期製造的最大口徑火炮
它是第二次世界大戰期間,為盟軍正面攻破德軍齊格非防線而秘密設計和製造的。該迫擊炮的炮筒重65304公斤,口徑為914毫米,炮座重72560公斤,發射的彈頭重約1700公斤。有一個長4.8m 寬2.7m 高3.0m的底盤,以及高低,方向瞄準器構成。這個箱型底盤首先通過斜面,從車上卸下安放在事先掘好的土坑內,再進行加固。爾後在由M26改裝的特製牽引車拖曳來的炮身沿著基礎部的滑軌固定於基礎部,便完成了安裝。炮彈的重量達1640kg,其中包括700kg的炸葯以及970kg的拋射葯。由炮口裝填。炮重60噸,射程達10,000米,戰時僅建成1門,沒有來得及投入實戰。
美國工業建造出世界最大的迫擊炮 為了創造小戴維這個紀錄,槍炮與軍火,下一期我們將發表軍火的故事,就像Iversen先生和他的夥伴建造迫擊炮那樣,俄亥俄州阿肯城Babcock and Wilcox公司的A.R.McAllister先生帥領著忠實的團隊贏得了在《工業與軍火》關於軍火設計建造的戰斗。McAllister先生正在纂寫他的傳奇故事,現在不置一言 。Iversen先生和McAllister先生代表了哪些為了建造美國最大火炮而艱辛工作的人。
1944年初,冬去春來,針對納粹在歐洲的侵略,計劃已經很快的就要制定好了,所有的應急行動都已准備好,所有的關鍵物資的供應都已經開始,從那個被戰爭折磨的大陸上傳來的情報顯示,德國最高司令部正在緊鑼密鼓的准備好幾條強大的防線。基於Siegfried防線建造經驗的防禦工作被用在Loire,Seine,Marne等大河路障,還有分支防線去封死深入大西洋的大半島上的基地。這些工作由部分的被掩埋的增強混凝土碉堡構成,這些碉堡每英里25個位於重要地區的防線上。防線上 每個碉堡50英尺長,30英尺寬,17英尺高,有房頂和厚達7英尺的增強鋼筋牆。 軍事生產需要足夠的計劃應付任何偶發事件。一旦我們的進攻部隊越過灘頭被阻止住,就意味著必須提供物資去擊退敵人的防禦同時保持住進攻的節奏。經 驗告訴我們,現存的戰地炮兵武器如果不付出大的損失或者不在其擅長的直射 范圍里,任務就不能完成。因此,一個新的方案亟待出籠。
三月初,盟軍地面部隊表達了他們對此的嚴重關注並把問題提交到了軍械部的 研究和發展部門。三月十一日,在G.M.Barne少將的辦公室里召開會議,「小戴維」工程被提出,對此問題的解釋從目標的屬性到所需的拋射彈再到破壞力直至武器本身,Barne少將很有邏輯性的總結規劃了工程上的問題。 經過計算,對德國工事的摧毀需要一種重量超過3200磅射擊距離至少7500碼的 武器,在受到遮蔽保護的地方開火,這需要極高的精準度,一到兩發就要將碉堡摧毀。
這種武器必須能在現存的公路和高流動性獨立的鐵路上運輸,它能夠天黑後被 安放好,午夜開火,當其至關重要的任務完成後,要趕在天亮前撤走。首批交貨被指定在工程提交6個月後。 為了達到這些要求,決定製造一種36英寸的巨大迫擊炮。這種武器極像兩個澡 盆從一邊焊接到另一邊,為了保證它的公路的流動性,需要兩個巨大的坦克運輸車,一個用來運送它的38英寸炮管,另一個運送其基座和冷卻系統。 很明顯,要滿足交貨的時間要求,必須最大限度的使用標准部件,但是現在沒 有現存的標准部件,除了商用發動機,泵,閥門,電子控制裝置和水平射角視 鏡。其他操縱該設備的部件,比如液壓起重器,支撐設備,平台拖車都必須生 產。 作為一個經驗背景,軍械部過去發展過6到10英寸的迫擊炮,沒有遇到過相似 的問題,粗略的信息能從德國巨型超級加農炮那裡得到。 這個期限似乎沒有價值,因為德國比它口徑小5英寸的同樣武器都需要一個25節車廂的火車來移動它,安放在平行的鐵軌上,完全安裝好要三個星期。參考以上的經驗和軍械部的精通此方面朋友Frank.B.Bell的建議,重力和問題的難點都交給了Mesta 機器公司的總裁Lorenz Iversen先生,沒有更聰明的選擇了 。在完全不在乎個人的壓力,每天工作16到18個小時的狀態下,設計出了世界最大的火炮,1944年5月9日,他受到了合同書。
接下來,一連數月令人煩惱的日子開始了,基本設計被細化,被精確直到適合實際的生產,每天都有超過昨天的新的悲傷,越來越多的人放棄,任務似乎不可能完成,但是每個困難都帶來了激勵,最終的結果就要出來了,穩定的,堅持著,不斷的獲得進展。數不清遇到多少困難,但一個簡單的判斷都要取得成果的紀錄。額外的安全保障在小戴維的設計製造和試驗期間就開始了,Lorenz Iversen先生拿出了所有最初級的設計方案,在一個技工的協助下,在一件上了鎖的屋子裡> 著手工作。整個工程被指定叫做「炸彈測試設備鈦」,用來掩蓋武器的實際性隨著發展,36英寸迫擊炮的基座被放在一個大約18英尺長,11英尺寬,10英尺高的鋼盒子上,它被設計放到一個坑裡,方便的用作外殼或炮彈發射口。這個基座設計包括升降機,水平移動器還有其他所有控制設備,包括一個液壓泵,數台起重器用來安放移動基座和拼合炮管。炮管部分是由炮口裝填的順時針旋轉膛線(一圈合60倍口徑)的炮管、升降段、冷卻系統組成。各種各樣的彈葯,重量從3200磅到3650磅不等,以配合預定的旋轉帶。推進裝彈部分由136磅重的基座部分和2個增重部分各重41磅。迫擊炮炮管原來規定每平方英寸要有65000磅的強度,通過應用一個新穎的三段熄滅方法,Mesta公司能夠將其提高到每平方英寸95000磅,可使射擊距離從原來的7500碼增加到9500碼。 1944年10月9日,也就是收到合同後的5個月,試驗型已經組裝完畢,接下來是實驗,裝置通過公路運到阿伯丁試驗場,經過公路的多條路線,材料的道路適用性得到很好的展示。10月28日,試驗型迫擊炮的基座被裝船,第二天到達阿伯丁試驗場,30分鍾里,基座被安放到一個坑裡。炮管兩天後被船運到,也是半個小時里被裝好。小戴維的第一次試射是10月31日,原始的拋射彈道和設計數據來自於發射外形和重量比例類似迫擊炮彈葯的155-mm炮彈,為了發射平台收集射程數據,需要進行范圍更大也更昂貴的試驗,因此,75-mm,M8榴彈,這些有著相同外部彈道和一個高的發射率的炮彈被用來確定初始數據和讓迫擊炮准確地打中目標。
小戴維的破壞力沒有讓設計者失望,深深的彈坑有一個單元樓那麼大。靜態引爆下它對德國碉堡的破壞力被評估出來,可以夷平一百平方英尺范圍內混凝土厚板。與此同時,歐洲的戰斗已經白熱化,巴頓將軍坐著裝甲車穿過法國,摧毀了德 國防線的最後希望,在Aachen ,Siegfried防線被撕開,歐陸大戰終止了,等 待需要的物資運往前線和好的天氣的到來,12月份,混亂的德軍進攻僅僅只需耗盡敵人的儲備就可至其死地。所以,歐洲戰區不再需要小戴維的幫助了,它被轉向了日本。 在沖繩,進展緩慢而代價高昂,日本人都躲在挖好的工事里,當對日本本土進攻開始時似乎有不好的預兆,這時需要一種武器把敵人從深深的戰壕里炸出來,一份運送威力強大的迫擊炮和受過訓練的操作人員的計劃制定出來,用以增 援即將開始的攻擊。然而,天空里一聲巨大的爆炸,原子彈結束了一切。和平勝利了!盡管未發過一枚炮彈,小戴維仍然是美國工業力量的象徵----世界最大 的大炮!

㈢ 中國的自行火炮發展趨勢

中國北方(兵器)工業總公司(NORINCO)成功的研製了155mm/52口徑的輪式自行火炮。這種被稱作SH1型輪式自行火炮,是該集團公司自2002年開始開發製造的,至今為止,他們已經製造了2種規格不同的火炮,其中一種已經開始試生產。 根據該公司在國際武器交流博覽會(阿布扎比)上的資料介紹與講解,SH1型輪式自行火炮,主要可以搭乘5名成員,以北方集團重型車輛製造公司的重型載重汽車為底盤,研製而成。車輛尾部安裝有1門155mm身管52倍口徑的火炮。該火炮戰斗全重約22噸。一次可以配置20發X155mm的彈葯作為該火炮的基礎彈葯基數。採用 火箭助推增程彈,最大射程可以達到52公里。較之該公司早期PZL04履帶式155mm自行火炮,增加了2公里。北方公司在此次改進了其自動裝填系統,首先是減少了它的2次射擊補充時間。其次減少了搭載人員的工作強度,延續了作戰狀態。可以達到10發/分鍾的極高發射效率。 中國北方(兵器)工業總公司對SH1型輪式自行火炮,實施了大規模的觀測與控制發射系統的改良工作。以光纖尋北儀附加GPS衛星導航系統,取代了早期該公司產品的簡易型無線電前線/後方指令接收傳到系統。而這些手段全部組合在該公司最新研製的解算彈道計算機系統中。形成了一套更加完善的,火炮火力發射控制系統。因此SH1的射擊精度准確率大為提高。在該公司早期產品中,PLZ04自行火炮在科威特進行的裝備試驗發射中,射擊解算諸源能力不足,導致火炮射擊精度不足的缺陷,目前來看得到了改善。 車體安置了全新設計的可以升降的大型液壓助鋤鏟,可以最大限度減少由於高速後坐力,而產生的車體擾動震盪,影響火炮的准確精度。該火炮系統是中國北方公司,研製的具有一種較為善的綜合發射/控制信息火炮平台。 車體採用6X6輪式重型軍用越野車底盤。這是中國北方工業集團自行研製的軍用重型越野車輛。它具有很高的越野機動性能。它的最大公路時速90/小時。為了減少意外以及戰損緊急處理。採用了中央輪胎壓力控制系統。駕駛人員可以根據不同變化,使用車內輪胎氣壓調整機制,來有效的控制。該車為火炮系統配置了雙排電池系統。已提供給車載火炮發射/控制,信息傳輸系統等使用。 北方工業公司雖然是並不完全隸屬於解放軍原有的軍事工業體系,他是一家「民營」企業機構。但是,該公司近年來很多的產品,特別是陸軍裝甲車輛系統。引起了解放軍很大的興趣。SH1目前已經被解放軍陸軍部隊採用。並且可能在今後1-2年開始小批量生產獵裝。 PZL05自行火炮系統,也是中國北方工業集團,最新的中國陸軍產品。在中國北京的「我們的部隊向太陽」的軍事展覽會上,中國展出了這種火炮。他的外觀與德國2000系列自行火炮有很大的相似之處。裝備有GPS定位系統,彈道解算計算機。周視觀測系統。很明顯他在原有的04基礎上改進的,但是,它的武器系統控制化程度更加精確與緊湊。較之早期產品,完全形成了火力控制與打擊系統。他也可以使用火箭增程彈葯,最大射程可以達到50公里。在其炮塔後部安裝有後部自動彈葯滾動輸送系統。這是中國吸取了德國設計演化而來的。 解放軍原有裝備的數量眾多的152mm裝甲履帶式自行火炮,152mm牽引式/自行機動式火炮。目前還是解放軍陸軍炮兵系統的主要裝備。但是,最新的解放軍軍事序列中,將取消所謂「炮兵軍」即第一炮兵這個序列系統。他們將被全部規劃到其現有的集團軍/軍/旅/團等戰斗部隊中。 雖然解放軍擁有完善的152mm炮彈製造體系系統。但是,目前世界武器市場中,這種前蘇聯自行獨特標準的口徑,雖然前蘇聯火炮系統在海外不斷減少,很難在得到青睞。而中國國防工業體系也正在逐步走向國際化武器市場。因此,中國未來必須根據這個市場的最新需求,來調整自身內部軍隊裝備結構。這樣中國自行製造的155mm自行火炮,牽引/機動火炮,才能夠更好的依託他們本國軍方巨大的市場,作為爭奪國際市場的前提。 中國曾經對於科威特出口了大約50套PLZ04自行火炮系統。從這里中國軍事工業似乎得到了很好的啟示。同時為了更好的策應中國軍事工業的調整,解放軍軍方裝備高層,也在做出相應的調整計劃。早期裝備的諸多老式前蘇聯152mm火炮系列產品,將可能會逐步退出,作為補充的將是以國際化統一標準的155mm,203mm火炮來取代。這樣中國可以在成品生產與製造研發上減少多個環節流程。同時極大的減少了他們的裝備列裝的成本。為解放軍陸軍目前原本不多的發展撥款經費,做到最大的節省。而老式火炮以及彈葯系統諸如:83式152mm自行加榴炮。牽引152mm加榴炮等。目前全新的155mmPZL05型自行火炮,解放軍陸軍已經開始小批量接收。而04型由於未能達到解放軍軍方要求,因此僅有很少量試驗批次進入解放軍軍隊。PZL05自行火炮與SH1,都是用來逐步取代老式中國自行火炮系統的替代產品。

㈣ 軍事理論 論文

國防科技與軍事是密切相關的兩個領域。二者之間的關系可以概括為:軍事上的需要促成了國防科技領域的形成與發展;國防科技的發展為軍事提供所需要的物質技術手段,在此同時還會促使軍事領域不斷發生變革,甚至導致出現軍事革命;軍事上的變革和戰爭提出了新的需要又會給國防科技發展以新的推動力。國防科技與軍事之間相互關系的這種機制或邏輯是一種客觀存在的規律。近幾年來,新軍事革命問題成為人們關心的熱門話題。實際上,新軍事革命正是上述客觀規律在軍事高技術迅速發展這一特定條件下的反映。當然,國防科技與軍事的關系還會受到政治、經濟等因素的影響。

一、軍事上的需要是國防科技發展的強大動力

社會的需要是科技發展的動力。恩格斯曾指出:「社會一旦有技術上的需要,則這種需要會比十所大學更能把科學推向前進」(《馬克思恩格斯全集》第四卷,人民出版社,1972年,第505頁)。同樣的,作為整個科學技術的重要組成部分的國防科技,則是社會的特殊需要———軍事需要的產物,而且這種需要比任何力量都更能把國防科技推向前進。

自從國家產生以後,為了維護國家的領土主權以及維護和獲取國家的根本戰略利益,便產生了國防和國家間的戰爭。為了鞏固國防或為了奪取戰爭的勝利,各國都力圖掌握更先進的軍事技術手段,於是便組織專門力量研製武器裝備,國防科技便由此產生。由於新的武器的發明和使用可以造成軍事上的巨大優勢,從而使得「最幼稚的公理論者」,也從「手槍戰勝利劍」的鐵的事實中,越來越清楚地認識到國防科技對於軍事及戰爭的重要影響,因此國防科技便愈來愈受到各國政府的高度重視。正如科學學創始人丁·貝爾納所認為的:「自古以來,改進戰爭技術,一直比改善和平生活更需要科學。這並不是由於科學傢具有好戰的特性,而是因為戰爭的需要比其他需要更加急迫。各國君主和政府不那麼樂於向其他研究工作提供津貼,都樂於向軍用研究工作提供經費,因為科學界能研製出新的裝備,而這種裝備由於十分新穎,在軍事上極為重要」。這里如實地指出了為滿足軍事上的需要研製武器裝備,是國防科技發展的動力和主要任務與目的。

