[原创]闲谈我国主战坦克火控系统(6月8日已更新）-超级军网

夏天又到了，天气越来越热热的叫人精神亢奋！人的精神一亢奋就想说话，正好笔者最近看了一些关于现代主战坦克火控系统的东东收获颇多，于是就浮上来写些东西和大家分享。因为所谈内容并非笔者所学专业，有说得不对或不准确的地方还希望同好们多提建议少拍砖头。[em07]

[此贴子已经被作者于2006-6-8 11:58:39编辑过]

夏天又到了，天气越来越热热的叫人精神亢奋！人的精神一亢奋就想说话，正好笔者最近看了一些关于现代主战坦克火控系统的东东收获颇多，于是就浮上来写些东西和大家分享。因为所谈内容并非笔者所学专业，有说得不对或不准确的地方还希望同好们多提建议少拍砖头。[em07]
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[此贴子已经被作者于2006-6-6 23:03:04编辑过]

呵呵呵，今天先聊这么多，明天接着忽悠热像仪的问题。

呵呵.你小子貌似有不少资料呀，共享一下！！

我的资料全是公开的，只要你找也能找到！[em07]

我要去找，多麻烦，直接给我共享多方便

买本《战场文集》看原文吧。

王辉写的中日坦克50年对比关于稳像式火控系统的内容一笔带过，我写的东西和他没有任何关系，当然老朱那本书也是我的重要参考资料之一。

不是《战场文集1》而是2，正好你用的几张照片就是河南帮的，河南帮这文章投给了战场文集2

那篇文章肯定会看，毕竟直接触摸装备比抱着书本啃资料更直观。不过从目前超大上河南帮拍的照片来看，他们参观的仅仅是96早期生产批次坦克，炮长瞄准镜左侧只有一倍镜连夜视仪都没装，火控更是下反无疑。我这篇文章主要是谈技术的，后面还计划写好多章，至于结论，留给大家一起讨论，我想这样还是比较好的。另外，我只借了一张河南帮的照片，其他两张都是央视截图。

<div class="quote">以下是引用bigblu在2006-6-6 21:26:00的发言： 呵呵呵，今天先聊这么多，明天接着忽悠热像仪的问题。</div>期待你的热像仪

<div class="quote">以下是引用bigblu在2006-6-6 23:11:00的发言： 那篇文章肯定会看，毕竟直接触摸装备比抱着书本啃资料更直观。不过从目前超大上河南帮拍的照片来看，他们参观的仅仅是96早期生产批次坦克，炮长瞄准镜左侧只有一倍镜连夜视仪都没装，火控更是下反无疑。我这篇文章主要是谈技术的，后面还计划写好多章，至于结论，留给大家一起讨论，我想这样还是比较好的。另外，我只借了一张河南帮的照片，其他两张都是央视截图。</div>对，他们玩的确实是下反。和我玩的也小有不同。

BS小菲赤果果的炫耀,期待你写个文章,我们拜读!

那么，大佬玩的是？？？？？[em02][em02][em02]

第二章热像仪国产主战坦克装备热成像仪滥觞自99式主战坦克，该热成像仪传感器头安装位置在炮长瞄准镜左侧成L型结构，因此也被称作“热像肘”。由“热像肘”传感器探测到的目标红外热辐射信号转变为电信号以后送热像仪1耗电子箱，转化为标准CCIR视频信号，输出到监视器上显示出来。热像仪的电子变被、调焦等功能由热像仪2号电子箱实现。该热像仪主要技术性能如下：工作波长  8～12µm坦克目标识别距离  不小于2.5km（标准条件）观察视场    宽视场（长×宽，下同）   10º×6.7º            窄视场   5º×3.3º            电子变被  2.5º×1.7º被率        宽视场   6×            窄视场   12×监视器      1.5英寸CRT配3.5×目镜显示整机功耗    正常时不大于150W热像仪传感器面板左上角是显示器，它周围有各种控制开关，实现调焦、调亮、调对比度、变倍、调视场等功能。热像仪显示画面可在黑热和白热之间切换，黑热显示时物体温度高的部分成黑色，白热时相反，乘员可根据个人习惯自行选择以求达到最佳效果。目前我国坦克上装备的热像仪主要是第一代光机扫描热像仪，因为只有单像元红外探测器，必须采用机械扫描成像的方式得到目标图像，而且需要制冷设备对探测器冷却以达到较好的灵敏度。这导致第一代热像仪体积、重量大，价格昂贵，宽视场成像质量不高。目前我国和国外都在发展的第二代凝视焦平面成像热像仪，它采用二维镶嵌式8～14µm波段多元碲镉汞红外探测器并利用CCD电子自扫描技术输出视频信号。它可以像人眼一样对目标一次成像，不需要机械扫描装置，因为多元红外探测器灵敏度极高，也不需要制冷。第二代热像仪拥有很高的分辨率，重量轻、体积小、成品化以后可以大幅降低成本适于普遍装备。国外对第二代热像仪的研制起步较早，80年代末已有多种样机面世。美军率先于90年代后期将战车用第二代热像仪装备M2A3步兵战车，使其在复杂气象条件下侦察能力一举超过强悍的M1A2主战坦克。中国的第二代热像仪的研制起步比国外要晚，至90年代末方有数种试验样机面世。但是随着近几年我国对其核心器件“焦平面阵列（FPA）”的生产能力不断提高，成品率和性能稳步提升，相信目前国产第二代战车用非制冷凝视焦平面热像仪已有成品面世。最后说句题外话，笔者估计国产第二代热像仪很可能跟美军一样，首先装备机械化部队的装甲侦察车，毕竟相对于主战坦克而言，这些车辆对全天候观察能力的要求更高。

