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火控系統 |
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全稱火力指揮與控制工程，是控制射擊武器自動實施瞄準與發射的裝備的總稱。 簡介 控制武器自動或半自動地實施瞄準與發射的裝備的總稱。武器火力控制系統的簡稱。現代火砲、坦克炮、戰術火箭和導彈、機載武器(航炮、炸彈和導彈)、艦載武器(艦炮、魚雷、導彈和深水炸彈)等大多配有火控系統。非制導武器配備火控系統，可提高瞄準與發射的快速性與準確性，增強對惡劣戰場環境的適應性，以充分地發揮武器的毀傷能力。制導武器配備火控系統，由於發射前進行了較為準確的瞄準，可改善其製導系統的工作條件，提高導彈對機動目標的反應能力，減少制導系統的失誤率。 [1]構成 1、目標跟踪器 2、火力控制計算機 3、系統控制台 4、射擊控制儀 5、接口設備 6、必要的外圍設備 作用 1、獲取戰場態勢和目標的相關信息 2、計算射擊參數，提供射擊輔助決策 3、控制火力兵器射擊，評估射擊效果 分類 1、按用途分：艦面火控系統、航空火控系統、地面火控系統 2、按方式分：模擬式、數字式 3、按武器種類分：輕武器火控系統、重武器火控系統、裝甲火控系統等 系統元件 射擊諸元指的是能將彈頭(戰鬥部)送抵目標區域所相應的武器身管或發射軌的方位角與射角，對具有時間引信的彈頭還有引信分劃，對製導武器和水中武器還可能包括制導距離、轉向角、定深和散角。準確、實時地求出射擊諸元是武器火控系統最核心的任務。為了完成上述任務，武器火控系統通常包括下圖所示的諸種功能模塊。 目標搜索與辨識利用觀測器材搜索目標是火控系統的第一項任務。火控系統中常用的觀測器材有雷達、光學或激光測距儀、紅外或微光夜視儀、戰場偵察電視、聲測器材、聲納等。對於固定目標還可使用地圖與航空(或衛星)照片。搜索到目標之後應進一步對目標的類型(車輛、飛機、導彈、艦船、兵器、人員等)、型號、數量及其敵我屬性進行辨識。圖像辨識技術的應用已使目標辨識自動化，而敵我辨識最有效的設備是電子敵我識別器。 目標參數測量目標參數包括目標位置參數與運動參數。目標位置參數指的是目標相對地理坐標系或觀測坐標系中的坐標，例如距離、方位角、高低角等；目標運動參數則包括航速、航向、舷角、加速度等，它們是求取射擊諸元所不可缺少的數據。用於目標參數測量的觀測器材應該具有較高的精度，它們多用於測定目標位置，利用多普勒效應的器材還可以測定目標相對於觀測器材的縱向速度。對於運動目標，觀測器材還必須實時地跟踪目標，測量出一系列目標參數值，為利用這些實測值估計目標現在瞬時位置與運動參數提供條件。 氣象與彈道條件測量氣溫、氣壓、風速、風向等氣象參數和彈丸初速偏差、彈藥溫度、彈重偏差等彈道條件參數均會對實際彈道產生影響，必須及時測量，以便在求解射擊諸元時考慮進去。彈重偏差可根計、氣壓計、風速計、彈丸初速測量儀測得。氣象雷達、彈丸初速測量雷達是較為先進的氣象與彈道條件測量設備。由於氣象條件是對全彈道起作用的，有關氣象測量點應該覆蓋全彈道。對於海軍水中武器，還要測量波浪、海流等水文因素。 運載體運動參數測量運載觀測器材與火力系統的車輛、飛機、艦船在運動中的3個平移自由度與3個轉動自由度既惡化了觀測條件又改變了彈道參數。對嚴重影響射擊效果的運動參數應加以測量，並令觀測器材、武器身管或發射架相對於其載體做一量值相等方向相反的運動，或者在求解射擊諸元時予以修正，以使射擊或投擲盡量不受運載體運動的影響。用於運動中瞄準和發射的火控系統通常都裝有三自由度或二自由度的陀螺系統，以便適時地測量運載體的三個姿態角(俯仰、偏航與傾斜)或其角速度。對高速運動的運載體(如飛機、艦船等)還裝有測定運載體運動速度的測速裝置。對於射擊精度要求非常高的火控系統，如近程反導彈高射砲火控系統，不僅要求測定三個姿態角或其角速度，而且要求測量升沈、橫移與縱移的速度，甚至還要考慮運載體的彈性變形。 