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坦克火控系统发展使(4)自动装表简易火控系统

战后第二代火控系统——自动装表简易火控系统

1、“自动装表”装的是什么表?怎么“装”?

在上一篇《简易装表火控系统》中估计很多读者都有一个疑问:老是讲“装表”装的到底是什么“表”啊?这个表怎么“装”啊?

其实这个“表”指的就是——射击表尺

T-54炮手划分板

█就是这玩意

我们都知道枪弹也好炮弹也好,弹道都是一个抛物线,在不同的距离上弹道的高点是不一样的。

要想准确的击中目标我们最少要知道三个参数:①目标相较于我的距离是多少,②目标相较于我的高度(角度)是多少,③我所发射的弹种的弹道是什么样的。

提示:下面的讲解涉及到比较复杂的弹道学知识,我尽量用最简单的语言讲解。

举个例子:

坦克与目标的相对距离为1500米,相对高度角为3°;根据三角形计算法则可以算出坦克到目标的实际距离为1502.1米。这时我们就知道了三个参数中的两个:实际距离和高度角;那么要击中目标我们就需要带入第三个参数——(以穿甲弹为例)假设目标本身的高度是2.5米,目标与坦克的相对水平高度是87米(用三角函数计算)、必须命中目标的正中心;那么弹道参数就是:坦克炮以多大的仰角发射穿甲弹在1502.1米处弹道高度为88.25米(87+2.5÷2)!通过上述的讲解大家会发现弹道的计算非常复杂的(数学渣玩不转),在战场上是没有时间给士兵去计算的(过去炮兵有个职业叫“计算兵”就是专门负责算弹道的),所以为了节省时间,设计师们就会提前把弹道算好并装在瞄准设备里面,这就是——表尺!

好在说回刚刚那个例子,坦克与目标的相对距离为1500米,相对高度角为3°,那么该怎么瞄准呢?

T-62中型坦克Tsch-2B-41U瞄准仪划分板

如果用普通穿甲弹,我们就要在普通穿甲弹的表尺上去找1500米的标线(那根横向的红线),再找到火炮的位置线(那根竖红线),两更线的交汇点就是瞄准点用这个交汇点瞄准目标就OK了。但是!但是,真正的瞄准仪上是没有那两根红线的,那只是我为了方便读者自己画的!而且,大家注意看这个瞄准仪划分板,上面光表尺就有5个!从左至右:并列机枪、普通穿甲弹、脱壳穿甲弹、破甲弹、高爆弹!另外还有火炮标线、测距卡尺、测速卡尺!密密麻麻布满了整个划分板(密集恐惧症退散)!坦克的炮手在激烈的战斗中极有可能套错表尺或套歪表尺!

那么有没有一种办法:炮手要那种表尺,瞄准划分板上就只显示那种表尺,最好再能把测距结果也显示在瞄准划分板上方便瞄准呢?如果有可能,就只在瞄准划分板上显示那两根红线,其余的测距、表尺装定、火炮定位都由火控系统自己完成,炮手只需要将十字线套在目标上就能打中!

答案是:有——自动装表简易火控系!

2、不同的战术带来不同的需求

从冷战爆发后到60年代初期,华约就一直对北约在坦克数量上保持五比一的优势,而且华约还保有进一步把优势拉大到七比一甚至是十比一的坦克生产能力!北约欧洲盟军司令莱曼·L·兰尼兹尔上将在1965年视察驻西德装甲部队时就曾说过:“我们的每一辆坦克都必须干掉5辆以上的苏联坦克才能挡住那些该死的!像行军蚁一样的!苏联坦克部队!”所以面对数量上的劣势,西方对坦克的战术需求开始转向德国在二战末期的坦克战术——机动防御!

█莱曼·L·兰尼兹尔上将于1963至1969担任北约欧洲盟军总司令

机动防御战术就要求西方的坦克具备很强的独立作战能力,而且还要具备在短时间内和多个目标交战的能力,所以对坦克的火控系统提出了新的需求——快(反应速度快)、准(精度高)、远(提高瞄准距离)!

3、自动装表简易火控系——源起于美帝黑科技之ASTRON计划

1952年在底特律军械厂召开了一系列会议,在会议上美国军方提出了ASTRON计划(60年代重型坦克装备计划);根据ASTRON计划在底特律军械厂的牵头下,各大厂商提出了TS系列坦克车族以及著名的VT系列核动力坦克车族。

▼TS系列车族

█TS1,搭载175毫米线膛炮炮,XT500变速箱

█TS2,搭载T210型105毫米滑膛炮,XT500变速箱

█TS6,(T123E1 )搭载120线膛炮,XT500变速箱,其发展型号为TS-31

█TS31,(T123E2 )搭载120线膛炮,采用V1790发动机与XT500变速箱,其进一步改进型号就是著名的T110

▼VT系列核动力坦克

█VT-1 重约70吨,搭载T210型105毫米滑膛炮,一体化核反应堆

█以及著名的VT-8“豆坦克”

当然在ASTRON计划里面还提出了TL系列车族以及以炮射导弹为主的R系列车族等,不一而足。但是伴随这些车族计划提交给美国军方的还有一份底特律军械厂与休斯飞机公司共同提出的《坦克全自动瞄准射击控制系统说明书》(好像那个年代的人对“全自动”这个词特别喜欢),那时的休斯飞机公司正在给美国空军研制战略轰炸机用的一体化自动导航和轰炸瞄准系统,以及截击机用的空空导弹和火控系统;也想借ASTRON计划的东风把业务扩展到陆军。

休斯公司的坦克“全自动”瞄准射击控制系统是一套极为复杂且先进的火控系统,其技术原理图如下:

首先用一台昼/夜两用摄像机来替代传统的光学瞄准镜,并把这个摄像机安装在一个三轴稳定的云台上,实现了“稳像”,通过同轴电缆将摄像机与电子管式模拟弹道计算机连接起来,频闪蓝光自动测距仪(与激光测距仪原理相同:向目标发射一束极亮的蓝光,通过计算从发射到反射的时间计算距离)也接入弹道计算机,弹道计算机将获得的目标方位和距离计算出的解弹道结果通过同轴电缆输入火控计算机,火控计算机再综合火炮传感器(获得火炮双向稳定数据)、图像传感器(对目标进行自动识别!!?)和弹药传感器(获得弹药类型和批号)三个传感器的数据后进行综合计算,将计算出的结果输入一个CRT显示仪(显示器上显示摄像机所拍摄的图像,计算机解算的结果以光标的形式叠加在图像上),炮手盯着这个显示器就可以操炮瞄准射击了。

█炮手看到的大概就是这个样子;像不像7、80年代科幻片里的显示器

这套“全自动瞄准射击控制系统”的技术野心已经远远超越了那个时代,光计算机就有两台!再加上先进的昼/夜两用摄像机、三个先进传感器,于是就有了下面的对话:

军方:这套“全自动瞄准射击控制系统”非常不错,如果要研发出来需要多少钱?要用多少时间?

休斯公司:我们准备分三个阶段研制,第一阶段大概要三年时间,耗资大概3亿美元(今天价值47亿美元);如果遇上不可知的技术困难,可能会耗资大概5亿美元,时间嘛......未知!

军方:......拿我的四十米大刀来!我允许你先跑38米!

休斯公司:不是应该跑39米么?

军方:我严重怀疑你是“天网”派来的托!所以准备多砍你一刀!

休斯公司:你就当我什么都没说好不啦?

因为太高的技术风险且耗资太大,这套全自动瞄准射击控制系统连同整个ASTRON计划一起扑(pu)街(gai)!但是其将射击表尺解算后自动装入炮手瞄准仪的技术核心,却保留了下来,最终在M60A1上得到了应用!

4、自动装表火控系统

█M60A1是最早装备自动装表简易火控系统的主战坦克

█M60A1火控系统(说明:M60A1上的炮手直接瞄准镜仅是备份,在主瞄准仪损坏时使用)

M60A1的火控系统在战后第二代主战坦克中算是比较先进的,移植于英国的电控式火炮双向稳定仪给了火炮足够的稳定精度;且车长有一个视野极为良好且可以360°转动的电控式车长指挥塔,用指挥塔上的车长指挥仪发现目标后,车长就可以直接操纵炮塔转向目标;当炮塔转向目标后,车长就可以操纵M17C型合像式测距仪对目标进行测距,测距结果会直接输入M131D型机电模拟弹道计算机,无需人工输入;弹道计算机根据测距结果进行解弹道计算,并赋予火炮初始仰角,之后火炮转由炮手操纵;炮手先用M31潜望式瞄准镜的低倍率模式寻找到目标再转入精确瞄准模式,测距结果和弹道计算机计算结果都可以直接投射在瞄准镜的划分板上,炮手就可以轻松的瞄准目标并射击!

█M60A1车长指挥塔

█M31潜望式炮手瞄准镜划分板,是不是感觉比T-62的瞄准仪划分板简单多了

5、自动装表简易火控系的发展——激光测距仪和数字化火控计算机的引入

M60A1的测距仪是光学合像式测距仪(光学合像式测距仪请见《简易装表火控系统》),测距精度不高,60年代末期美国休斯公司研发出了红宝石激光器,便很快以此为基础研发出了第一代激光测距仪。激光测距仪的出现使得坦克第一次拥有了可靠的测距方式,使得火炮的精度大幅度提高,军迷口中“坦克炮2000米外爆头”的段子便是由此开始。

从69-II式主战坦克说起

█69-II式主战坦克,注意火炮上方的激光测距仪发射机

69-II式主战坦克的激光测距仪的发射机和接收机是分开的,发射机位于坦克主炮上方,随主炮一起仰俯;接收机与炮手瞄准仪合为一体,构成“炮手激光测距瞄准仪”。

█69-II式主战坦克的炮手激光测距瞄准仪

69-II式主战坦克的车长指挥系统与T-54/55、59式基本没什么区别,其火控系统主要的进步是在炮手瞄准仪上,车长发现目标的流程与T-54/55一样,但是当炮手看到目标之后就完全不同了:首先,炮手将瞄准仪划分板上的那个大箭头对准目标,即可发射激光进行测距。测距完成后测距结果会自动输入弹道计算机(当年叫“弹道计算器”),弹道计算机会按弹种自动解算弹道并装入表尺,同时控制稳定器会在高低方向自动调炮,对准目标;调炮完成后会在炮手划分板上注入一个绿色的光标,炮手用这个光标套住目标就完成了瞄准。

█69-II式主战坦克的炮手激光测距瞄准仪划分板

该火控系统虽然是双向稳定,但是没有装备方向测角仪,只能实现在高低方向上的表尺解算和自动装定,横向瞄准任然只能手动操作。

69-II式主战坦克的这套火控系统是我国第二代火控系统的开山之作,起点颇高!后来以这套火控系统为基础,我国的军工人研制了79式主战坦克的火控系统——突破了炮手“三合一”瞄准仪(瞄准、测距、夜视全部整合在一部炮手潜望式瞄准仪中)。

█79式主战坦克(69-III)

█80-II式主战坦克(后改称ZTZ-88)

后来的80II式主战坦克又在火控系统中加入了方向测角仪,实现了在高低方向和左右方向上的表尺解算和自动装定,并初步实现了炮手“稳像”,为我国第三代火控系统的研发打下了监视的基础!

向永不服输的中国军工人致敬!


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