第二次世界大戰結束以後,從50年代至80年代末,在長達40餘年的冷戰歲月,美蘇兩國進行了激烈的軍備競爭,兩國都執行優先發展國防科技的戰略,並要求國防科技部門為軍隊研製出一批又一批、一代又一代在戰術技術性能上超過對方的先進武器裝備。在軍事需求的強烈刺激下,兩國的國防科技發展獲得了強大的推動力,達到了極度的繁榮。許多其他國家在這種臨戰狀態下也被迫採取相應的對策加速國防科技的發展。據統計,到80年代中期,世界各國每年的國防科研經費累計高達800~1000億美元。就這樣,在冷戰的軍事需求的推動下,國防科技發展進入了軍事高技術時代。

冷戰結束以後,世界主要國家都調整了軍事戰略,壓縮了軍費開支,軍事需求從原先既追求武器裝備的數量又重視其質量轉向主要追求其高質量,國防科技也因此而進入注重發展高新技術武器裝備的新時期,即進入了「打什麼仗需要什麼武器就能研製出什麼武器」的新時期。

自90年代初開始,美國國防部、美軍參謀長聯席會議及三軍,每年都要研究並提出美軍的軍事需求,同時根據這種需求制定和調整其國防科技和武器裝備發展計劃。例如,1996年,美軍又確定了新的未來11大軍事需求,為滿足這些軍事需求還分別制定了國防科技「基礎研究計劃」、《國防技術領域計劃》和《聯合作戰科學技術計劃》,這些計劃對所要研究發展的科學技術領域及武器裝備所要達到的性能要求都有明確的規定。俄羅斯、日本及西歐國家也採取了類似的舉措。由於未來的軍事需求主要是關於信息戰能力的需求,因此有關國家的國防科技發展正緊密圍繞奪取信息優勢的信息戰技術、C3I系統和精確制導武器等軍事高技術開展研究工作。

綜上所述,國防科技完全是在軍事或國防的需要的推動下不斷獲得發展的。國不可一日無防,國防不可一日無科學技術。展望未來,世界各國的國防科技都將在軍事需求的不斷推動下,繼續不斷地獲得發展,並隨著軍事需求的高技術化而日益走向高技術化。

二、國防科技發展對武器裝備的影響

軍事上的需要導致國防科技的發展,而國防科技發展為了滿足軍事上的需要,必須不斷研製出新型武器裝備,因而必然對武器裝備,即對軍事技術手段產生重大影響。

總體上看,直接從事武器裝備研製的國防科技對武器裝備發展的影響是全面的、決定性的。這集中表現在:使武器裝備的原理和種類不斷多樣化、結構逐漸復雜化、性能日益得到提高。

由於國防科研的開展,使許多新的理論、原理和技術被用於武器裝備之中,從而不斷出現一批又一批概念全新的武器裝備。從利用機械能殺傷敵人的冷兵器到利用化學能的近代火器(包括槍、炮、普通炸彈、氫彈、中子彈、激光武器、電磁微波武器),甚至是利用生物遺傳密碼對付敵人的生物武器等,各種各樣的武器裝備無一不是國防科研的重要成果。從種類上統計,國防科研大致已使武器裝備從冷兵器時代的20多種發展到第二次世界大戰時的200多種,現在又進一步增加到1000種以上。

隨著武器裝備的種類越來越多、概念越來越新,其結構也越來越復雜。早期的武器僅由幾個零部件構成,後來發展到包括數十個、數百個零部件,現在已增加到數千個、數萬個甚至上千萬個零部件,其復雜性增加了若干個數量級。

在武器裝備的性能方面,集中表現在國防科技的發展使武器裝備的作用距離和作用范圍不斷擴大,可靠性日益增強,射程、威力(精度和殺傷半徑)、機動性和生存能力都在逐漸提高。

現代雷達的探測距離已達數十公里至數千公里以上,現代的偵察探測 裝置可以在數百里之外甚至4萬多公里的同步軌道上監視地面的目標。如美國的KH-12照像偵察衛星在幾百公里軌道上對地面目標的分辯率為01米,一次照像即可覆蓋數百平方公里的地面區域。

至於戰鬥武器系統性能的提高,更令人驚嘆不已。例如,在作用距離或射程方面,採用增程技術可使火炮的射程從20多公里增大到50公里以上。在命中精度方面,採用制導炮彈可使射擊精度達0.3米,各種導彈的射程則可依據需要任意控制,其中洲際彈道導彈的射程已達1萬多公里,命中精度在10米以內;採用空中加油技術可使軍用飛機作遠距離的甚至是作不著陸的環球飛行等。在殺傷力方面,國防科技已使單件兵器的殺傷威力大得驚人。

武器系統殺傷力的提高,主要是由於新的國防科研成果被用於武器系統,使其各方面的性能都得到明顯改進的結果。軍事運籌學建立了一系列理論模型來確定武器的殺傷效能與有關性能之間的關系。比較典型的一個數學模型是:式中:a、N1、λ1、P1依次為一方武器的作戰效能、數量(如火炮數或坦克數)、射速和每發彈的殺傷概率:N2、λ2、P2則依次為另一方武器的數量、射速和殺傷概率。從上式可見,只要提高自己所掌握的武器的性能,就可以明顯提高其作戰效能。通過採用精確制導技術、高爆彈葯技術、自動控制技術等,完全可以達到這一目的。例如,美國的155毫米榴彈炮,由於採用了「銅斑蛇」激光制導炮彈,使其對坦克的命中概率比使用普通非制導炮彈提高了2500倍。現代坦克和大口徑火炮由於採用了自動裝填機、計算機火控系統,反應時間由數十秒縮短在10秒以內,射速提高了一倍以上。現在研製的坦克、飛機、軍艦等的機動速度和戰場靈活性都有了明顯提高,而且普遍裝備有電子對抗設備,甚至採用嶄新的隱身技術來對付敵方的攻擊,以確保自己的生存。

現代高速發展的科學技術特別是高技術對武器裝備性能的影響是全面的,而且使其性能改進的范圍之廣、程度之高是過去任何時代所無法比擬的。第二次世界大戰以來,各國所研製的一代又一代的新式武器和一次又一次的戰爭實踐證明,為一種武器所提供的高技術含量趙多,其性能越好,戰斗效能就越高。原子彈、氫彈和中子彈等核武器的摧毀能力是眾所周知的,各種高技術常規武器的打擊能力也在海灣戰爭中得到了充爭證明。現在,配備有先進電子設備和精確制導武器的6架F-111或3架F-15戰斗機就能完成第二次世界大戰時300架B-17轟炸機才能完成的作戰任務,而8架F-117A隱身戰斗機只要配備2架空中加油機就能完成75架非隱身作戰飛機和支援飛機才能完成的空襲任務。更有甚者,一艘現代大型攻擊型航空母艦的作戰能力相當於第二次世界大戰時美國全部海軍艦隊攻擊力的總和。

現代國防科技的進一步發展,正在並還將導致更多更新的高技術武器裝備問世,如計算機病毒、電磁微波炸彈和炮彈等信息戰武器以及天基和空基高能激光武器、無人作戰航空器、微型偵察探測器、微型攻擊機器人等。這一切將使未來的軍事領域發生深刻的變化。

三、國防科技的重大突破導致軍事上的變革

國防科技發展可為軍事或戰爭的需要提供必不可少的武器裝備。與此同時,國防科技發展所取得的重大突破,即戰術技術性能得到極大提高的新技術或新型武器裝備的研製成功往往會導致軍事領域發生變革,或發生軍事革命。這種變革涉及軍事理論或軍事學說的各個方面,而且接照馬克思主義軍事學說的觀點,軍事理論的變革主要體現為作戰方式的變革和軍隊編制構成的變革。

(一)新武器強制性地引起作戰方式的變革

所謂作戰方法,就是戰爭過程中的用兵方法,即組織兵力、兵器實施戰斗的方式或方法。作戰方法種類繁多,如按行動類型區分,有進功方法、防禦方法等;按行動規模區分,有戰略、戰役和戰術范圍的作戰方法;按軍兵種劃分,有空戰、海戰、陸戰、坦克戰、炮戰、化學戰等作戰方法。軍事史表明,所有這些作戰方法都是由武器裝備決定的,即有什麼樣的武器裝備,就有什麼樣的作戰方法。正如恩格斯所提出的:「一旦技術上的進步可以用於軍事目的並且已經用於軍事目的,它們便立刻幾乎強制地,而且往往是違反指揮官的意志而引起作戰方式上的改變甚至變革。」(《馬克思恩格斯全集》第20卷,北京:人民出版社,1956.187)從古至今,要在戰場上有效地殺傷敵人以及抵禦敵人的進攻,必須依靠手中的武器並充分發揮武器的效能,因此作戰方式、方法必然會隨著武器裝備的發展而變化。

當青銅器和鐵兵器出現以後,遠古時期沒有隊形的搏鬥便被有嚴格組織的戰斗隊形———「陣」(如古羅馬軍隊的方陣)所取代。

弓箭發明以後,較遠距離的射箭便成為一種作戰方式,而且使古代戰車及騎兵受到威脅,於是出現了專門的步兵及步兵戰術。

火葯的發明,迎來了軍事發展的一個新時代。使用火葯的火槍、火炮發明並用於戰爭以後,先後出現了線式戰術、散兵戰術及線式和散兵相結合的戰術。而且,隨著軍事技術的改進,巷戰的方式方法也在發生變化。老式的建築街壘和防街壘的方法被炮彈和炸葯所粉碎。18世紀60年代以後,艦載線膛炮、無煙火葯等伴隨著蒸汽動力艦船技術獲得了極大的發展,從而出現了成一線縱列隊形進行集火射擊的海戰方法。

第一次世界大戰結束後,坦克、飛機和航空母艦等一系列新式武器裝備獲得了迅速發展。第二次世界大戰中,相繼產生了飛機、火炮和坦克相配合、梯次快速裝甲集群突擊的閃擊戰術及大縱深作戰方法,還出現了空中戰役、空降作戰、戰略轟炸等新戰法。戰列艦在海戰中的地位最終被航空母艦所取代,艦載機的制空作戰講座-35-中國國防科技信息1998年第3期和空中轟炸攻擊作戰成為爭奪制海權的關鍵。由於多軍兵種的誕生,多軍兵種的聯合作戰逐漸變成了主要的作戰方式。

第二次世界大戰以後,特別是70年代以來,由於以探測技術、C3I系統、電子戰技術等信息技術的精確制導武器等為代表的軍事高技術的崛起和發展,正在軍事領域引起一場前所未有的深刻變革,其中作戰方式的變革尤為引人注目。海灣戰爭和波黑戰爭都表明,使用精確制導武器的中遠程精確打擊作戰、空襲與反空襲作戰、爭奪電磁頻譜使用權的電子戰等已成為現代戰爭的典型作戰方式。

現在已可以斷言,隨著國防科技的進一步發展,以計算機病毒等為手段的攻擊計算機互聯網路、通信系統、金融系統的信息戰,以及用各種「軟殺傷」武器或「硬殺傷」武器摧毀C3I系統的指揮控制戰即將成為未來高技術戰爭的嶄新作戰方式。

(二)新武器引起軍隊組織編制的改變

隨著武器裝備的不斷發展,軍隊的軍兵種結構及規模(包括編制人數和武器裝備的數量)也不斷發生相應的變化。恩格斯在談到這一問題時曾指出:「隨著新的作戰工具即射擊火器的發展,軍隊的整個內部組織就必然改變了,各個人藉以組成軍隊並能作為軍隊行動的那些關系就改變了,各個軍隊相互間的關系也發生了變化。」(馬克思恩格斯軍事文集:第1卷,北京:戰士出版社,1981.53)實際上不只是火器如此,各種新武器的發明也都會帶來類似的變化。

新武器裝備導致新軍兵種的誕生和舊兵種的消亡,已是公認的歷史事實。

從古代到20世紀初,軍隊一直由陸軍和海軍組成,而且以陸軍為主,兵種也不多。步兵是最老和最基本的兵種。步槍發明以後,手持冷兵器格鬥的步兵被步槍手所取代,步兵逐漸形成了班、排、連、營、團、師的組織體制。火炮用於戰爭,導致了炮兵的出現。隨著化學武器、坦克、通信設備等各種武器和技術裝備的出現,陸軍中又增加了防化兵、通信兵、裝甲兵、工程兵、偵察兵等兵種。機槍、坦克和裝甲車輛大量裝備部隊使在戰場上馳聘了幾千年之久的騎兵退出了戰爭舞台。海軍由於任務的特殊性一直是一個獨立軍種。潛艇、導彈、核武器及航空母艦的發展,使大炮巨艦主義成為歷史。主要以航空母艦為基地的海軍航空兵這一海軍新兵種的建立使海軍艦隊的構成由以戰列艦為中心變為以航空母艦為中心。

飛機的研製成功並用於空戰標志著空中戰場的開辟。第一次世界大戰初步顯示出飛機這一新裝備的重大作用,隨後空軍這一嶄新的軍種在各國紛紛建立。軍用飛機的發展又引起空降兵的出現,同時促進了高炮、防空導彈和雷達的研製,進而導致了防空兵的問世。此外,進入60年代以後,由於核彈頭及其運載裝置的發展,一些核大國還組建了戰略火箭軍或戰略核部隊這一新軍種。

據預測,隨著信息戰技術和軍用航天器(包括各種偵察衛星、作戰衛星、軍用空間站、軍用空天飛機等)及空間武器系統(天基定向能武器、動能武器、電磁脈沖武器等)的發展,未來很可能出現全新的信息戰和天戰等更新的軍兵種或作戰部隊。
為了合理地利用多軍兵種的各種武器裝備更有效地進行作戰,以增強進攻和防禦能力,許多國家又組建了包括多軍兵種的合成軍。新武器裝備的出現除了引起軍兵種類型的變化之外,還會引起軍隊中各國兵種構成比例和軍隊規模的變化。

一般而論,新武器裝備的新技術含量高,性能較優異,但結構復雜,造價昂貴,因此各國只能根據需要和可能組建相應的軍兵種,並隨著國防科技和經濟發展逐步增大技術性的軍兵種在整個軍隊構成中的比例。以前蘇軍為例,20年代各軍種的比例是:陸軍98.6%,空軍0.5%,海軍10%,30年代末上述比例依次變為75.2%,12.8%,9.7%,其餘2.3%為新組建的國土防空軍。這種比例一直保持至50年代末。60年代以後,由於新武器裝備的發展,戰略火箭軍組建,上述比例發生了重大改變。到80年代末,前蘇軍的軍種結構為:陸軍45.2%,空軍10.7%,海軍10.7%,防空軍12.3%,戰略火箭軍7.1%,邊防軍5.5%,內衛軍8?%。不但如此,陸軍、邊防軍、內衛軍等都是由多軍種組成的合成部隊。美軍的技術軍兵種比例也逐漸增大,80年代末,美陸、海、空三軍的比例為35.9%、27.0%、27.9%,此外還有9.2%的海軍陸戰隊。至於兵種的構成比例,也大致是技術兵種比例逐漸增大。如現在不少國家都組建了強大的裝甲兵、電子戰部隊等。

由於新武器的性能發生了質的飛躍,從而使部隊的戰鬥力越來越強。現在與第二次世界大戰時相比,取得同樣的作戰效果,所需兵器兵力只及第二次大戰時的10~20%。另一方面,由於新武器的殺傷力、破壞力極大,使用大量兵器兵力容易造成更大的損失,並增大後勤保障的難度。因此,從必要性、可行性及減少不必要的損失等各方面因素出發,各國軍隊的規模及編制單位的構成就越來越小。

部隊的戰斗人員雖然在減少,但由於武器裝備結構越來越復雜,維護保養任務和消耗量越來越大,因此軍隊的工程技術人員、後勤保障人員等均在增加。例如,戰時美軍部隊的戰斗人員和保障人員的比例為1:3,有時甚至達1:5。平時,美軍正規部隊中有一半為文職人員。

一方面部隊的戰斗人員在減少,另一方面部隊的保障人員在增加,這似乎存在著矛盾。如果在保持部隊擁有可靠的戰斗能力條件下,盡量減少武器裝備和戰斗人員的數量,則技術保障和勤務保障任務量均可明顯減少,保障人員數量也可減少,從而保證整個部隊的規模縮小。這正是目前各國軍隊確定組織編制的一個重要出發點。