<div class="quote">以下是引用bigblu在2006-6-7 10:00:00的发言： 第二章热像仪国产主战坦克装备热成像仪滥觞自99式主战坦克，该热成像仪传感器头安装位置在炮长瞄准镜左侧成L型结构，因此也被称作“热像肘”。由“热像肘”传感器探测到的目标红外热辐射信号转变为电信号以后送热像仪1耗电子箱，转化为标准CCIR视频信号，输出到监视器上显示出来。热像仪的电子变被、调焦等功能由热像仪2号电子箱实现。该热像仪主要技术性能如下：工作波长  8～12µm坦克目标识别距离  不小于2.5km（标准条件）观察视场    宽视场（长×宽，下同）   10º×6.7º            窄视场   5º×3.3º            电子变被  2.5º×1.7º被率        宽视场   6×            窄视场   12×监视器      1.5英寸CRT配3.5×目镜显示整机功耗    正常时不大于150W热像仪传感器面板左上角是显示器，它周围有各种控制开关，实现调焦、调亮、调对比度、变倍、调视场等功能。热像仪显示画面可在黑热和白热之间切换，黑热显示时物体温度高的部分成黑色，白热时相反，乘员可根据个人习惯自行选择以求达到最佳效果。目前我国坦克上装备的热像仪主要是第一代光机扫描热像仪，因为只有单像元红外探测器，必须采用机械扫描成像的方式得到目标图像，而且需要制冷设备对探测器冷却以达到较好的灵敏度。这导致第一代热像仪体积、重量大，价格昂贵，宽视场成像质量不高。目前我国和国外都在发展的第二代凝视焦平面成像热像仪，它采用二维镶嵌式8～14µm波段多元碲镉汞红外探测器并利用CCD电子自扫描技术输出视频信号。它可以像人眼一样对目标一次成像，不需要机械扫描装置，因为多元红外探测器灵敏度极高，也不需要制冷。第二代热像仪拥有很高的分辨率，重量轻、体积小、成品化以后可以大幅降低成本适于普遍装备。国外对第二代热像仪的研制起步较早，80年代末已有多种样机面世。美军率先于90年代后期将战车用第二代热像仪装备M2A3步兵战车，使其在复杂气象条件下侦察能力一举超过强悍的M1A2主战坦克。中国的第二代热像仪的研制起步比国外要晚，至90年代末方有数种试验样机面世。但是随着近几年我国对其核心器件“焦平面阵列（FPA）”的生产能力不断提高，成品率和性能稳步提升，相信目前国产第二代战车用非制冷凝视焦平面热像仪已有成品面世。最后说句题外话，笔者估计国产第二代热像仪很可能跟美军一样，首先装备机械化部队的装甲侦察车，毕竟相对于主战坦克而言，这些车辆对全天候观察能力的要求更高。 </div>国内谁能做产品化的FPA？据我所知国内非制冷型的热像仪里头FPA+ROIC+Package这样完整的产品化核心还都是买的吧？当然也可能有个别实现了突破，可是因为保密我们不知道，不过，这种可能性好像是非常小。毕竟，虽然封装并不算太难，但是前面的FPA+ROIC还是有很多问题没解决。唉，说到这里，忍不住又想说一句“体制问题”啊！难道我们一定要走国外走过的路吗？我们有自己创新的东西为什么不支持呢？算了，不说了，再说矛头就要转向国内搞红外的老大了不知道bigblu对热像仪了解多少，能不能和你讨论一些技术问题呢

