【科普中國軍事科技】坦克火炮也要預(yù)瞄？坦克火炮打準(zhǔn)需要哪些黑科技？

在激光測(cè)距儀和彈道解算器（加入修正功能后成為彈道計(jì)算機(jī)）逐漸普及后，坦克的火控水平進(jìn)入了新的時(shí)代。坦克炮手第一次擁有了精確獲得目標(biāo)距離的能力，也可以正確的裝定垂直方向的提前量，讓拋物線彈道準(zhǔn)確的打到敵方坦克上。然而，如何讓坦克命中行進(jìn)間的敵方坦克，依然是個(gè)難題。在這一時(shí)期，擾動(dòng)式火控誕生了。

擾動(dòng)式火控，指對(duì)目標(biāo)建立穩(wěn)定跟蹤后，彈道計(jì)算機(jī)計(jì)算提前量時(shí)需要擾動(dòng)已有的瞄準(zhǔn)線。簡(jiǎn)單來說，當(dāng)坦克炮手建立了對(duì)目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤后，按下激光測(cè)距按鈕，炮鏡中的瞄準(zhǔn)點(diǎn)需要改變，進(jìn)行二次瞄準(zhǔn)后才能射擊。相比于此前的分劃線來說，擾動(dòng)式火控整合了測(cè)距、水平提前量判斷、火炮和發(fā)射藥狀態(tài)，在打擊定速移動(dòng)目標(biāo)時(shí)可以不依賴炮手的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)火控計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果直接進(jìn)行攻擊，有效的減少了炮手的工作量。

(資料圖)

光點(diǎn)注入式

想要正確的計(jì)算目標(biāo)的位置，最好的方式就是自動(dòng)計(jì)算火炮的垂直和水平姿態(tài)。垂直方向的火炮姿態(tài)調(diào)整基本依靠激光測(cè)距儀和裝定的射表進(jìn)行計(jì)算，只要激光測(cè)距儀獲得了對(duì)目標(biāo)的正確距離，哪怕是機(jī)電式的彈道計(jì)算機(jī)都可以很快得出垂直方向的提前量。而在水平提前量上，各國大多采用根據(jù)炮塔轉(zhuǎn)速來進(jìn)行跟蹤的方式。在激光測(cè)距儀已經(jīng)確定距離，彈藥飛行所需時(shí)間已經(jīng)確定的情況下，炮手一旦建立對(duì)目標(biāo)的跟蹤，就可以依靠炮塔轉(zhuǎn)速計(jì)算目標(biāo)的水平運(yùn)動(dòng)速度，從而得出一個(gè)在特定彈藥飛行時(shí)間下的水平提前量。

（圖為光點(diǎn)注入式火控的瞄準(zhǔn)流程 圖片來源：專家資料圖）

而光點(diǎn)注入式擾動(dòng)火控正是基于這套計(jì)算流程進(jìn)行的。在炮手建立對(duì)目標(biāo)跟蹤后，按下測(cè)距儀即可進(jìn)行測(cè)距，火控計(jì)算機(jī)會(huì)通過最近2秒的炮塔轉(zhuǎn)速、方向和激光測(cè)距儀讀數(shù)自動(dòng)計(jì)算火炮需要調(diào)整到的水平和垂直姿態(tài)，然后將一個(gè)圈投射到炮手瞄準(zhǔn)鏡內(nèi)，作為計(jì)算提前量后的準(zhǔn)星。炮手只需要將這個(gè)圈套在目標(biāo)上，即可進(jìn)行發(fā)射。如果圈太大或者太小，則意味著測(cè)距出現(xiàn)了問題，需要重新測(cè)距和跟蹤才能發(fā)射。

光點(diǎn)注入式火控雖然可以通過圈的大小來估計(jì)激光測(cè)距的正確與否，但是同時(shí)喪失了精確瞄準(zhǔn)能力，打擊非特定尺寸的坦克時(shí)也無法判斷測(cè)距正確與否。而更致命的是，光點(diǎn)注入式火控只適合打擊勻速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)。由于使用圓圈“套上”坦克，分劃線會(huì)非常簡(jiǎn)單，如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生改變或者急停，此前的炮塔轉(zhuǎn)速預(yù)估水平提前量將會(huì)是錯(cuò)誤的，同時(shí)帶來嚴(yán)重的誤導(dǎo)，打擊變速或者反復(fù)短停的目標(biāo)時(shí)很難正確的完成射擊。

雙步進(jìn)電機(jī)式

（圖為雙步進(jìn)電機(jī)式火控瞄準(zhǔn)流程 圖片來源：專家資料圖）

光點(diǎn)注入式雖然讓坦克提高了對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的命中率，但是由于采用光源注入，在低光環(huán)境下會(huì)影響炮手的正常觀察。同時(shí)，光點(diǎn)注入式火控炮鏡分劃依然較為復(fù)雜，需要顯示提前量計(jì)算后的光點(diǎn)和不計(jì)算提前量的瞄準(zhǔn)原點(diǎn)，不利于炮手的快速反應(yīng)。大部分北約國家最終采用的都是雙步進(jìn)電機(jī)式火控。

（圖為模擬器中的雙步進(jìn)電機(jī)式火控，在跟蹤目標(biāo)后準(zhǔn)星位置會(huì)改變，不再處于視野中心 圖片來源：?jiǎn)袅▎袅ǎ?/strong>