總之,隨著國防科技的不斷發展和武器裝備的日益現代化、高技術化,軍隊的組織編制將進一步從數量規模型轉變為質量效能型,從人力密集型轉變為科技密集型。

中國的軍事戰略和理論
"……堅決履行好捍衛國家主權,統一,領土完整和安全的神聖職責……"———胡錦濤概 述中國的軍事理論家制訂了一項實施理論推動下的改革框架,以建立一支能夠打贏"信息化條件下的局部戰爭"的軍隊.這一理念強調現代信息技術作為力量乘數的作用,從而使解放軍能夠在中國邊境以外更遠的距離上實施精確打擊的軍事行動.通過汲取外國戰爭,尤其是包括"持久自由行動"在內的,美國領導的戰役的教訓,蘇聯和俄羅斯的軍事理論,以及解放軍自己盡管很有限的作戰歷史經驗,中國的軍事計劃人員正在尋求改造整個中國軍隊.
這些改革的速度和規模給人留下深刻印象.然而,解放軍仍未在現代戰爭方面經受檢驗.這種作戰經驗的匱乏使外界對解放軍在實現其軍事理論抱負方面進展的評估復雜化.中國的高級文職領導人當中的內部評估和決策的情況也是如此.他們基本上缺乏直接的軍事經驗,因而在發生危機時更可能會做出錯誤的估計.這種失算同樣會帶來災難,不論其所依據的是毫無作戰經驗的指揮官的建議,還是脫離現代戰場現實情況的"科學"作戰模型.
軍事戰略指針
中國並不發表與美國的《國家軍事戰略》相當的文件.因此,外部觀察家對領導層有關動武的思考或影響到解放軍兵力結構和理論的應急情況,都缺乏直接的洞察.對權威性的講話和文件的分析結果表明,中國依靠一系列總原則和稱為"軍事戰略指針"的指導來計劃和管理軍隊的發展和動用.
解放軍並沒有提供這些"指針"的內容供外界研究.學術研究表明,目前的"指針"很可能可以追溯到1993年."指針"反映出1991年的波斯灣戰爭和蘇聯解體對中國軍事戰略思維的影響,為10年來解放軍的很大一部分改造奠定了基礎.然而,一次次講話,權威評論和新的軍事訓練指導方法都表明,1993年的"指針"的一些內容最近可能經過了修改.這些修正看來反映出中國對其所處的安全環境和現代戰爭(即"信息化條件下的局部戰爭")性質的看法,中國軍事現代化方面的進展和從中汲取的教訓,從"建設"用於信息時代的現代戰爭的軍隊向為了"打贏"這種戰爭而訓練的轉變,以及中國領導人的意識形態底色.
"指針"的作戰或"積極防禦"成分看來保持完好.按照"積極防禦"所主張的防禦性軍事戰略,中國並不發動戰爭,或者進行侵略戰爭,而是僅僅為了捍衛國家主權和領土完整而戰.
然而,北京有關對其主權或領土攻擊的定義模糊不清.在中國現代戰爭的歷史所充斥的實例中,中國領導人都聲稱,軍事上的先發制人是戰略防禦行動.例如,中國將其對朝鮮戰爭(1950年—1953年)的干預稱之為"抗美援朝戰爭".類似地,權威說法還把與印度之間的(1962年),與蘇聯(1969年)和與越南(1979年)的邊境沖突稱為"自衛反擊".這種邏輯表明,如果動武能夠維護或推進其核心利益,包括其領土要求(例如解決台灣問題和尚未解決的邊界或海上的領土要求等),中國就可能會發動軍事上先發制人的打擊,也許是在遠離其邊境的地方.
中國正在制訂一項先發制人的戰略嗎
10年來,隨著解放軍從一支以步兵為主和力量投射能力有限的軍隊轉變成擁有遠程精確打擊資源的比較現代的軍隊,中國獲得了武器系統,採納了使之能夠在周邊地區發動先發制人的軍事攻擊(包括突然襲擊)的作戰理念.
·截止到2006年10月,解放軍第二炮兵的武庫中有大約900枚短程彈道導彈.由於獲取了蘇—30攻擊機和F—10戰斗機———兩者都裝備著各種精確制導武器———中國的進攻性空中力量得到了改進.解放軍還正在加強信息戰,電腦網路作戰和電子戰能力.而這些能力都可以用於先發制人的攻擊.
·解放軍的作者們說,當遇到更加強大的敵人時,先發制人是必要和合乎邏輯的.中國的軍事理論材料強調,靜態的防禦不足以在現代軍隊的高速和破壞力基礎上保衛領土.其結果是,解放軍的作戰理念尋求阻止敵軍集結和利用進攻性打擊來掌握主動權,從而使敵人不知所措.解放軍的理論家們認為,有效的防禦包括在敵人領土上,趕在其能夠動用之前摧毀敵人的實力.
中國獲得了力量投射資源,包括遠距離的軍事通信系統,空中指揮,控制和通信用飛機,耐久力很強的潛艇,無人戰斗機(UCAVs),以及新的精確制導空對地導彈.這些都表明,解放軍正在形成採取先發制人軍事行動的更強實力.解放軍的訓練注重"出其不意的"遠程打擊訓練或針對敵人海軍艦只群的協調一致的空中/海軍打擊.這也可能顯示出,它打算趕在本地區爆發危機之前採取先發制人的軍事選擇.
根據解放軍的《戰役學》文件(2000年),一旦敵對行動開始,"'積極防禦'的要旨就是主動殲滅敵人.……雖然從戰略上講,要以積極防禦為指針,但'在軍事戰役中'重點要放在掌握主動和積極進攻上面.只有這樣,才能實現積極防禦的戰略目標".
除了開發殲滅敵軍的實力之外,解放軍還正在探索動用有限武力的選擇方案.中國的戰役理論把這種選擇定義為武力的"非戰爭"用途———政治脅迫的延伸,而不是全面的戰爭行為.1995年和1996年在台灣海峽進行的兩棲演習和導彈發射就是武力的"非戰爭"用途的實例.然而,這一概念還包括空中和導彈打擊,暗殺和破壞等.這種文章突出顯示了中國做出錯誤估計的可能性,因為任何這種行動的打擊對象,即使不是范圍更加廣泛的國際社會,都會視之為戰爭行為.
有關戰爭的一項全面觀點20年來,中國的文職與軍事戰略家一直就現代戰爭的性質問題進行辯論.這些辯論汲取中國戰略傳統及其歷史經驗內部的來源,以提供對"軍事革命","非對稱戰爭"和"信息化戰爭"的看法.這種辯論突出表明了中國對戰爭的非動能手段的興趣,以及經濟,金融,信息,法律和心理工具在中國的戰爭計劃工作中的作用的增強.解放軍軍事科學院文件《軍事戰略科學》(2000年)突出表明了中國軍方全面和多方面的戰爭觀點.文件說:"戰爭不僅是軍事斗爭,而且還是政治,經濟,外交和法律戰線上的全面競爭."
最近,中國的軍事戰略家對國際法越來越感興趣,把它當作在戰斗前對敵手產生威懾的一項工具.在台海背景下,中國可能會利用一場信息戰,把第三方的干預描繪成按照國際法屬於非法.中國還試圖影響國際輿論,使之有利於對《聯合國海洋法公約》的曲解,通過在學術意見和國家觀點中放棄長期公認的航行自由規范,而接受有關在200海里專屬經濟區,其上空,可能還有外層空間享有更大主權的解釋.
非對稱戰爭
確認和利用非對稱性是中國戰略和軍事思維的一個根本方面,尤其是作為一支較弱的軍隊打敗比較強大的軍隊的手段.自從1991年的波斯灣戰爭和"聯軍行動"以來,中國的軍事戰略家一直注重採取非對稱對策來利用技術上占優勢的對手的弱點.1999年《解放軍報》的一篇社論明確闡述了這一點:"占絕對優勢的強大敵人當然並非沒有較弱的一方可以利用的弱點.……我們的軍事准備的直接宗旨必須是找到利用強敵弱點的策略."中國對非對稱戰爭選擇的探索可以在其大量投資於彈道和巡航導彈系統方面看到.這些系統包括先進的反艦巡航導彈,水下作戰系統(包括潛艇和先進的水雷),太空對抗系統,電腦網路作戰和特別行動部隊.
中國軍事戰略中保密性和詭計的作用
中國軍事戰略中對在沖突中掌握主動權和使敵手不知所措的注重,帶來了對在戰略,作戰和戰術層次上採用詭計的重視.中國的軍事理論材料把戰略詭計定義為"引誘對方形成錯覺……並在造成人力和物資方面的最小代價情況下,以一種有組織和有計劃的方式產生各種假象,從而使自己獲得戰略上的優勢地位."
除了信息戰和常規的掩護,隱蔽和詭計之外,解放軍還汲取中國的歷史經驗,並從戰略和詭計在中國的治國之道方面所起的一貫作用中汲取智慧.最近幾十年,解放軍內部重新掀起研究孫子,孫臏,吳起和商鞅等中國經典軍事人物及其著作的熱潮.這些著作全都包含有關運用詭計的戒律.
中國共產黨對保密性的嚴重依賴與軍事上的詭計共同作用,限制了國家安全決策,軍事實力和戰略意圖方面的透明度.然而,過度的信心可能是由於軍事領導人迷戀於戰略和詭計所帶來的捉摸不定的好處.此外,指揮官用來對付敵手的技能也可以用於掩蓋解放軍系統內部的壞消息的傳播.而這種傳播是中國長期存在的一個問題.因此,保密性和詭計可能是一把雙刃劍,它不僅給中國的敵手,而且給中國領導人造成迷惑

㈤ 坦克的火控是什麼意思

火控系統即火力控制系統,用於控制武器的搜索/瞄準/攻擊
坦克火控系統包括潛望鏡、瞄準鏡、激光測距儀、坦克夜視儀、高低機和方向機、火炮穩定器和帶有多種感測器的火控計算機。下面我們將逐一介紹。

1.潛望鏡

供觀察用的潛望鏡,分為無放大倍率和放大倍率的兩種。無放大倍率的潛望鏡,是根據光學中平面鏡成像的原理,由鏡體加上下反射鏡等組成的。根據需要改變上下反射鏡相對位置可製成不同潛望高度的潛望鏡,有的還可製成旋轉和俯仰式的,以便回轉周視,增大觀察范圍。坦克上有車長觀察潛望鏡,炮長、二炮手用於搜索、觀察的炮手潛望鏡,駕駛員潛望鏡,以及水陸坦克高潛望鏡。

有放大倍率的潛望鏡可以增大視見距離。它是由上、下反射鏡和物鏡組,分劃鏡(有的沒有),目鏡組和鏡體等組成的。有晝視、晝夜互換、晝夜組合、測光測距與晝夜視組合,穩像式的觀瞄測距組合系統等類型。

指揮潛望鏡安裝在炮塔的指揮塔前方位置上,可隨指揮塔轉動和相對指揮塔俯仰。指揮潛望鏡是潛望鏡和望遠鏡的結合,它既能觀察較近目標,又能對較遠的目標進行放大。它是車長用來觀察戰場,搜索和指示目標,判定火炮至目標的距離和測量射彈偏差用的望遠觀察儀器。

2.瞄準鏡

坦克炮瞄準鏡是供炮長操縱火炮和並列機槍時,用以發現目標,直接瞄準目標,測量距離,修正射彈偏差,觀察戰場,觀察彈著點的一種光學儀器。坦克炮瞄準鏡大多是光學絞鏈式直筒望遠瞄準鏡。它由物鏡組、分劃鏡、光學絞鏈、變倍系統、目鏡組和鏡體等組成。它裝在火炮左側,鏡頭部分固定在火炮搖架左側的瞄準鏡支架上,接眼的目鏡部分固定在炮長座位前面的活動吊架上,以便於炮長瞄準用。火炮俯仰時,通過鏡筒中部的活動絞鏈使鏡頭的物鏡一端隨之俯仰,並通過炮塔前部橢圓形開口瞄準目標。目鏡處有護眼圈和護額墊,以保證坦克顛簸時不致碰傷乘員。這種瞄準鏡通常能將目標放大7~10倍(辨認遠處目標和提高瞄準精度時用)和3.5~5倍(視場角較大,一般用作觀察戰場,搜索目標)兩檔,可以根據不同的需要,變換放大倍率。這種瞄準鏡利用測距分劃,只能對事先已知尺寸為2.7米高的目標(如敵坦克)進行測距,精度低,1000米的距離誤差竟達80~100米。在裝有較先進的火控系統的坦克上,這種瞄準鏡僅作為輔助瞄準裝置使用,即在先進的火控系統出現故障時才使用。

近年來出現的指揮儀式火控系統中,炮長採用了獨立穩定式瞄準鏡,或稱穩像式激光測距瞄準鏡,如豹Ⅱ坦克上的EMSE-15型炮手用綜合式瞄準鏡。該瞄準鏡內有一具備有兩個放大倍率(如8倍、16倍)的單目光學潛望式瞄準鏡、釹玻璃激光測距儀,以及穩定瞄準線的設備。穩定的主瞄準線在方向上有一定的活動范圍,高低方向上則取決於火炮瞄準角的修正角度。其瞄準線的穩定多是在平行光路中通過穩定反射鏡來實現的。光線從入射窗進來後,經反射鏡反射,通過透鏡、直角棱鏡在分劃鏡上成像,觀察者則通過目鏡和棱鏡組進行觀察。這種指揮儀式火控系統的一般工作過程如下:炮長通過控制裝置使瞄準線對准目標,此時火炮自動隨動於瞄準線。對准目標後進行測距和跟蹤,隨後,火控計算機根據輸入的距離、目標速度、傾斜角與各彈道修正參數,計算出提前角。該提前角信息僅輸送給炮塔和火炮驅動系統,驅動火炮到達允許的射擊提前位置。一旦火炮進入計算機所規定的允許射擊位置,就自動進行射擊。為了判斷火炮是否進入允許射擊位置,一般在系統中設有一個具有邏輯判斷功能的重合電路或稱射擊門電路。由於這種瞄準鏡有獨立的瞄準線穩定裝置,炮長直接控制的是瞄準線而不是火炮,需要穩定的往往只是一個棱鏡或鏡座,質量很小,所以瞄準線的穩定精度很高,可達0.2密位,遠遠超過了火炮的穩定精度,使射擊精度大為提高,可以實現行進間對運動目標的射擊。必須指出,瞄準線獨立於火炮,動態精度雖然提高,但靜態精度卻有所降低。

激光測距儀與晝夜間瞄準鏡合成一體以及瞄準線的穩定,可使炮長不論在白天還是夜間,不論在原地還是在行進中都能判定目標距離並對目標進行准確的射擊。美國的XM-803坦克裝上這種瞄準鏡以32公里/小時的速度越野時,瞄準線誤差值在水平和高低兩個方向上不大於0.5密位。坦克炮有了這種瞄準鏡和其他先進的火控部件組成的火控系統,不管坦克如何顛簸,都能保證有較高的首發命中率。

3.激光測距儀

激光測距儀是用激光來測定坦克至目標距離的一種儀器。利用激光測距比用目測判斷距離或用光學測距的精度都高,而且精度不受距離遠近的影響;激光測距儀體積小,重量輕,操作和使用方便,易於掌握;抗干擾性強。但是,它在大霧彌漫能見度差激光衰減嚴重的情況下,無法測距。

激光測距儀的測距原理是怎樣的呢?大家知道,距離=速度×時間。激光測距儀就是根據這個基本道理設計的。測距時,激光測距儀向目標發時一個激光脈沖,由於目標的漫反射,部分能量被反射回激光測距儀。激光測距儀測量出從發射激光脈沖到接收到回波激光脈沖所經過的時間t、則激光測距儀到目標的距離S就可以求出。因為光速C約為30萬公里/秒,在激光測距儀測量出的時間t內,激光經過一個來迴路程,所以1/2Ct就是激光測距儀到被測目標的距離S。但是,由於光速極快,其運行幾百米、幾千米的時間,是用鍾表無法精確測出的。採用時標振盪器(石英晶體振盪器)可以計時。這種振盪器振盪頻率極高,比如每秒鍾能產生3000萬個晶振脈沖,每個脈沖的持續時間就是3000萬分之一秒。測距時,在發射激光脈沖的同時,計數器開始記錄晶振脈沖的個數,一直記到接收到回波激光為止。如果共記錄n個脈沖,那麼,n×3×10-7秒就是激光脈沖在激光測距儀和目標間往返一次的時間。顯然,用這種方法可以精確地測量出時間t,從而算出目標的精確距離。