[此贴子已经被作者于2006-6-7 12:04:26编辑过]

第三章   “猎－歼”能力的实现——车长周视观瞄镜。。。。。。。。[em01][em01][em01][em01]

<div class="quote">以下是引用bigblu在2006-6-7 11:52:00的发言： 这类产品国内西光所，上光所等都在做，04年国防电子展览会上不是就有国产128×128单元FPA探测单元展出吗？这东西现在保密太严了！据说今年国防电子展览会上有国产非制冷凝视焦平面热像仪展出，但是不让拍照，也没有资料发送。我学的专业只涉及到红外光电技术最基本的原理性的东西，具体的技术细节还得请这方面的大佬来发言，希望我这个帖子能把他们钩上来。 </div>西光？上光？看来你确实不太了解这方面的情况国外领先我们好多年了，可国内有些东西还在无选择性的保密，这一保密，害得我们摸黑往前爬

[此贴子已经被作者于2006-6-7 12:32:45编辑过]

<div class="quote">以下是引用bigblu在2006-6-7 12:31:00的发言： 这么说，楼上是搞光电子器件的了？有什么问题不妨提出来，我不懂总会有人懂的，大家一起讨论，我在这也学习了当然勿泻为要 </div>我没什么可泻的，只是知道国内搞红外成像的不是西光、上光。你上面提到的非制冷型红外成像仪也不是光电子型的了主要是想问问国内电读出非制冷的FPA发展到什么水平了，例如像素数了，像素尺寸了，NETD了，盲源率了，之类的，这些参数在国外的论文中都是明确公布的，但是国内很少看到。主要目的是想了解目前的发展形势，当然，如果是涉密的东西，网上不能说就不要说了看了你的帖子和其他一些人最近的帖子，发现好像一下子国内冒出好多产品化的FPA，貌似一夜之间有了重大突破，所以忍不住来问问

第三章 “猎－歼”功能的实现——车长周视瞄准镜早期的稳像式火控系统基本是由炮长一人操纵的，而现代的战车火控系统基本都是炮长和车长共同操作的，这就是所谓的“猎－歼”火控系统。请注意，“猎－歼”指得是火控系统的功能而不是种类，“猎－歼”火控系统仍然是一种高级的稳像式火控系统。在“猎－歼”模式下，当炮长正在操纵火炮攻击当前目标时，车长可以利用周视昼夜瞄准镜独立搜索其它目标。在炮长摧毁当前目标后，车长超越炮长调整炮塔指向下一目标，炮长即可对出现在炮长瞄准镜视野中央的目标直接瞄准射击，而车长则继续搜索新的目标。在装备“猎－歼”火控系统的主战坦克中，车长和炮长同时操纵火控系统，因而极大的提高了坦克在同多个目标交战时火力机动能力。举个具体的例子：美军M1A2主战坦克在采用车长独立热像仪后，使目标搜索时间比M1A1主战坦克缩短45 ％，单车每分钟射击目标个数增加50 ％！效果可谓立竿见影。回到国内，国产96式主战坦克和99式主战坦克同样配备了稳像式火控系统，而且最新批次的96式坦克还在火控系统中增加了红外热像仪。但是96式坦克的车长只配有一部独立于火控系统之外的和88式坦克相同的车长观察镜。这部观察镜固定在车长指挥塔上，通过指挥塔的旋转实现周视观察。可以像想，在上下颠簸的96式坦克车体内，车长要站起来转动身体才能观察到不断晃动的（这部观察镜没有稳像功能）周视情况将会是多么困难的一件事情。所以说，尽管具备车长超越炮长调炮的能力，96式主战坦克（包括它的最新改进批次在内）的火控系统仍然不具备“猎－歼”能力。最早拥有“猎－歼”能力的国产主战坦克还是99式。下图就是它的车长周视瞄准镜上部组件和炮塔内车长位置的照片。99式主战坦克的车长周视瞄准镜是一部瞄准线双向独立稳定，具备昼夜瞄准能力的精密光学器件。它由上、中、下三大组件构成。上部组件是置于炮塔外部的瞄准镜镜头，有防弹壳体保护，里面是陀螺双向稳定平台和上反射镜，瞄准镜镜头可以电动或由车长手动控制360°旋转；中部组件是支撑结构，用于将瞄准镜固定在炮塔内；下部组件集观察、瞄准、测距于一体，内有除上反射镜外的全部光学、电子器件。车长周视瞄准镜实现周视观察时只有上部组件进行旋转，整个中下部组件始终保持不动，车长不需要转身就能实现360°视角观察。然而要想实现这种观察方式，首先需要解决瞄准镜光路设计上的一个问题：