和光點(diǎn)注入式火控一樣，雙步進(jìn)電機(jī)式火控在提前量計(jì)算的方式上沒有任何區(qū)別，但是在呈現(xiàn)的方式上有些差距。雙步進(jìn)電機(jī)式火控直接在垂直和水平方向上移動(dòng)準(zhǔn)星分劃的位置，不會(huì)增加注入一個(gè)圓圈或光點(diǎn)。炮手可以直接再次使用準(zhǔn)星對(duì)正目標(biāo)即可。部分更為先進(jìn)的雙步進(jìn)電機(jī)式火控還增加了瞄具隨動(dòng)的功能。在準(zhǔn)星顯示提前量后會(huì)自動(dòng)移動(dòng)炮塔一小段距離，讓移動(dòng)后的準(zhǔn)星依然在目標(biāo)附近，幫助炮手進(jìn)行快速瞄準(zhǔn)，一定程度上降低了炮手的工作壓力。

（圖為模擬器中的雙步進(jìn)電機(jī)式火控，準(zhǔn)星位置改變后自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)炮塔，大致對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) 圖片來源：?jiǎn)袅▎袅ǎ?/strong>

但是相較于光點(diǎn)注入式火控，雙步進(jìn)電機(jī)火控在面對(duì)急停目標(biāo)時(shí)的問題更為嚴(yán)峻。由于火炮只有準(zhǔn)星一個(gè)分劃，沒有任何其他參考可以幫助炮手將準(zhǔn)星回中。如果急忙重新測(cè)距，快速調(diào)整炮塔，反而會(huì)讓火控計(jì)算機(jī)誤以為目標(biāo)在快速運(yùn)動(dòng)，計(jì)算出一個(gè)更加錯(cuò)誤的提前量，影響打擊效果。

補(bǔ)償鏡式

為了其他擾動(dòng)式火控很難打準(zhǔn)急停目標(biāo)的問題，蘇聯(lián)工程師在擁有激光測(cè)距儀的T-72坦克上使用了一種別出心裁的火控方式：補(bǔ)償鏡式。炮手同樣需要先對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，有一個(gè)紅色的圓圈代表激光測(cè)距儀指向的位置，確保炮手將激光測(cè)距儀準(zhǔn)確的指向目標(biāo)。而在建立穩(wěn)定的跟蹤之后，按下激光測(cè)距按鈕，火控計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)炮塔轉(zhuǎn)速和激光測(cè)距儀的讀數(shù)反饋兩方向的提前量，但是形式上略有不同。

（圖為模擬器中的補(bǔ)償鏡式火控，左側(cè)-055意味著向左修正到5.5單位 圖片來源：?jiǎn)袅▎袅ǎ?/strong>

垂直方向的提前量會(huì)通過直接調(diào)整瞄準(zhǔn)線分劃板實(shí)現(xiàn)，分劃板只做垂直方向的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)所選的彈種，在垂直方向上對(duì)特定距離進(jìn)行歸零。水平方向上的提前量則通過獨(dú)立的補(bǔ)償鏡顯示。T-72B坦克的炮鏡上有水平的很多短線，每一格對(duì)應(yīng)1單位的修正量。根據(jù)補(bǔ)償鏡上的數(shù)字，向左或者向右根據(jù)短線進(jìn)行正確的修正，即可命中目標(biāo)。如果目標(biāo)進(jìn)行急停，也可以直接不進(jìn)行水平修正，如果速度發(fā)生明顯改變，也可以根據(jù)速度的大致范圍在補(bǔ)償鏡的提前量上進(jìn)行適當(dāng)增減，從而提高準(zhǔn)確命中的可能。

（圖為模擬器中的補(bǔ)償鏡式火控，紅圈為激光測(cè)距儀的指向，已根據(jù)提前量修正瞄準(zhǔn) 圖片來源：?jiǎn)袅▎袅ǎ?/strong>

總的來說，補(bǔ)償鏡式火控是介于步進(jìn)電機(jī)和光點(diǎn)注入中間的火控方案，在垂直方向使用步進(jìn)電機(jī)式，在水平方向進(jìn)行顯示一個(gè)數(shù)字讓炮手自行調(diào)整；可以在提高新炮手命中率的同時(shí)，讓熟練的炮手更好的發(fā)揮自己的經(jīng)驗(yàn)，在面對(duì)非勻速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)時(shí)更有可能準(zhǔn)確命中。

擾動(dòng)式火控讓計(jì)算機(jī)技術(shù)在坦克火控領(lǐng)域有了一席之地。但是火控并不是“黑科技”，都是基于已知的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息，假定這些運(yùn)動(dòng)信息不變的情況下進(jìn)行攻擊。雖然能極大的降低對(duì)炮手目測(cè)敵速度、目測(cè)敵距離的要求，但是本質(zhì)上依然是一種輔助工具，不能做到“預(yù)判”目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡并且永遠(yuǎn)準(zhǔn)確命中目標(biāo)。這些問題的最終解決，還要從自動(dòng)化時(shí)代向智能化時(shí)代跨越。

出品：科普中國

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

作者：黃天（海東青科創(chuàng)團(tuán)隊(duì)）

審核專家：劉曉峰（資深軍事科普作家）

策劃：金赫