激光測距儀種類繁多,性能各異。但其結構都包括電源、激光器、激光發射光學系統(發射望遠鏡)、激光接收光學系統(接收望遠鏡)、電控系統(光電元件、放大整形、門控電路、時標振盪器、計數器等)、距離顯示器等幾部分。激光測距儀的工作過程如下:接通電源,激光測距儀及其時標振盪器開始工作。這時由於門關閉,時標振盪器的脈沖信號不能進入計數器。當測距儀對准目標且炮長按下觸發按鈕時,激光器就發出一個很強很窄的激光脈中。激光器發出的激光要分成兩路:一路激光束經過發射光學系統,使激光束發散角進一步減小後射出並經大氣傳輸打到目標上;另一路就是其中的極小一部分激光立即由取樣棱鏡的反射而進入光電元件的光敏面上,作為發射參考信號(取樣信號或稱主波信號),來標定激光出發的時間。參考訊號到達光電轉換器(光電倍增管等),將光訊號轉換成為電信號,即光脈沖變成電脈沖。這個電脈沖經放大整形後送入時間測量系統,打開電子計數器的電子門,此時,時標振盪器的脈沖信號進入計數器,計錄器開始記錄脈沖個數(即開始計算時間)。而射向目標的激光脈沖,由於目標的漫反射作用,總有一部分光從原路反射回來,而進入接收光學系統,由目標返回的激光脈沖(接收信號或稱回波信號)同樣也經過光電轉換器、放大整形電路而進入時間測量系統,回波信號推動電子門發出關門指令,使電子門關閉,時標振盪器的脈沖信號不能進入計數器內,計數器停止計數(停止計算時間)。時間測量系統的計數器把所記錄的脈沖個數經解碼電路換算成距離,通過距離顯示器顯示出來,所顯示的數字,就是被測目標的距離。同時,把測出的目標距離信息自動輸入火控計算機。

激光測距瞄準鏡藉助瞄準鏡視場內的指標可與坦克武器一起進行校正。獨立式激光測距儀是根據望遠鏡原理製成的接收望遠鏡和發射鏡望遠鏡各有其獨自光學元件的測距儀。其主機部分(收、發機部分)通常安裝在坦克炮塔外部的裝甲匣內,其控制部分位於炮長和車長的工作位置上。獨立式激光測距儀通常是藉助坦克炮瞄準目標的,這時,兩者的光軸必須一致(兩者同時對准一個目標)。也就是說炮長通過瞄準鏡瞄準目標後,激光測距儀也對准這個目標,只要按下激光發射按鈕,就可以測出目標的距離並在距離顯示器上顯示出距離數值,使用起來非常方便。

現代坦克用激光測距儀測距范圍為300~10000米,測距誤差為±5~10米,每分鍾能測距6~12次,最高達每秒鍾1次,在各種氣候條件下測距的可靠性達99%。在-40℃~+50℃的溫度下都能正常工作。但是由於激光的光束較狹窄,對准目標較困難,所以當目標比較隱蔽,其前後有煙帶、樹木、土堆或農作物(仍可見目標)等時,不易測得其真實目標距離,目前有的已有「選擇」數據的能力,由乘員控制來解決,即在一次發射中,能選擇讀第一或第二或第三返回的數據,而舍棄其他數據。美國M-1坦克採用的二氧化碳激光測距儀比較簡單,測距效能高,對人眼也安全;該測距儀和熱成像儀一體化之後,能夠晝夜測距。所以,它是一種較理想的激光測距儀。

4.夜視儀

第二次世界大戰後期德國人在車輛上安裝了一種儀器,使車輛在黑夜不開燈就可高速行駛,從而把V-2火箭在夜間送往前線,成功地避開了同盟國軍隊的監視和空襲。這種儀器就是最早的坦克夜視儀。現在的主動紅外夜視儀就是由它演變而來的。所謂坦克夜視儀就是利用紅外線或放大天然微光原理供坦克乘員進行夜間觀察和瞄準的儀器。現代坦克上主要用主動紅外夜視儀、被動紅外夜視儀和微光夜視儀。

(1)主動紅外夜視儀

紅外夜視儀是用目標(物件、人員)發出的或反射回來的紅外線進行觀察的夜視儀器。現代坦克裝配有駕駛員紅外夜視儀、車長紅外夜視儀、炮長紅外夜視儀和炮長紅外夜間瞄準鏡。主動紅外夜視儀靠自帶紅外光源(紅外探照燈)照射目標,利用被目標反射回來的紅外線轉換成可見圖像,由紅外探照燈、觀察鏡、電源三部分組成的。由於自然界物體的溫度較低,輻射出的紅外線能量很小,不能滿足儀器的成像要求,所以需要紅外探照燈或帶有紅外濾光玻璃的白熾探照燈來發射人眼行不見的紅外輻射。主動紅外夜視儀的工作原理如下:當接通電源後,紅外探照燈發射出紅外線,照射前方目標,由主動紅外夜視儀中的觀察鏡的物鏡接收目標反射回來的紅外線,在紅外交像管的光電陰極面上形成目標的紅外光學圖像,通過變像管將不可見的紅外目標像換成人眼可見的目標圖像,在熒光屏上顯示出來,於是人眼就可通過觀察鏡的目鏡觀察到目標的圖像。目前,坦克駕駛員紅外夜視儀的視距(目標是坦克)為60~100米,車長紅外夜視儀的視距(目標是坦克)為800~1000米,炮長紅外夜間瞄準鏡的視距為1200米,有的可達1500米。主動紅外夜視儀因為有紅外探照燈照明場景,光束照射到目標上將使景物間形成了較顯著的明暗反差,所以圖像消晰,利於觀察但是容易自我暴露(紅外探照燈向外發射紅外線、容易被紅外探測器發現)而招來火力攻擊,而且觀察的范圍只限於被照明的景物,視距也受到探照燈的尺寸和功率的限制,紅外探照燈易被打壞,因而逐步為各種被動式的夜視儀器所代替。

(2)微光夜視儀

夜間的月光、星光、銀河系的亮光和大氣輝光等,通稱為「微光」。利用夜空的微光並加以放大,使人眼能看得見目標圖像的一種儀器稱為微光夜視儀。微光夜視儀的總體結構與主動式紅外線夜視儀基本相同,唯一的區別是省去了紅外線光源——紅外探照燈,所以它是一種被動式夜視儀器。微光夜視儀的關鍵部件是像增強器,它把微弱夜天光(其照度低於0.1勒克斯)照明下人眼分辨不清的景物圖像轉換成人眼可看清的可見光景物圖像。微光夜視儀工作原理如下:其光學系統的物鏡接收目標反射的自然微光,在像增強器的第一級光電陰極面上形成極為微弱的目標光學圖像,經像增強器增強(其亮度增益通常為幾萬倍)後,在最後一級熒光屏上顯示可供人眼觀察的目標圖像。微光夜視儀構造簡單,體積較小,耗電較少,特別是不需人工的紅外光源,因而使用安全可靠,不易暴露,從而提高了坦克在夜間的隱蔽性。英軍在馬島戰爭中,藉助這種夜視設備最終佔領了馬島,就是個明證。但是,微光夜視儀的觀察效果和作用距離,受周圍環境的自然照度(星光或輝光的亮度)和大氣透明度影響較大,在全黑條件下幾乎不能工作。與主動紅外夜視儀相比,圖像不如後者清晰。特別是當天空中有密布的濃雲和貼近地面的煙霧與無定向的散射將使景物的照度和對比度明顯下降,會嚴重地影響觀察效果。所以在某些坦克上還同時裝有主動紅外夜視儀或被動紅外夜視儀。利用級聯式像增強器的微光夜視儀,基本上能符合戰術性能要求,但它遇到炮口焰、爆炸閃光等會產生模糊現象,最後一級圖像還有畸變,因而不得不時常中斷工作。在像增強器的光電陰極和熒光屏之間插入一個具有電子倍增功能的器件,可以避免閃光造成的模糊現象。目前,較先進的微光夜視儀的夜視距離在星光下已達到1600米,月光下已達2700米。如果把像增強器加在電視機的光導攝像管面前,那麼電視機就可以在微光下工作,成為全被動放大的夜視儀器。豹Ⅰ坦克上的PZB-200型坦克瞄準鏡就是這一種。這種瞄準鏡是由安裝在坦克炮上方的電視攝像機、兩個位於車長和炮長前面的監視器、操縱台和連接電纜組成的。當照度為10-4勒克斯時,使用該瞄準鏡可在1500米距離內進行射擊。

(3)被動紅外夜視儀

大家知道,響尾蛇的眼睛已退化得快成為瞎子了,但它卻能敏捷地捉住老鼠及其他小動物,是因為在響尾蛇的眼與鼻之間的小「頰窩」熱敏感器官(熱源測位器),能接收小動物身上發射出來的紅外輻射,周圍溫度變化在0.003℃它就能感到,且能定方位,引導響尾蛇去獵取食物。被動紅外夜視儀就是根據這種現象研製成的。它是利用紅外探測器將目標與背景間、目標各部分間的輻射差接收後,形成可見的圖像顯示出來,是供人觀察的一種夜視儀。它可利用人體、坦克發動機廢氣等發出的微弱紅外光源進行觀察、瞄準。由於它工作在8~14微米的熱紅外波段,可將處於常溫下的景物的熱輻射分布圖像加以記錄並轉換成可見的光圖像顯示出來,所以又稱為熱成像儀。M-1和豹Ⅱ坦克均裝備有熱成像儀。

被動紅外夜視儀是利用光學掃描技術和對中、遠紅外輻射敏感的固體半導體材料,將地物輻射的紅外能量轉變成電信號,把電信號處理放大後,再轉變成電信號,把電信號處理放大後,轉變成可見光圖像的。來自目標的熱輻射通過輸入光學鏡組(無焦點)照射到掃描器上,並通過一個紅外平行光物鏡聚焦在探測器上。探測器將熱輻射信號轉換成電信號。電信號經過相應放大後通過發光二極體轉換成可見光。通過平行光鏡頭將發光二級管射線控制在掃描鏡的背面。用這種方式,在任何情況下都必然在機械上保證接收熱成像和發光二極體顯像的同步性。因此,可以看到在發光二級管組件中產生、由掃描器組合的「熱圖像」。致冷器的作用是提高系統的靈敏度,減少探測器本身的熱輻射。

被動紅外夜視儀自身無紅外光源,只依賴目標與背景間、目標各部份間的溫差而產生的熱輻射成像,因而不受周圍環境的自然照明條件影響;用它可透過霧、雨、雪觀察目標甚至能透過稀疏的叢林進行觀察,能透過偽裝,探測出隱蔽的車輛和火炮的位置,甚至能辨認機場上剛起不久的飛機留下的「熱痕」輪廓;具有良好的隱蔽性,不易被敵方發現和干擾,使用安全可靠;它不會由於炮口焰、炸彈爆炸等產生致盲效應;對坦克發動機和剛發射過的槍管、炮管等具有較強熱輻射源的目標,它的視距可達數公里。現代較先進的主戰坦克裝備的被動紅外夜視儀視距一般為1200~1500米,最大已達3000米。但是,熱成像儀需要附加的製冷設備不易保證及時更換;冷卻探測器的氣瓶不易得到,換瓶後製冷器系統的污染也是個問題,角度辨率還比較低,目標的細節難以辨認;它所顯示的溫度對比圖像與可見光對比的圖像有所差異,人們觀察不習慣;敵方在含有防紅外葯劑的煙幕或裝備防熱紅外偵察的偽裝裝置掩護下,可能照常能夠機動。

總之,由於坦克上裝有這些夜視儀器,在夜間能看清周圍的目標,所以坦克變成了夜戰的能手。

5.方向機和高低機

對坦克火炮的操縱和穩定是為人們最先注意的問題。現代坦克上裝的動力傳動裝置,以保證最快的瞄準速度並保證迅速地將火力從一個目標轉向另一個目標。此外,火炮還需要最小穩定瞄準速度以保證對目標的精確瞄準。現代坦克的最小瞄準速度為0.05°~0.1°/秒不等,而炮塔的急轉速度已提高到30°/秒和30°/秒以上。

一代坦克炮有兩套操作機構可使用。一套是手工操作,由炮手左手搖動方向機、右手搖動高低機,實施跟蹤和瞄準;另一套是電操縱,高低向一般為電液式,由炮長控制,水平向由炮長通過電機放大機控制。前者使用可靠,但速度慢,現代坦克留作備用。後者既可實施高速跟蹤,又能實施精確瞄準,是常用機構。早期坦克僅有手工操作機構。

(1)炮塔方向機

坦克炮大都安裝在可旋轉的炮塔上。在戰斗時,炮塔應能同速轉動,使火炮對准隨時出現的目標,炮塔還應能低速轉動以對目標進行精確瞄準,或以某一任意速度轉動使火炮跟蹤敵人活動目標,進行概略瞄準或行進間瞄準等等。炮塔方向機就是用來回轉炮塔的,它一般由炮手操縱,但在近代坦克上,為了使車長發現新的目標時能直接將火炮調轉到新目標力向,以提高火力機動性,車長大都能超越炮長直接操縱炮塔。

炮塔方向機一般是由炮塔座圈、方向機減速箱和驅動裝置等部分組成的。炮塔座圈相當於一個大的向心推力球軸承,用來支承炮塔,並使炮塔能相對於車體靈活轉動。行軍時,為了將炮塔可靠地固定住,採用炮塔行軍固定器。方向機減速箱簡稱方向機。它固定在炮塔上,直接用來驅動炮塔。驅動裝置用來驅動方向機減速箱。現代坦克在迅速轉移火力或者使用穩定器時用動力驅動,即用電驅動或液壓驅動。動力驅動的能源是坦克內的蓄電池和發電機。當不使用穩定器或動力驅動裝置發生故障而需要轉動炮塔時,用於驅動。在採用雙向穩定器的坦克上,方向穩定器產生的信號,通過動力驅動裝置來驅動方向機減速箱。目前,方向機的轉速可快可慢,通常可使炮塔以0.05°~30°/秒的任意轉速左右回轉,十分靈活。

(2)高低機

高低機固定在炮框左側,用來賦予現代坦克炮以-10°~+20°的高低射角。高低機主要是由減速機構、保險聯軸器和解脫裝置組成的。減速機構用來賦予火炮以高低射角和使火炮進行瞄準。保險聯軸器用於坦克行進間火炮劇烈顛震時,保護高低機的零件不受損壞。解脫裝置用來使蝸桿和蝸輪分離。

手搖瞄準時,轉動轉輪,動力經減速機構使火炮繞耳軸俯仰。利用穩定器操縱台瞄準時,解脫裝置使蝸桿和蝸輪分離,因而火炮不受高低機控制,即可使用穩定器進行高低瞄準,使用高低穩定器時火炮可在0.07°~4.5°/秒速度范圍內進行俯仰瞄準,快速地改變射擊距離,並准確地捕捉目標。

6.火炮穩定器

坦克在起伏不平或曲折的道路上行駛,會使火炮因車體振動而偏離瞄準角即射角或因坦克轉向而偏離原方位角。在這種情況下,即使通過瞄準鏡發現了目標,也難以操縱火炮高低機和方向機在短促時間內完成精確瞄準與准確射擊。因而需要安裝一種自動調節裝置,以保證火炮不因車體的振動而改變已瞄準的方位。這種裝置就是火炮穩定器,它可將火炮和並列機槍穩定在所賦予的射角和射向上。火炮穩定器分為單向和雙向兩種。僅有火炮高低穩定的是單向穩定器,也稱高低穩定器。不僅能高低穩定,而且也能實現方向穩定的是雙向穩定器。現代主戰坦克大多裝了雙向穩定器。採用火炮雙向穩定器,可使坦克運動時火炮和並列機槍自動地保持在所賦予的高低和方向位置上,從而提高行進間射擊的精度;可用一個操縱台實現高低或水平方向的瞄準,既輕便,又平穩;車長可以超越炮長而直接控制穩定器給炮長指示目標;在火炮不需要穩定時,可用電傳動機構來驅動炮塔。