如上图所示，如果瞄准镜采用传统潜望镜光路设计，镜头指向0°方向时入射光线经过上、下反射棱镜两次改变光路，在车长视野内成正立的像。如果镜头旋转180°入射光线经过反射在车长视野内成的像就会变为倒立。也就是说，随着镜头的旋转，车长视野中的像也会不断旋转。为了避免这种情况的发生，必须在瞄准镜内增加修正光路。可以在系统中增加等腰梯形的道威棱镜并用五角棱镜充当下反射镜来实现光路补偿。原始状态，目标光线通过上反射镜、道威棱镜、五角棱镜在车长视野中成正立的像。当上反射镜旋转某一角度a时，道威棱镜由系统驱动机构控制向同方向旋转角度a/2，不论上反射镜旋转到什么角度，通过道威棱镜的转像作用总能使车长视野中的像保持正立。

99式主战坦克的车长周视瞄准镜也是一部上反稳像式瞄准镜，它的上反射镜通过双自由度陀螺稳定平台进行稳定，因为稳定基准是惯性空间而非坦克炮塔所以我们称车长周视瞄准镜是独立稳定的。车长周视瞄准镜拥有包括昼间高倍、昼间低倍、微光夜视三个瞄准通道，三组光学器件放置在中继转换镜组中，构成瞄准镜前部望远系统。各通道前部公用上反射镜、大物镜和激光收发通道，后部公用第二望远系统即瞄准镜目镜组，瞄准镜在不同的工作状态下只需将对应的通道旋入系统光路即可。瞄准镜在昼间高倍、昼间低倍、微光夜视工作状态下的放大被率分别为10.5×、3.5×和8.5×。瞄准镜有两个目镜。右目镜接第二望远系统是主瞄准目镜，其视场中心为瞄准分划，由中心的小黑点和它周围直径1密耳的小圆环组成。视场边缘有一圈成顺时针环形排列的角度刻度，正上方的0°表示火炮轴线方向。车长进行周视观察时，有一个小箭头沿会同时沿着视场边缘的刻度移动，用于指示车长瞄准线相对于火炮的位置。左目镜是伪目镜，它实际上是一个显示屏，用于显示目标距离，系统运行状态，弹种等信息。有些种类坦克瞄准镜把这些显示功能叠加到右目镜视场中，或由其它界面显示，这些瞄准镜就只有一个右目镜了。99式主战坦克的车长周视瞄准镜有四种工作状态：（1）瞄准线稳定  它的稳定过程与一般上反稳像火控系统相同，在此不再敷述。（2）手动跟踪瞄准状态  当对目标进行跟踪瞄准时，车长通过车长操纵台发出方位、俯仰信号激励稳定陀螺产生相应方向的进动；陀螺传感器将测得的进动信号经解算后送给力矩电机，驱动上反射镜镜体转动；与此同时，瞄准镜镜头也在上壳体驱动电机的带动下同步转动，达到对目标的手动跟踪瞄准。（3）超越调炮  车长独立搜索目标时，瞄准镜内的方位俯仰解算器会实时测得车长瞄准线相对于火炮的方位和俯仰偏差并转化为电信号。当炮长摧毁当前目标后，车长按下车长操纵台上的目标指示按钮，解算器就将当前偏差数据通过火控计算机送给火炮稳定机构，调整火炮和炮塔向减小误差的方向运动，误差归零后，炮长就会在炮长瞄准镜视野中央看到车长指示的目标。（4）超越射击  当发生紧急情况需要车长超越炮长开火射击时，车长扳动车长操纵台上的超越射击开关，这时车长控制盒会切断炮长对火控系统中激光数据传输、弹种选择、装弹、击发等电路的控制并将它们接入车长控制系统。此时车长成为这部上反稳像式火控系统的主体决策者，火炮将随动于车长瞄准线指向目标完成火力打击过程。

好文章，长知识[em02]

99式主战坦克车长周视瞄准镜镜头

99式主战坦克炮塔内车长位置，可以看到车长周视瞄准镜镜体

难得一见的强贴，希望不算泄密。

[此贴子已经被作者于2006-7-18 7:50:42编辑过]

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