脫靶量測量由於種種難以控制與修正的隨機因素的影響，首發或首群發的彈頭可能脫靶。這時應測量脫靶量，並用已測得的脫靶量修正以後的射擊諸元，這就是校射。對固定目標或相對武器系統運動緩慢的目標，凡是能夠觀測炸點、估測出炸點對目標偏差的器材均可完成校射任務。砲兵校射雷達可在其波瓣有效區域內估測出彈頭的落點，是一種先進的校射工具。當對飛機或導彈等高速目標射擊時，必須同時跟踪並測量目標與彈頭隨時間變化的坐標，相控陣雷達是實現此種測量的一種先進的工具。 數據處理現代火控系統主要由數字電子計算機來完成數據處理工作。這種計算機稱為火控計算機，又常稱為指揮儀。它是火控系統的核心部件。其任務是存貯有關目標、脫靶量、氣象條件、彈道條件、運載體運動參數等所有數據與信息；計算現在瞬時目標的位置與運動參數；根據實戰條件下的彈道方程或存貯於火控計算機中的射表求解命中點坐標，計算射擊諸元；根據過去的脫靶量修正射擊諸元；評估射擊效果等。其目的是輸出控制指令給顯示設備和隨動系統，或輸出操縱指令給自動駕駛儀。 武器發射控制目的是控制武器到達正確的射擊位置，並按預定的方式射擊。為了賦予武器射擊諸元，通常用液壓式或機電式隨動系統分別控制武器的射角、方位角與引信分劃等射擊諸元，使之與火控計算機的輸出值相一致。當武器與運載體完全或部分固連時，例如機載火砲的身管、炸彈的發射軌完全與飛機固連，某些大口徑自行火砲的方位角則同車體一致，此時火控計算機的輸出信息應傳送給自動控制機構，驅動運載體按能使彈頭命中目標的方向運動。 系統控制、信息顯示與傳輸為了充分發揮指揮與操作人員的主觀能動性，火控系統中設有系統控制操作與顯示面板，具有良好的人椈?緱媯?芍憊坌蝸蟮叵允臼?荽?斫峁??員Vぶ富佑氬僮魅嗽備稍ふ?齷鸝叵低車目刂屏鞒獺；鸝叵低掣韃糠種?淶男畔⒋?縈篩髦滯?階爸謾⒂邢哂胛尷呤?執?溆臚ㄐ派璞咐賜瓿桑??牆?鸝叵低沉?映梢桓穌?濉 火控系統功能模塊的種類與規模，是根據其控制的武器的特性與應用環境來設計與裝備的。例如，用於停止間射擊的武器，其火控系統就無需具有運載體運動參數測定的功能；為了減輕重量、降低造價，某些火砲，尤其是中小口徑地面火砲，往往不配隨動系統，而由砲手按火控計算機給出的射擊諸元在火砲上裝定；高射砲火控系統，由於同時跟踪快速目標與觀測高速彈丸，設備技術複雜，價格昂貴，過去多不進行脫靶量自動測量，故不能自動校射；用於近程反導彈的轉管火砲與多聯裝火砲的火控系統，為了確保武器的命中率，大多進行脫靶量自動檢測，構成自動校射的大閉環火控系統。為了發揮不同觀測器材的優點，確保在各種環境中均能獲取所需信息，並提高它們在戰場上的機動性，經常把多種觀測器材組裝在同一運載體中，構成相應的偵察車、偵察飛機、空中系留平台等裝備。氣象觀測站(車、船)更集各種氣象觀測器材於一身，以完成大範圍內的氣象觀測與通報任務。這些載有多種器材的偵察或觀測車、船與飛機雖然要完成在火控系統中承擔的任務，但卻自成一個獨立於火控系統之外的武器裝備系統。 對武器射擊的控制，由最初使用的準星與表尺，發展到後來較為複雜的瞄準裝置，都是依靠人眼觀測、手動操作的。自動化的火控系統直到第二次世界大戰期間才首先在高射砲射擊控制中得到應用。當時的高射砲火控系統採用了雷達與光學測距儀搜索與跟踪目標、機電式模擬計算機進行數據處理、隨動系統驅動火砲、並用同步傳動裝置將上述各部分連接成一個自動化的防空綜合體。戰後，數字計算機代替了模擬計算機，使火控系統的功能大為提高，從僅能控制單個武器或多個相同武器對同一目標用同一諸元射擊，發展為可控制不同類型的眾多武器有計劃地對多個目標用不同諸元射擊。隨著超大規模集成電路數字計算機的發展，諸如戰場態勢的顯示、作戰計劃的擬定、目標的識別與選擇、火力的分配、彈藥消耗的確定、射擊效果的評估、通信的管理與信息的處理連同上述的火力控制等問題，都可在同一部計算機系統內解決。現代武器火控系統已發展成為指揮、控制、通信與情報(C?I)系統中的一個重要組成部分。 [1] |
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