那麼,火炮穩定器為什麼能使火炮不受車體顛簸的影響呢?這好比人們抱著電視機坐在行駛的汽車上,汽車左右傾斜或前後俯仰,人都能感覺出來,並會通過神經系統驅使身體向相反的方向傾斜或俯仰,從而抵消搖晃、顛簸的作用。坦克火炮穩定器正是一種相當於人體這種功能的裝置。它是由測感機構和執行機構組成的。相當於人的感覺器官的測感機構,專門用來測量和感受坦克車體左右搖擺或前後俯仰的角度大小和速度的快慢。相當於人之手腳的執行機構,根據測感機構測量出坦克車體水平擺動、俯仰角的大小和俯仰速度的快慢,使炮身向相反的方向擺動和俯仰,以抵消車體的晃動和顛簸。

火炮穩定器是由陀螺儀組、操縱台、動力油缸、液壓放大機、電機放大機和炮塔電功機等組成的。現舉例說明其簡單原理:例如,火控計算機定出火炮射擊高低角是0.1°,高低方向的火炮穩定器就將火炮身管穩定在0.1°的位置上。由於火炮身管受車體上下振動的影響,高低角必然會發生變化。如果炮管台高0.05°,高低穩定器中的測感機構——陀螺儀等就會立刻感受到炮管變化0.05°,並將感受到的這個變化量變成電信號,放大後,通過執行機構——電動機和動力油缸等對火炮加修正力,使炮管迅速向下轉動0.05°,恢復到高低角原定的0.1°位置上。此時測感機構就沒有信號輸出,修正力也就立刻消失,炮管也就不再轉動。由於這個修正過程是在很短的時間內完成的,因此,盡管炮管受車體顛簸振動發生變化,但修正合力會使坦克火炮仍能保持在預定射角的允許范圍內。雙向穩定器與單向穩定器的工作原理基本相同,都是利用陀螺儀的定軸性進行穩定,利用陀螺儀的進動性進行瞄準的。所不同的是為了穩定火炮的方向,將陀螺儀的安裝方向轉了90°。穩定精度是評定火炮穩定器的主要指標。據報導,M-1坦克、豹Ⅱ坦克高低瞄準的穩定精度是0.2~0.15密位,方向瞄準的穩定精度是0.4~0.3密位。

7.火控計算機

火控計算機是一種自動賦予火炮射角的儀器,是一個數據處理系統,它是火控系統的核心部分。炮長用瞄準鏡搜索到目標後,進行瞄準並通過激光測距儀測出日標距離,該距離數據將自動輸入火控計算機,火控計算機根據目標距離、選用的彈種、內外彈道數據以及炮管磨損、耳軸傾斜、氣溫、葯溫、風力、風向、初速等的修正量(可用各種感測器測量,也可用人工裝定)進行彈道解算,解算出的瞄準角和方向提前角被送到瞄準鏡並自動裝定表尺,同時輸出電信號控制火炮穩定器賦予火炮瞄準角和方向提前角,並自動調整好火炮的位置,炮長在瞄準鏡內進行二次瞄準即可擊發射擊。除開始瞄準、二次瞄準和彈種選擇外,其他工作程序完全自動化,這不僅縮短了火炮射擊時間,而且提高了火炮射擊精度,使在1500米射程上的命中率可提高70%以上,即使射程提高一倍仍然可以保持命中率。

火控計算機的種類很多,數字式電子彈道計算機比較先進。因為它既能指揮控制坦克炮的射擊,又能指揮控制反坦克導彈的發射,有利於在坦克上採用導彈武器;它比模擬式計算機更能滿足增強坦克的火力的要求,而且可與機載、艦載計算機通用;電子彈道計算機的計算精度高,並且有記憶存儲、邏輯判斷的能力。

火控計算機是由輸入裝置、運算器、存儲器、控制器和輸出裝置等組成的。簡易的火控計算機連存儲器都沒有,用距離解碼來控制運算。輸入裝置用來輸入原始數據和計算程序。存儲器用來保存和記錄原始數據、運算步驟及中間結果。運算器是對代碼進行算術運算和邏輯運算等各種運算的裝置。控制器用來實現機器各部份的聯系和控制,保證計算過程的自動進行。輸出裝置用來輸出計算結果。

彈道計算機的道理和算盤的道理是一樣的:要算一道題,先拿到任務書(相當於計算機的輸入裝置),然後根據需要把記錄在紙上的數據(相當於存儲器),有順序地取到算盤(相當於運算器)上,人用手指撥珠子並決定進行何種運算(相當於控制器),最後把計算結果寫在報告書(相當於控制器),最後把計算結果寫在報告書(相當於輸出裝置)上。但是,火控計算機與算盤有不同之處:算盤是一顆一顆珠子撥算,而且要考慮對中間結果的處理,火控計算機則每秒可以自動進行幾十萬次的運算。裝有這么一套先進綜合火控系統的主戰坦克,無論在白天或黑夜,無論是處於原地還是行進間,都能又准又快地確定火炮射擊的方向與高低角,保證火炮迅速地瞄準敵人的目標(靜止或活動的目標),並把它們擊毀。

㈥ 坦克世界火炮怎麼瞄準

坦克火控系統是控制坦克武器(主要是火炮)瞄準和發射的系統,用以縮短射擊反應時間,提高首發命中率。按瞄準控制方式分類,現代坦克火控系統可分為擾動式、非擾動式和指揮儀式3類。

發展情況

一、系統發展概況

坦克火控系統從問世到現在,大體上可以分為4代。第一次世界大戰末期裝備的第一代坦克火控系統只配有簡單的光學瞄準鏡。這種光學瞄準鏡用視距法測距,即如果目標的高度或寬度已知,那麼就可通過它在瞄準鏡視場中所佔的mrad分劃數估算出或直接讀出目標距離,接著就可裝定瞄準角。用這種方法,在900m時,則命中率顯著下降。目前,一些坦克的應急工作方式仍然採用這種方法。

50年代裝備的第二代坦克火控系統在原光學瞄準鏡的基礎上增配了體視式或合像式測距儀和以凸輪等為函數部件的機械式彈道計算機,性能比第一代有了明顯改進,在1300m距離內,射擊標准目標的首發命中率為50%。

60年代初期裝備的第三代坦克火控系統由光學瞄準鏡、光學測距儀和機電模擬式彈道計算機組成,並且開始配用了一些彈道修正感測器。這種火控系統在1400m的距離內原地對固定目標的首發命中率為50%。

上述3代坦克火控系統的缺點是不能預測運動目標的射擊提前角,因此不能射擊運動目標,而且由於沒有一種比較理想的測距儀器,命中率比較低。隨著激光技術的出現和發展,出現了激光測距儀。激光測距儀是一種精度高、操作簡易、快速的測距儀器,與火控計算機等組合成的火控系統是提高坦克火炮命中率的重要途徑。因此,美國休斯飛機公司(Hughes Aircraft Co.)從1965年底,試驗用的樣機研製成功,定名為柯貝達(Cobelda),後來改名為薩布卡(SABCA)。休斯飛機公司根據從該火控系統中所獲得的經驗,正式為M60A3坦克設計了帶激光測距儀的綜合火控系統,主要由測瞄合一的車長激光測距瞄準鏡、炮長晝夜瞄準鏡、數模混合式火控計算機、目標角速度測量裝置以及各種彈道修正量感測器組成,能在坦克短停時射擊固定或運動目標。自動輸入火控計算機的修正量有炮耳軸傾斜、橫風和目標角速度,人工裝定的修正量有氣壓、氣溫、葯溫、炮膛磨損和彈種等。在2000m的距離內,原地對固定目標射擊時火控系統的首發命中率為90%。

進入70年代後,世界各國都相當重視坦克火控系統的現代化。不少國家研製成功並裝備了綜合坦克火控系統。

最近10多年來新發展的坦克火控系統,一部分是為了改裝現裝備的老式坦克而設計的,一部分是為新研製的坦克而設計的。盡管這些新發展的火控系統在總體結構、瞄準控制方式和性能數據上各有差異,但是所採用的技術卻有許多共同或相似之處,反映了坦克火控系統的發展動向。目前對新型坦克裝備的火控系統的基本要求如下:

快速發現、捕獲和識別目標;

反應時間短;

遠距離射擊首發命中率高;

坦克行進間能射擊固定或運動目標;

全天候和夜間作戰能力強;

操作簡便,可靠性高;

配有自檢系統,維修簡便;

具有較高的效費比。

對改裝老式坦克用的火控系統的基本要求如下:

在與老式坦克性能相匹配的前提下,基本上滿足現代先進坦克火控系統的某些要求;

安裝簡單迅速,通用性好,既適用於西方國家製造的老式坦克,也適用於蘇制T系列坦克;

坦克改動量小,改裝成本低;

可靠性高,操作和維護簡便;

功耗低,盡量利用車輛上原有的電源;

體積小,不過多地佔用坦克炮塔內的有效空間。

二、部件發展概況

現代坦克火控系統一般由光電觀瞄設備、火控計算機、彈道修正量感測器以及火炮穩定和控制系統等組成。

1.光電觀瞄設備

現代坦克火控系統的光電鳳瞄設備通常包括晝用光學瞄準鏡和夜視儀器。對一個完善的坦克火控系統來說,車長和炮長都單獨配有光學主瞄準鏡和輔助瞄準鏡。炮長主瞄準鏡採用望遠式或潛望式兩種結構,基本上都與激光測距儀和夜高儀器組合,構成測瞄合一或晝夜合一的結構,目前日益增多的觀瞄設備為晝、夜、測距三合一結構。車長主瞄準鏡多用周視潛望式結構。為了提高搜索、識別和跟蹤目標的能力,車長和炮長主瞄準鏡通常採用變倍物鏡和大口徑物鏡。低倍率、大視場用於戰場監視和搜索目標;高倍率、小視場用於識別、跟蹤和瞄準目標。

為了提高瞄準精度和操作簡便,現代坦克火控系統的車長和炮長瞄準鏡還配用了陰極射線管和其他電子裝置,能將彈道瞄準標記、激光測距儀測得的距離數據以及準直調整。

70年代以前,坦克夜視儀器通常採用主動紅外裝置,隱蔽性不好,容易被敵方發現,成為攻擊的目標。70年代以來採用了微光夜視儀(包括一代和二代像增強器)和微光電視。在星光條件下,兩者對坦克的作用距離都可達到1000m以上。80年代初,第一代被動熱像儀開始裝備在如M60A3、M1和豹2等坦克上。微光夜視儀在無月光、星光夜晚的作用距離受到限制,並受煙霧影響,還不能發現偽裝目標。熱像儀除了克服微光夜視儀的上述缺點外,還有可能根據目標的熱特徵而實現自動跟蹤目標。目前大多數熱像儀所用的探測器材料為碲鎘汞,工作波段為8~14μm,對坦克的識別距離可達2000m以上。例如安裝在比利時LRS-5型坦克火控系統中的TTS型坦克熱像儀,對坦克的發現距離是4~5km,對坦克的識別距離是2~2.3km。

2.火控計算機

火控計算機是現代坦克火控系統的核心部件,主要功能是根據彈道修正量感測器自動輸入的和人工裝定的各種彈道參數,求解彈道和射擊提前角方程,並自動將射角和方位角信息傳送給瞄準鏡以及火炮伺服系統。火控計算機從問世至今,大體上有機械模擬、機電模擬、全電子模擬、數模混合式和數字式5種類型。現代坦克火控系統除少數採用模擬式和數模混合式外,大部分採用數字機,而這些數字機中大多數是微型計算機。由於坦克內的空間有限,要求整個火控系統的體積小、功耗低,因而使用微型計算機非常合適。採用微型機可使火控系統實現模塊化、可靠性高、便於快速檢修,微型機的成本也比較低。由於以上這些優點,目前採用微型機的火控系統很多,而且會越來越多。

現代坦克火控系統一般至少可計算4個彈種的射擊諸元,最大計算距離一般為4000m彈道計算精度一般為0.1mrad①,用脫殼穿甲彈對距離1500m、2.3×2.3(m)的運動目標射擊,能使首發命中率達到80%以上。

3.彈道修正感測器

為了提高彈道計算精度和首發命中率,現代坦克火控系統除用測距儀測距外,還採用了目標角速度、炮耳軸傾斜、橫風、彈種、定起角、炮口偏移、彈丸偏流、視差、氣溫、氣壓、炮膛磨損、葯溫等修正量。從理論上講,配用的修正量感測器越多,自動化程度越高,命中率也越高,但隨之成本增高,發生故障或遭到損壞的可能性增大。因此不一定感測器越多越好,譬如第一批豹2上裝有很多修正量自動感測器,而第二批豹2坦克上不再安裝氣象感測器,氣溫、氣壓、葯溫由人工裝定。

現代坦克火控系統所配用的自動修正量感測器大體有3種情況。

第一種情況是配有一、二種自動感測器,如日本74式坦克火控系統只配有距離感測器(激光測距儀),其他如葯溫、炮耳軸傾斜、炮膛磨損、視差等彈道修正量都是手動輸入。

第二種情況是配有許多自動修正量感測器。如比利時薩布卡坦克火控系統,除彈種手動輸入外,配有距離、目標角速度、炮耳軸傾斜、橫風、氣壓、氣溫、葯溫等多種自動感測器。聯邦德國的綜合坦克火控系統和萊姆斯塔(LEMSTAR)坦克火控系統除人工輸入彈種、炮膛磨損外,配有距離、目標角速度、炮耳軸傾斜、橫風、氣溫、氣壓、葯溫等多種感測器。

第三種情況是配有距離、目標運動角速度、炮耳軸傾斜,或再加上橫風感測器,其他修正量由人工輸入,屬於這種情況的火控系統數量最多,如美國的M60A3、M1、英國的IFCS等。它的優點是系統不太復雜、成本不太高,但又反一些最重要的和隨時可變、不便於手動輸入的修正量用自動感測器輸入,而葯溫、氣溫、氣壓和炮膛磨損等在作戰前有充分的時間預先人工輸入。即使系統不過於復雜,又保證了首發命中率高的要求。

激光測距儀是現代坦克火控系統的一種最好的距離感測器。它的測距精度高,而且與測程的遠近無關;測距迅速;距離數據可以直接以數字顯示並傳送給火控計算機;激光的光束窄,因而角解析度高,不易受地物雜波的影響和對方的干擾;激光測距儀的體積小、重量輕;操作和訓練簡便。這些獨特的優點極好地滿足了現代坦克火控系統對距離感測器的要求,成為組成現代坦克火控系統必不可少的部件。多次的實際射擊試驗也證明,坦克火控系統配用激光測距儀後,首發命中率可提高到80%以上。特別是遠距離射擊時,首發命中率的提高更顯著。

坦克激光測距儀從問世到現在已經發展了兩代。目前正在發展第三代——CO2激光測距儀。現代坦克火控系統除少數還裝備第一代——紅寶石激光測距儀,如美國M60A3坦克和日本74式坦克,其他絕大多數都裝備了第二代——釹激光測距儀,其中多數用Nd:YAG激光器,少數用釹玻璃激光器。與紅寶石激光測距儀相比,釹激光測距儀的優點是發射1.06μm的近紅外光,隱蔽性好,其他優點還有耗電少、效率高、輕小等。激光測距儀的測程約為200~10000m,測距精度約為±5m或±10m,束散為0.5~1mrad,脈沖重復頻率為每分種幾次到幾十次。

激光測距儀除極少數因改裝老式坦克需要而採取測瞄分離的結構之外,絕大多數都與炮長主瞄準鏡或車長主瞄準鏡組合成一體,構成測瞄合一的結構。

抑制假目標回波是激光測距儀中一項重要的技術問題,關繫到測距數據是否可靠,從而直接關繫到首發命中率的問題。現採用以下方法抑制假目標回波:

用距離選通法抑制最小選通距離以內的假目標,最小選通距離由操作手裝定;

存儲並顯示多個目標距離數據,供炮長或車長進行判斷選擇;

用首末脈沖距離邏輯電路抑制假目標回波;

偏振分辨法,即利用目標反射光與微粒(如煙、霧)散射光偏振性能不同來抑制假目標回波,這種方法要求激光器輸出平面偏振光,並且在接收器前要加檢偏器。

除上述方法外,有的坦克激光測距儀還採用一些輔助方法來驗證激光測距儀所測距離是否正確,如英國ICS火控系統中所用的激光測距瞄準鏡用大小與距離成反比的橢圓瞄準光環來驗證所測距離是否是目標的距離。

現代坦克火控系統常用的目標角速度測量裝置主要有速度陀螺、測速電機和光電編碼器3種,只要測出瞄準鏡或火炮跟蹤目標的角速度就測出了目標的角速度。瞄準鏡上安裝的速度陀螺是瞄準鏡穩定系統的一個部件,此外還兼作目標角速度感測器。

常用的炮耳軸傾斜感測器有擺式和垂直陀螺等。垂直陀螺適用於行進間測量炮耳軸傾斜,比較先進的坦克火控系統(如豹2和比利時的通用坦克火控系統)一般採用這種裝置。

橫風感測器有被電流加熱的熱敏電阻式、螺旋槳式和球式幾種。

炮膛磨損修正量採用數字邏輯電路,其原理是將每種彈等效的磨損系數與已發射過的每種彈的數量的乘積累加起來,就形成了炮膛的等效總磨損量。炮膛磨損也可人工裝定。

4.火炮與瞄準線穩定與伺服系統

現代戰爭要求坦克具有行進間射擊或行進間短停射擊目標的能力,這就必須配備火炮穩定和瞄準線穩定系統。穩定系統的發展大體上經歷了3代。前兩代穩定系統主穩定火炮,瞄準線隨動於火炮。

第一代穩定系統叫做雙陀螺穩定系統,在高低和方位穩定系統中每套只有1個速度陀螺,用來感測火炮和炮塔的角速度,此信號經放大後來控制火炮伺服系統,起到穩定火炮的作用。這種穩定系統可以在行進間粗略穩定火炮,但不能行進間射擊,要求射擊前短停精確控制火炮。

第二代穩定系統又稱為4陀螺穩定系統。即在火炮高低和方位伺服控制迴路中各包括兩個陀螺。一般來說,一個是位置陀螺(3自由度陀螺),一個是速度陀螺(2自由度陀螺)。速度陀螺在有的系統中提供擾動變數前饋控制信號(如豹1A3),有的起速度反饋作用(如T-62坦克)。第二代系統比第一代系統反應迅速、穩定精度高,火炮能在行進間瞄準,射擊前短停的時間比第一代可縮短一些,但仍不能行進間射擊。

第三代穩定系統是獨立穩定瞄準線的指揮儀式系統。這種系統與瞄準控制方式中的指揮儀式坦克火控系統系同一種系統。

穩定系統也伺服控制系統是緊密結合在一起的,兩者的大部分部件都是共用的。目前穩定和伺服控制系統有電液式和電動式兩種類型。美國、聯邦德國和法國裝備的坦克基本上都是電液式的,而英國的是電動式的,蘇聯坦克穩定器在高低向是電液式的,方位向是電動式的。美國卡迪拉克·蓋奇(Cadillac Gage)公司生產的電液式穩定系統為美國M47、M48、M60坦克以及聯邦德國和比利時裝備的豹1坦克所採用。英國的炮控穩定系統都是全電動式的,而且都由馬可尼雷達(Marconi Radar)公司生產,包括用於奇伏坦坦克的GCENo.7雙向穩定系統,用於改裝遜邱倫的GCE576或GCE581系統以及用於維克斯MK3坦克的GCE620炮控穩定系統,這些系統的末級功率放大裝置都是電機放大機。馬可尼雷達公司又為蠍式、狐式等輕型坦克研製成功了PD700型炮塔和火炮電力驅動系統,採用可控硅功率放大器作為末級功率放大器,優點是快速回轉和慢速平滑跟蹤性能優良、效率高、耗電少、工作時雜訊小。

近年來,採用全電動系統的坦克越來越多,如法國的AMX勒克萊爾、日本的90式、以色列的梅卡瓦3、巴西的EE-T1等,聯邦德國的下一代主戰坦克KPz2000也打算採用。全電動系統的主要優點是安全性好(無液壓油,不易著火)。

瞄準線穩定和控制系統採用的是小功率電氣伺服控制系統。

瞄準控制方式

坦克火控系統大體採用擾動式、非擾動式和指揮儀式3種瞄準控制方式。採用擾動式的主要有英國的IFCS、SFCS600火控系統和美國的M60A3、日本的74式坦克火控系統等。採用非擾動式火控系統的如瑞典的IKV-91坦克火控系統、E型坦克火控系統、比利時的薩布卡火控系統、聯邦德國的綜合坦克火控系統等。指揮儀式火控系統在美國的M1、聯邦德國的豹2、日本的90式、法國的勒克萊爾、義大利的C1、以色列的梅卡瓦3型等坦克上得到廣泛應用。

1.擾動式

在擾動式火控系統中,瞄準鏡與火炮用平行四邊形(也稱四聯桿)機構連接,瞄準線和炮軸線是平行的。當炮長用手控裝置調轉火炮時瞄準鏡就隨動於火炮,因此炮長可以通過瞄準鏡捕獲和跟蹤目標,並且在跟蹤過程中測定目標距離和角速度。火控計算機根據輸入的目標距離、角速度、傾斜角和各種彈道修正量,計算出射擊提前角,然後將信號傳輸給瞄準線偏移裝置,使瞄準線產生偏移。其偏移量相應於射擊提前角,偏移方向和火炮運動方向相反。當炮長發現瞄準線偏離目標後,就用手控裝置調轉火炮使偏離的瞄準線重新對准目標。這時火炮就調轉到提前位置上,可以進行射擊。這個從「偏移」到「重新對准」的過程,叫做擾動過程。這種瞄準控制方式稱為擾動式。

擾動式火控系統又分為擾動式手動調炮和擾動式自動調炮兩種。在擾動式手動調炮的火控系統中,火控計算機算出的射擊提前角只傳輸給瞄準鏡,不傳輸給火炮。炮長需要用手控制裝置調轉火炮,使彈道瞄準標記重新壓住目標。在擾動式自動調炮的火控系統中,火控計算機算出的射擊提前角不但傳輸給瞄準鏡,而且通過按壓自動瞄準開關同時傳輸給火炮。擾動手動調炮的典型例子是英國的SFCS600火控系統,擾動式自動調炮的典型例子是英國的IFCS火控系統。

擾動式火控系統的主要優點是結構簡單,成本低,比較適合於改裝老式坦克;缺點是系統反應時間較長、容易產生滯後,操作難度與大一些。但是這些缺點在擾動式自動調炮火控系統中都得到不同程度的克服。

2.非擾動式

在非擾動式火控系統中,火控計算機算出的射擊提前角同時傳輸給瞄準鏡和火炮傳動裝置,使火炮自動調轉到提前位置上,而瞄準鏡傳動裝置則控制瞄準鏡朝相反方向轉動同樣的角度。由於瞄準線和炮軸線同時受射擊提前角信號控制,朝相反方向移動,所以瞄準線和目標之間的相對運動速度等於零,這樣瞄準線就能始終保持對准目標,看不出擾動的過程。非擾動式火控系統的主要優點是結構不太復雜、系統反應速度快和跟蹤平穩性好。

擾動式和非擾動式火控系統的共同缺點是由於瞄準線沒有獨立穩定,即使火炮穩定了,但由於火炮質量大,難於達到很高的穩定精度;由於火炮和瞄準鏡機械連接,火炮的不穩定因素容易影響瞄準線的瞄準精度,使火控系統的動態精度受影響,因而使這兩種火控系統不能完全滿足進行間射擊的要求,僅適於短停射擊。

3.指揮儀式

為了提高行進間射擊精度,近年來研製的新型主戰坦克多數採用指揮儀式火控系統。它的基本特點是瞄準鏡與火炮分開安裝,火炮和瞄準鏡都是獨立穩定的。炮長用手控裝置驅動瞄準鏡,使瞄準線始終保持對准目標。火炮不是由炮長驅,而是通過自同步機(或旋轉變壓器)及火炮伺服系統隨動於瞄準線。火控計算機所算出的射擊提前角不傳輸給瞄準鏡傳動裝置,只傳輸給火炮和炮塔伺服系統。這樣火炮就可調轉到提前位置上,而瞄準鏡仍然保持跟蹤目標。指揮儀式坦克火控系統通常配有火炮允許射擊電路,當火炮調轉到提前位置上時該電路向炮長顯示火炮已經到位,可以實施射擊。

指揮儀式坦克火控系統大體上有以下3種類型:(1)炮長和車長瞄準鏡都配有獨立的雙向穩定裝置;火炮也配有雙向穩定裝置,既可隨動於炮長瞄準鏡又可隨動於車長瞄準鏡,如豹2坦克火控系統。(2)炮長瞄準鏡獨立穩定,車長瞄準鏡不配穩定裝置,火炮只能隨動於炮長瞄準鏡而不能隨動於車長瞄準鏡,如美國M1坦克火控系統。(3)僅獨立穩定車長主瞄準鏡,炮長主瞄準鏡不穩定。火炮只能隨動於車長瞄準鏡,不能隨動於炮長瞄準鏡,如英國的AFCS火控系統和法國柯斯達克坦克火控系統。

指揮儀式火控系統的優點是系統反應時間短、行進間射擊精度高和操作比較容易。缺點是結構復雜、成本高。

性能比較

聯邦德國的豹2坦克火控系統是目前已裝備的最完善的火控系統,現將各國已裝備、即將裝備或已研製成功的比較先進的坦克火控系統與豹2坦克火控系統進行比較(見下頁表)。

從該表可以看出,法國勒克萊爾坦克火控系統、義大利OG14L3坦克火控系統(裝備於C1坦克)和豹2坦克火控系統所採用的主要技術是很近似的,都採用了已成熟的目前所能達到的最先進的技術。勒克萊爾還採用了上表所列以外的一些新技術,例如火控系統由共用1條數據匯流排的多微處理機系統來控制並進行檢測。另外,還准備在首批200輛坦克生產之後採用一些改進措施,如全天候目標自動跟蹤器、激光報警器、激光風速儀、話間操作控制器等。

為了降低成本,美國的M1坦克炮長瞄準鏡只在高低向獨立穩定,方位向不穩定,而且車長不單獨配用瞄準鏡,車長瞄準鏡是炮長主瞄準鏡的光學延伸,由於採取了這些措施和其他一些降低成本的措施,使M1坦克火控系統的成本實際降低到坦克總成本的20%,比原來規定的23%還要少。但性能上也受到一些影響,實驗表明:M1坦克的射擊精度比豹2坦克的稍差。

所列的其他坦克火氣象系統也主要從降低成本考慮,車長瞄準鏡不進行雙向獨立穩定。

比較坦克火控系統所配用的夜視儀器可以看出,有些國家如中國、蘇聯、瑞典等國的火控系統配有微光夜視儀,未配備熱像儀。如上所述,熱像儀比微光夜視儀具有較多的優點,所以用熱像儀來取代微光夜視儀將是這些火控系統有待改進的一個方面。 英國的挑戰者坦克炮長瞄準鏡不獨立穩定,因此它採用的瞄準控制方式是擾動式(自動調炮)的。其反應時間比指揮儀式的要長一些。

發展趨勢

坦克火控系統的發展趨勢如下:

1.測距儀

現在大多數國家的坦克火控系統都採用了Nd:YAG激光測距儀。今後的發展方向是發射10.6μm波長激光的CO2激光測距儀。這種測距儀具有對人眼的安全性好、穿透戰場煙霧能力強、與工作在8~14μm波段的熱像儀具有很好的兼容性等優點。因此,目前很多國家都很重視對它的研究,估計90年代將有可能將CO2激光測距儀裝備到坦克上。

現在坦克火控系統中還出現了一種新的激光測距儀,這就是在聯邦德國的MOLF坦克火控系統中已採用的喇曼(Raman)頻移Nd:YAG激光測距儀。它是豹2坦克現用的CE628型激光測距儀的進一步發展,在原來的Nd:YAG激光器中加了1個喇曼頻移盒,利用喇曼效應,激光器的波長由1.06μm頻移到1.5μm,這種波長的激光不會損傷人的眼睛。

2.光電觀瞄設備

在好天候條件下,將繼續使用光學瞄準鏡搜索和跟蹤目標。夜間觀瞄裝置採用熱像儀的越來越多。熱像儀在性能上比像增強技術好,有些原裝備微光夜視儀的火控系統也紛紛用熱像儀進行改裝。目前有些國家已著手研製第二代凝視焦平面陣列熱像儀。

還有一種獨特的夜視設備就是帶熱點探測器的微光電視,熱點探測器將探測到的目標位置以紅色閃爍光點准確地指示出來,並迭加到微光圖像上。由於有熱點探測器,因此不論環境照明條件如何,可以發現遠距離的目標和低對比度及偽裝的目標。而且由於使用了微光電視,因此在識別目標時有較高的解析度。

為了提高坦克在夜間、雨、雪、濃霧和深煙條件下的全天候作戰能力,發現目標並向火控計算機提供可靠的目標位置數據,並便於實現自動跟蹤,未來有些坦克火控系統將可能採用毫米波雷達。美國已研製了斯塔特爾(ATSRTLE)坦克火控系統,採用了頻率為94GHz的毫米波雷達,並裝在M60A3坦克上進行了試驗。

3.火控計算機

80年代新裝備的坦克火控系統幾乎一致地都採用數式火控計算機,而且絕大多數是微處理機。隨著計算機軟、硬體技術的不斷發展,微處理機系統的成本不斷降低,在坦克內採用共用匯流排的多微處理機系統是一種發展趨勢。在這種系統中,通過數據匯流排,坦克乘員能獲得坦克所有子系統的數據。例如,車長可象駕駛員一樣方便地知道燃料箱里還剩下多少燃料,他還能立刻知道自動裝彈機中所剩下的彈數和目前坦克在什麼地方等等。車輛系統中各部件的工作和測試也都由多微處理機系統控制和管理。這種系統結構的另一個優點是可以提高系統的可靠性,當一台微處理機發生故障時,系統可以重新編排結構,工作正常的微處理機可以代替有故障的微處理機的工作。

4.彈道修正感測器

近年來除了如目標角速度、炮耳軸傾斜、氣溫、氣壓等傳統的彈道感測器仍在繼續發展外,還出現了一些新的彈道修正感測器。

國外近斯發現坦克炮射擊的重要誤差來源是炮口的運動,炮口運動是由火炮的快速連續射擊及環境條件的改變所引起的。根據美國所作的實驗表明,安裝炮口校正裝置,可將炮口偏移誤差從幾mrad,降至0.1mrad,從而大大提高火炮的射擊精度。美國已研製成精度為±0.03~0.1mrad,頻率響應為5kHz的炮口校正系統。法國第三代坦克勒克萊爾也將採用炮口校正裝置。

美國陸軍目前正在進行激光測量風速的研究工作,已研製出了小型化的實驗裝置。激光器發射單頻激光,激光遇到風載微粒向後散射,產生多普勒頻移信號,利用外差探測法進行檢測,從而測出風速。法國的勒克萊爾坦克也將採用激光風速儀。

為了充分發揮採用微處理機的數字式火控系統的優點,正在發展一些新的數字式彈道自動修正感測器,這樣可以省掉一些模數轉換裝置,從而降低火控系統的復雜性和成本。

5.瞄準控制方式

由於指揮儀式火控系統具有行進間射擊精度高,反應時間短,操作比較容易等優點,各國比較先進的新型坦克多數採用這種瞄準控制方式。預計在今後相當一段時間內,指揮儀式火控系統仍然是各國發展新坦克火控系統的主流。與此相適應,則發展高精度的穩定系統,如法國勒克萊爾的炮長主瞄準鏡的穩定精度達到0.05mrad。

6.自動跟蹤技術

自動跟蹤技術可以減輕炮長的工作負擔,縮短系統的反應時間,消除車體不穩定和人工跟蹤不穩定所帶來的誤差,提高跟蹤精度。因此也是今後坦克火控系統發展的熱門課題之一,實現自動跟蹤可藉助於毫米波雷達、激光雷達、電視自動跟蹤和熱成像自動跟蹤等技術。

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坦克是具有強大直射火力、高度越野機動性和堅固防護力的履帶式裝甲戰斗車輛。它是地面作戰的主要突擊兵器和裝甲兵的基本裝備,主要用於與敵方坦克和其它裝甲車輛作戰,也可以壓制、消滅反坦克武器,摧毀野戰工事,殲滅有生力量。坦克的研製是從第一次世界大戰開始的,當時為了突破敵方由壕溝、鐵絲網、機槍火力點等組成的防禦陣地,迫切需要一種集火力、機動力和防護力為一體的新式武器。於是,英國於1915年開始研製坦克,第二年就投入生產,並參與了1916年9月15日的對德作戰。這種稱為遊民I型的坦克靠履帶行走,能馳騁疆場,越障跨壕,不怕槍彈,無所阻擋,很快就突破德軍防線,從此開辟了陸軍機械化的新時代。從那時起到現在,世界上已經建造了十幾萬輛坦克,成為各國陸軍、海軍陸戰隊和空降兵的主戰武器。

一種集火力、機動力和防護力為一體的新式武器。於是,英國於1915年開始研製坦克,第二年就投入生產,並參與了1916年9月15日的對德作戰。這種稱為遊民I型的坦克靠履帶行走,能馳騁疆場,越障跨壕,不怕槍彈,無所阻擋,很快就突破德軍防線,從此開辟了陸軍機械化的新時代。從那時起到現在,世界上已經建造了十幾萬輛坦克,成為各國陸軍、海軍陸戰隊和

空降兵的主戰武器。

過去,人們習慣上按照坦克的重量將坦克分為重、中、輕三類,最重的坦克是二次世界大戰期間德國建造的鼠式坦克。它比現代坦克重三、四倍,達188噸,車長9米,高3.66米,寬3.67米,正面裝甲厚達200毫米,能爬30度斜坡,跨越4.5米壕溝,攀登072米的垂直障礙,並能涉2米深的水,有8名乘員。坦克上裝有150毫米火炮和兩挺機槍。輕型坦克只有10-20噸,多為水陸兩用坦克,裝有85毫米口徑的火炮,主要是用於空降或陸戰隊使用。60年代以後,由於二戰時期的坦克逐步退役,新建坦克的現代化程度大大提高,所以習慣上把在戰場

上執行主要作戰任務的坦克統稱為主戰坦克。現在世界上最先進的主戰坦克是助年代以後研製的俄國的T—80、美國的MIAI、德國的豹11、英國的挑戰者、以色列的梅卡瓦和日本的細式等。這些坦克的戰斗全重一般為40-60噸,越野速度35-55公里每小時,最大速度72公里每小時,載有3-4名乘員。坦克的主要武器是105-125毫米口徑火炮,直射距離一般在2000米左右,射速每分鍾6-9發,彈葯基數為39-60發。

火力、機動力和防護力是現代坦克戰鬥力的三大要素。火力的強弱主要取決於坦克的觀瞄系統、火炮威力和彈葯的威力。現代坦克一般採用先進的計算機、紅外、微光、夜視、熱成像等設備對目標進行觀察、瞄準和射擊。坦克炮可以發射穿甲、破甲、碎甲和榴彈等多種類型的炮彈,還可發射炮射導彈。不同類型的穿甲彈對目標的破壞程度有所不同,一般在2000米距離上能夠穿透400毫米厚的裝甲,在1000米距離上可穿透660毫米厚的裝甲,破甲厚度可達700毫米。除具有較大的破壞威力外,坦克炮的命中精度也很高,2000米原地對固定目標射擊可達80%,1500米行進間對活動目標射擊能達到60%以上。如果再配合使用激光半生動制導炮彈,命中精度還會大大提高。不難看出,坦克炮的命中精度和導彈相差不大,且穿甲、破甲和碎甲威力大大優於導彈,所以各國主戰坦克仍以火炮為主要攻擊武器。

組成

坦克由坦克武器系統、坦克推進系統、坦克防護系統、坦克通信設備、坦克電氣設備及其它特種設備和裝置組成。

總體結構

現代坦克大多是傳統車體與單個旋轉炮塔的組合體。按主要部件的安裝部位,通常劃分為操縱、戰斗、動力-傳動和行動4個部分。

操縱部分(駕駛室)通常位於坦克前部,內有操縱機構、檢測儀表、駕駛椅等;戰斗部分(戰斗室)位於坦克中部,一般包括炮塔、炮塔座圈及其下方的車內空間,內有坦克武器、火控系統、通信設備、三防裝置、滅火抑爆裝置和乘員座椅,炮塔上裝有高射機槍、拋射式煙幕裝置等;動力傳動部分(動力室)通常位於坦克後部,內有發動機及其輔助系統、傳動裝置及其控制機構、進排氣百葉窗等;行動部分位於車體兩側翼板下方,有履帶推進裝置和懸掛裝置等。

在總體布置上,大多數坦克是是駕駛室在前,戰斗室居中,動力-傳動室在車體後部且發動機縱置。有的坦克將發動機橫置,有的坦克將動力-傳動裝置布置在車體前部。

坦克乘員多為4人,分別擔負指揮、射擊、裝彈、駕駛等任務。有些坦克採用了坦克炮自動裝彈機,這樣就不需要裝填手,通常為3名乘員。

武器系統 主武器多採用120毫米或125毫米口徑的高壓滑膛炮。炮彈基數一般為40~50發,主要彈種有尾翼穩定的長桿式脫殼穿甲彈和多用途彈。脫殼穿甲彈採用高密度的鎢合金或貧鈾合金彈芯,初速達1650~1800米/秒,在通常的射擊距離內,可擊穿500餘毫米厚的均質鋼裝甲。多用途彈對鋼質裝甲的破甲深度可達600毫米左右,而且兼備殺傷爆破彈功能。各種炮彈多採用帶鋼底托的半可燃葯筒。有的坦克炮有自動裝彈機,有的坦克炮可發射反坦克導彈(也稱炮射導彈)。

輔助武器多採用7.62毫米並列機槍、12.7毫米或7.62毫米高射機槍,有的裝有榴彈發射器。

現代坦克普遍裝備了以電子計算機為中心的火控系統,包括數字式火控計算機及各種感測器、炮長和車長瞄準鏡、激光測距儀、微光夜視儀或熱像儀、火炮雙向穩定器和瞄準線穩定裝置、車長和炮長控制裝置等。火控計算機用微處理機作中心處理裝置;測距儀多用摻釹釔鋁石榴石或釹玻璃激光器、二氧化碳激光器;感測器可自動輸入多種信息,供計算火炮瞄準角和方位提前角;炮長主瞄準鏡多為可晝夜測距、瞄準的組合體裝置,並配有瞄準線穩定裝置,車長主瞄準鏡一般為周視潛望式。

現代新型主戰坦克,火炮俯仰范圍-6°~+20°,火炮和炮塔為電液或全電式驅動,炮塔最大回轉速度0.393~0.995弧度/秒,射擊反應時間6~12秒,首發命中率65%~90%。

推進系統

多採用廢氣渦輪增壓、中冷、多種燃料發動機,有的採用了電子控制技術,M1和T-80坦克安裝了燃氣輪機。發動機功率多為883~1103千瓦,轉速2300~2600轉/分,單位體積功率達543~794千瓦/米,燃油消耗率231~271克/千瓦小時。

傳動裝置多採用電液操縱、靜液轉向的雙功率流動液行星式,將動液變矩器、行星變速箱、靜液或動靜液轉向機構、減速制動器等部件綜合成一體,功率密度有的高達811千瓦/米。T-72、T-80坦克傳動裝置,採用了兩個與側傳動器相組合的機械行星式變速箱。

坦克行動裝置多採用帶液壓減震器的扭桿式懸掛裝置,有托帶輪的小直徑負重輪式和銷耳掛膠的橡膠金屬履帶式履帶推進裝置。90式和「挑戰者」等坦克採用了液氣式或液氣-扭桿混合式懸掛裝置。

坦克單位功率多為20千瓦/噸左右,最大速度55~72千米/時,越野速度30~55千米/時,最大行程300~650千米。

坦克通行能力:最大爬坡度約30°越壕寬2.7~3.15米,過垂直牆高0.9~1.2米,涉水深1~1.4米。多數坦克裝有導航裝置和隨車攜帶有可拆卸的潛渡裝置。

防護系統

車體和炮塔前部多採用金屬與非金屬復合裝甲,車體兩側掛裝屏蔽裝甲,有的坦克在鋼裝甲表面掛裝了反應裝甲,有效地提高了抗彈能力,特別是防破甲彈穿透能力。坦克正面通常可防禦垂直穿甲能力為500~600毫米的反坦克彈丸攻擊。

為撲滅車內火災和防止破甲彈穿透裝甲後引起車內油氣混合氣爆炸,車內多裝有自動滅火抑爆裝置。為減輕核、化學、生物武器的殺傷破壞,車內安裝有三防裝置,有的在乘員室的裝甲內表面附設有削減中子流貫穿的防護襯層。此外,還配有煙幕裝置及其它偽裝器材和光電對抗設備,並採取進一步降低車高,合理布置油料和彈葯,設置隔艙等措施,使坦克的綜合防護能力顯著提高。

通信設備

一般裝有一部短波或超短波調頻電台和一套坦克車內通話器,車外有用於步坦聯絡的通話盒,指揮坦克通常裝備兩部電台。現代坦克電台多採用集成電路,帶有保密機、抗干擾裝置和微處理機控制器,最大通信距離可達25~35千米。

電氣設備

電源採用低壓直流供電體制,多裝有一台功率為10~20千瓦的硅整流交流發電機和4~10塊容量達300~600安培小時的蓄電池,T-72坦克採用了直流的起動-發電兩用電機。坦克各控制系統引入了大量電氣、電子部件,有的用電裝置採用了自動程序控制,並開始形成一個信息傳輸、功率控制、數據處理和故障自檢的多路傳輸的統一控制體系。

分類

20世紀60年代以前,坦克多按戰斗全重和火炮口徑分為輕、中、重型。通常輕型坦克重10~20噸,火炮口徑不超過85毫米,主要用於偵察、警戒,也可用於特定條件下作戰。中型坦克重20~40噸,火炮口徑最大為105毫米,用於遂行裝甲兵的主要作戰任務。重型坦克重40~60噸,火炮口徑最大為122 毫米,主要用於支援中型坦克戰斗。英國曾一度將坦克分為步兵坦克和巡洋坦克。步兵坦克裝甲較厚,機動性能較差,用於伴隨步兵作戰。巡洋坦克裝甲較薄,機動性能較強,用於機動作戰。

60年代以來,多數國家將坦克按用途分為主戰坦克和特種坦克。現在,主戰坦克已經取代了傳統的中型和重型坦克,是現代裝甲兵的主要戰斗兵器,用於完成多種作戰任務。特種坦克是裝有特殊設備、擔負專門任務的坦克,如偵察坦克、空降坦克、水陸坦克、噴火坦克等,多為輕型坦克。

簡史

乘車戰斗的歷史,可以追溯到古代,中國早在夏代就有了從狩獵用的田車演變而來的馬拉戰車。但坦克的誕生,則是近代戰爭的要求和科學技術發展的結果。

問世 第一次世界大戰期間,交戰雙方為突破由塹壕、鐵絲網、機槍火力點組成的防禦陣地,打破陣地戰的僵局,迫切需要研製一種火力、機動、防護三者有機結合的新式武器。1915年,英國政府採納了E.D.斯文頓的建議,利用汽車、拖拉機、槍炮製造和冶金技術,試制了坦克的樣車。1916年生產了Ⅰ型坦克(圖2),外廓呈菱形,剛性懸掛,車體兩側履帶架上有突出的炮座,兩條履帶從頂上繞過車體,車後伸出一對轉向輪。該坦克乘員8人,有「雄性」和「雌性」兩種。「雄性」裝有2門57毫米火炮和4挺機槍,「雌性」僅裝5挺機槍。1916年9月15日,有49輛Ⅰ型坦克首次投入索姆河戰役。當時為了保密,英國將這種新式武器說成是為前線送水的「水箱」(英文「tank」)。結果這一名稱被沿用至今,「坦克」就是這個單詞的音譯。

一戰期間,英、法和德國共製造了近萬輛坦克,主要有:英Ⅳ型、A型,法「聖沙蒙」、「雷諾」FT-17(圖3),德A7Ⅴ坦克等。其中,法國的「雷諾」FT-17坦克數量最多(3000多輛),性能較好,裝有單個旋轉炮塔和彈性懸掛裝置,戰後曾為其它國家所仿效。

這些早期坦克,結構形式多樣,有固定的頂置炮塔或側置炮座,也有旋轉式炮塔或無炮塔結構,裝有37~75毫米口徑的短身管、低初速火炮和數挺機槍,或僅裝機槍。坦克轉向,有的靠離合器和制動器系統,有的靠與兩條履帶分別聯動的輔助變速箱或電動機,有的由兩套發動機變速箱組分別驅動兩條履帶,靠變換兩履帶速比轉向。坦克戰斗全重7~28噸,單位功率2.6~4.8千瓦/噸,最大行程35~64千米,裝甲厚度5~30毫米。

由於當時技術水平的限制和生產設備簡陋,坦克性能較低,其火力主要用於殲滅有生力量,裝甲只能防禦槍彈和炮彈破片,沒有無線電通信設備和光學觀察瞄準儀器,行駛顛簸、速度緩慢,機械故障頻繁,乘員工作條件惡劣。早期的坦克只能用於引導步兵完成戰術突破,不能向縱深擴張戰果。但坦克的問世,開始了陸軍機械化的新時期,對軍隊作戰行動產生了深遠的影響。

發展

兩次世界大戰之間,是坦克戰術與技術發展思想的探索和實驗時期,各國研製裝備了多種類型的坦克。輕型、超輕型坦克曾盛行一時,在結構上還出現了能用履帶和車輪互換行駛的輪胎-履帶式輕型坦克、水陸兩用超輕型坦克和多炮塔的中型、重型坦克。這一時期的坦克主要有:英「馬蒂爾達」步兵坦克和「十字軍」巡洋坦克,法「雷諾」R-35輕型、「索瑪」S-35中型坦克,蘇Т-26輕型、Т-28中型坦克,德PzKpfwⅡ輕型、Ⅳ中型坦克等。

這些坦克與早期的坦克相比,戰術技術性能有了明顯提高。戰斗全重9~28噸,單位功率5.1~13.2千瓦/噸,最大速度20~43千米/時,最大裝甲厚度25~90毫米。火炮口徑多為37~47毫米,炮彈初速610~850米/秒,發射穿甲彈能穿透40~50毫米厚的鋼裝甲;有的坦克為增強支援火力,安裝了75或76毫米口徑的短身管榴彈炮,直至發展將小口徑加農炮、中口徑榴彈炮和數挺機槍集於一車的多武器、多炮塔坦克;開始採用望遠式和潛望式光學觀察瞄準儀器、炮塔電力或液力驅動裝置和坦克電台,出現了火炮高低向穩定器;推進系統多採用民用或航空用汽油機,固定軸式機械變速箱,轉向離合器或簡單差速器式轉向機構和平衡式懸掛裝置。反坦克炮出現後,一些國家為增強坦克的裝甲防護,設計了傾斜布置的裝甲,並按照各部位中彈的概率分配裝甲厚度。

成熟

第二次世界大戰期間,交戰雙方生產了約30萬輛坦克和自行火炮。大戰初期,法西斯德國首先集中使用大量坦克,實施閃擊戰。大戰中、後期,在蘇德戰場上曾多次出現有數千輛坦克參加的大會戰;在北非戰場、諾曼底戰役以及遠東戰役中,也有大量坦克參戰。與坦克作戰,已成為坦克的首要任務。

坦克與坦克、坦克與反坦克武器的激烈對抗,促進了中型、重型坦克技術的迅速發展,坦克的結構形式趨於成熟,火力、機動、防護三大性能全面提高。這一時期的坦克主要有:蘇T-34中型(圖4)、IS-2重型坦克,德PzKpfwⅤ「黑豹」式中型坦克、PzKpfwⅥ「虎」式重型坦克,美M4中型坦克,英 「邱吉爾」步兵坦克、「克倫威爾」巡洋坦克,日本97式中型坦克等。這些坦克普遍採用安裝一門火炮的單個旋轉炮塔。

中型、重型坦克的火炮口徑分別為57~85和88~122毫米,炮彈初速781~935米/秒,主要彈種是尖頭或鈍頭穿甲彈、榴彈,並出現了次口徑穿甲彈和空心裝葯破甲彈,射距 500米的最大穿甲厚度約150毫米;裝有與火炮並列的機槍,並多裝有高射機槍和前機槍;普遍安裝了晝用光學觀察瞄準儀器和坦克電台、坦克車內通話器,有的坦克採用了火炮高低向穩定器;發動機多為257~515千瓦的汽油機,蘇聯採用了坦克專用高速柴油機;開始採用雙功率流傳動裝置和扭桿式獨立懸掛裝置;為提高車體和炮塔的抗彈能力,改進了外形,增大了裝甲傾角(裝甲板與垂直面夾角),炮塔和車體分別採取裝甲鋼整體鑄造和軋制裝甲鋼板焊接結構,車首上裝甲厚度多為45~100毫米,有的達152毫米,炮塔的最厚部位達185毫米;車內有手提式滅火器,車外裝有拋射式煙幕裝置或煙幕筒。坦克戰斗全重 27~55噸(德國後期的PzKpfwⅥ「虎」Ⅱ式重型坦克達69.4噸),單位功率6.4~15千瓦/噸,最大速度25~64千米/時,最大行程 100~300千米。

輕型坦克僅在戰爭的初期有所發展,主要作為應急裝備和在特種戰斗條件下使用。

戰爭後半期,蘇、德雙方都利用坦克底盤生產了大量的自行火炮(實質上是無旋轉炮塔的坦克),與相同底盤的坦克比較,火炮威力大,外形低矮,結構較簡單,適於大量生產,但因其方向射界小,火力機動受限制,僅用於伴隨坦克作戰,以火力支援坦克行動。在第二次世界大戰中,坦克經受了各種復雜條件下的戰斗考驗,成為地面作戰的主要突擊兵器。

戰後發展

戰後至50年代,蘇、美、英、法等國借鑒大戰使用坦克的經驗,設計製造了新一代坦克,主要有:蘇Т-54中型、Т-55中型坦克、Т-10重型坦克和PT -76水陸坦克,美M48中型坦克、M103重型坦克和M41輕型坦克;英「百人隊長」中型坦克和「征服者」重型坦克,法AMX-13輕型坦克等。

這一時期的中型和重型坦克,戰斗全重36~65噸,火炮口徑分別為90~105和120~122毫米,車首上裝甲厚度76~127毫米,傾角55~60 度,鑄造炮塔多呈半球形,前部裝甲厚度110~200毫米,發動機功率382~596千瓦,單位功率為9~13千瓦/噸,最大速度34~50千米/時,最大行程100~500千米。有的坦克配備了旋轉穩定式超速脫殼穿甲彈、破甲彈和碎甲彈,開始採用火炮雙向穩定器、紅外夜視儀、合像式或體視式光學測距儀、機械模擬式彈道計算機、三防裝置、自動滅火裝置和潛渡裝置。

輕型坦克重14~23.5噸,乘員3~4人,火炮口徑為75或76毫米,炮塔裝甲最大厚度20~40毫米,發動機功率176~368千瓦,單位功率12.6~16千瓦/噸,最大速度44~65千米/時,最大行程260~350千米。 PT-76坦克在水上使用噴水式推進裝置,最大航行速度為10.2千米/時。AMX-13坦克採用了結構新穎的「搖擺式」炮塔,首次安裝了坦克炮自動裝彈機,炮塔上加裝有反坦克導彈發射架,可發射4枚反坦克導彈。

現代坦克

60年代出現的一批戰斗坦克,火力和綜合防護能力達到或超過以往重型坦克的水平,同時克服了重型坦克機動性能差的弱點,從而停止了傳統意義的重型坦克的發展,形成一種具有現代特徵的戰斗坦克,即主戰坦克。主要有:美M60A1、蘇T-62、英「酋長」、法AMX-30、聯邦德國「豹」Ⅰ、瑞典Strv103B(簡稱「S」)坦克(圖5)等。

這些主戰坦克,戰斗全重36~54噸,火炮口徑105~120毫米,發動機功率427~610千瓦,單位功率 9~15.4千瓦/噸,最大速度48~65千米/時,最大行程300~600千米。主要技術特徵是:普遍採用了脫殼穿甲彈、空心裝葯破甲彈和碎甲彈,火炮雙向穩定器、光學測距儀、紅外夜視夜瞄儀器,大功率柴油機或多種燃料發動機、雙功率流傳動裝置、扭桿式獨立懸掛裝置,三防裝置和潛渡裝置;降低了車高,改善了防彈外形;有的安裝了激光測距儀和機電模擬式彈道計算機。T-62坦克開始採用滑膛炮,發射尾翼穩定炮彈;「酋長」坦克為了控制車高,駕駛員呈半仰卧狀態操縱車輛;「S」坦克去掉了傳統的旋轉炮塔,火炮與車體剛性固定,並採用自動裝彈機和自動拋殼機,以及柴油機與燃氣輪機組合的動力裝置和可以調節車高、車姿的液氣式懸掛裝置。

各國發展的主戰坦克,都優先增強火力,但在處理機動和防護性能的關繫上,反映了設計思想的差異。如法AMX-30坦克偏重於提高機動性能;英「酋長」坦克偏重於提高防護性能;而蘇、美等國的坦克,則同時相應提高機動和防護性能。

這一時期新出現的輕型坦克主要是美M551式,裝有口徑為152毫米的短身管兩用炮,可發射普通炮彈和「橡樹棍」反坦克導彈,採用鋁合金裝甲車體,戰斗全重16噸,能空投、空運和利用折疊式圍帳浮渡。

現狀

70年代以來,現代光學、電子計算機、自動控制、新材料、新工藝等方面的技術成就,日益廣泛地應用於坦克的設計和製造,使坦克的總體性能有了顯著提高,更加適應現代戰爭要求。主要的新型主戰坦克有:蘇T-72、T-80、德國「豹」Ⅱ、美M1A2,英「挑戰者」2型,法AMX「勒克萊爾」,日本74式、90式和以色列「梅卡瓦」3型、韓國88式、巴西「奧索里奧」、義大利「公羊」、印度「阿瓊」。這些坦克仍優先增強火力,同時較均衡地提高機動和防護性能。

70年代以來的主戰坦克,其火力性能、機動性能、防護性能雖有顯著提高,但重量和車寬已接近鐵路運輸和橋梁承載的允許極限,且受地形條件限制大,使之對工程、技術、後勤保障的依賴性增大。由於新部件日益增多,坦克的結構日趨復雜,成本和保障費用也大幅度提高。為了更好地發揮坦克的戰斗效能,降低成本,在研製中越來越重視採用系統工程方法進行設計,努力控制坦克重量,並提高整車的可靠性、有效性、維修性和耐久性。第二次世界大戰後的一些局部戰爭大量使用坦克的戰例和許多國家的軍事演習表明,坦克在現代高技術戰爭中仍將發揮重要作用。

中國於50年代後期開始生產59式中型坦克),60年代初定型並投產了62式輕型坦克和63式水陸坦克,70年代以來研製和生產了69式、80式和88式主戰坦克。88式坦克戰斗全重 38噸,安裝有口徑為105毫米的線膛炮,火炮雙向穩定器、火控計算機、激光測距和晝夜合一觀瞄裝置組成的新型火控系統,滅火抑爆裝置,三防和潛渡裝置及新型電台,採用了復合裝甲和功率為537千瓦的廢氣渦輪增壓柴油機,單位功率14.1千瓦/噸,最大速度55千米/時,最大行程500千米。

展望

坦克仍然是未來地面作戰的重要突擊兵器,許多國家正依據各自的作戰思想,積極地利用現代科學技術的最新成就,發展21世紀初使用的新型主戰坦克。坦克的總體結構可能有突破性的變化,出現如外置火炮式、無人炮塔式等布置形式。火炮口徑有進一步增大趨勢,火控系統將更加先進、完善;動力傳動裝置的功率密度將進一步提高;各種主動與被動防護技術、光電對抗技術以及戰場信息自動管理技術,將逐步在坦克上推廣應用。各國在研製中,十分重視減輕坦克重量,減小形體尺寸,控制費用增長。可以預料,新型主戰坦克的摧毀力、生存力和適應性將有較大幅度的提高。

㈧ 自行火炮的分類有哪些

自行火炮指同車輛底盤構成一體自身能運動的火炮。自行火炮越野性能好,進出陣地快,多數有裝甲防護,戰場生存力強,有些還可浮渡。自行火炮的使用,更有利於不間斷地實施火力支援,使炮兵和裝甲兵、摩托化步兵的戰斗協同更加緊密。

自行火炮主要由武器系統、底盤部分和裝甲車體組成。武器系統包括火炮、機槍、火控裝置和供彈裝填機構等。為減小炮身後坐量,多採用效率較高的炮口制退器;為減少戰斗室內的火葯燃氣,炮身上裝有抽氣裝置;為提高射速和減輕裝填手的勞動強度,多採用半自動或全自動供彈裝填機構。底盤部分包括動力裝置、傳動裝置、行動裝置和操縱裝置,通常採用坦克或裝甲車輛底盤,有的則是專門設計的。車體的裝甲材料主要有鋼質和鋁合金兩種,厚度一般為10~50毫米,前裝甲較厚,其他部位較薄。

自行火炮除按炮種分類外,還可按行動裝置的結構形式分為履帶式、輪胎式和半履帶式;按裝甲防護可分為全裝甲式、半裝甲式和敞開式。全裝甲式車體通常是密閉的,具有對核武器、化學武器和生物武器的防護能力。

牽引火炮

牽引火炮指靠機械車輛牽引而運動的火炮。牽引火炮均有運動體和牽引裝置,有的還帶有前車。運動體包括車輪、緩沖器和制動器,車輪採用海綿胎或充氣胎。有的牽引火炮在炮架上裝有輔助推進裝置,用以在火炮解脫牽引後驅動火炮進出陣地和短距離行軍,或在通過難行地段時驅動火炮車輪與牽引車一起運動。有些長身管的牽引火炮,炮身可回拉或調轉180°以縮短火炮成行軍狀態時的長度。第一次世界大戰期間,隨著汽車和拖拉機的使用,出現了牽引火炮。第二次世界大戰時,機械車輛牽引成為火炮運動的一種基本方式。牽引火炮結構簡單,造價低,易於操作和維修,可靠性好,有些國家在發展自行火炮的同時,仍重視牽引火炮的發展。

現代自行火炮

目前,所有類型的牽引式火炮都有了相應的自行火炮,諸如自行榴彈炮、自行加農炮、自行加榴炮、自行反坦克炮、自行迫擊炮、自行無後坐炮、自行高射炮等,它們如虎添翼,馳騁自如,在戰場上施展著各自的拿手本領。

當前投入使用的口徑最大的自行火炮,是美國的203毫米自行榴彈炮,所配用的榴彈重90千克。別看這種火炮體大身重,卻可以在半小時內被分解成炮與底盤兩大件,用大型運輸機空運。

現代火炮中,身價昂貴而結構和技術十分復雜的自行火炮,當屬新型的全天候、全自動的自行高射炮。例如雙管35毫米自行高射炮,約由20萬個零件組成,其造價比兩輛豹式坦克還貴。

隨著核武器的出現,自行火炮在現代戰爭的作用越來越重要了,這是因為自行火炮具有三防能力,並能迅速投入或撤出戰斗,有著較高的戰術和火力機動性,而這些都是牽引式火炮所望塵莫及的。

在現代戰爭中,坦克在向前推進時,若遇到敵人強有力的攔阻而沒有炮兵的火力支援,就很難完成戰斗任務。在這種情況下,自行火炮就具有明顯的優越性。它既有良好越野性能,可以有效地協同坦克和機械化部隊作戰。又能以自身的強大的火力擊毀敵坦克。另外,自行高射炮還能用來對付敵機的低空攻擊,並能有效地保護坦克和機械化部隊。

自行火炮與牽引式火炮相比,還有一個突出的優點,就是可大大縮短行軍與戰斗的轉換時間,從而可隨時投入激烈的戰斗,一門203毫米牽引式榴彈炮從行軍狀態轉到戰斗狀態,約需要半小時至幾小時,而自行火炮卻快得出奇,前後僅需要1分鍾。

我國在90年代初研製的155毫米自行加農榴彈炮,發射遠程全膛榴彈時的初速為每秒897米,最大射程達39000米,身管長為口徑的45倍。

它的最大行駛速度,在公路上為40~45千米/小時,在土路上為30~35千米/小時。最大行程為450千米,在行駛中可通過700毫米高的垂直牆,越過2700毫米寬的溝壕。

美國「十字軍」式自行火炮

1985年美國提出《先進野戰火炮系統發展計劃》,該計劃對新式火炮提出了嚴格的要求,要求在目標毀傷能力、快速反應能力和戰場生存能力等方面,都有明顯提高。具體要求是:

(1)它的最大射程心須超過21世紀初期同類武器所能達到的水平,至少達到40千米,爭取達到50千米;

(2)發射炮彈速度要盡量快,每分鍾達12~16發,並具有4~8發同時彈著的能力;

(3)停車後15秒內應發射出第1發炮彈;

(4)射擊命中精度要比M109A6式高50%,25千米的圓周概率誤差為80米,只是M109A6式的一半;

(5)高機動性,越野速度達到39~48千米/小時;

(6)具有良好的防護能力和最小發射痕跡;

(7)具有自主診斷與檢測故障和自修復能力等等。

「十字軍」式火炮應運而生。該炮是一種雙車系統,一門為XM2001式自行火炮,另一輛為XM2002式裝甲供彈車。兩車採用同一底盤,有60%的通用部件。54倍口徑長的XM297E2式身管採用整體式中壁製冷。最大射程40~50千米,射速10~12發/分。供彈車上裝有60個彈丸和60個裝葯,可在12分鍾內通過遙控向火炮供應60發炮彈。越野速度39~48千米/小時,公路行駛速度67~78千米/小時,完全可以伴隨主戰坦克行進。有3名炮手,炮重50多噸。1996年中期,「十字軍」火炮轉入初步計劃階段,2000年初轉入工程製造和發展階段,同年8月製造出首門樣炮,2002年製造10門樣炮和10輛車,2005年開始裝備部隊。

法國「愷撒」式155毫米自行火炮

法國地面武器工業集團針對20世紀90年代在發展中國家發生的中、低強度局部戰爭以及他們的購買能力,推出了一種低成本的「愷撒」式155毫米法國「愷撒」式155毫米自行火炮自行火炮。火炮採用了52倍口徑長的身管,使發射遠程全膛底部排氣彈時,最大射程達到42千米;炮架採用法軍現役TRF1式155毫米牽引榴彈炮的炮架。火炮裝在車體後部,炮身左側儲存18發彈丸,右側為18發裝葯。由於採用了新設計的快速送彈裝置,使開始射擊的15秒內發射3發彈,然後以6發/分的速度持續射擊。火炮的方向射界為30°,高低射界為66°。「愷撒」的運載車由德國賓士U2450L型6輪式卡車改裝而成。火炮戰斗全重只有18.5噸,可以方便地駛入3-130運輸機的後部貨艙,進行長途戰略運輸,快速投入使用。

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