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摘取坦克冠盖上的明珠——研究院火控系统发展掠影作者：暂无来源：《坦克装甲车辆》 2019年第24期席宇峰刘丽楠坦克火控系统是控制坦克武器（主要是火炮）瞄准和发射的系统，用以缩短射击反应时间，提高首发命中率。
火控系统是现代坦克装甲车辆最重要的系统。
对坦克装甲车辆而言，机动性能、防护性能和信息化能力固然重要，但都是为了最后能够给敌人来一发一击命中的射击做基础和准备。
有人称火控系统是坦克冠盖上的明珠，还是很有道理的。
中国兵器第一研究院是中国兵器工业集团公司所属坦克装甲车辆综合研究院所。
建院六十年来，坦克火控系统一直是其重要研究开发任务之一。
艰难的起步“匮乏”似乎是中国60年代各行业的表现特征。
第一代兵工人发扬“三边精神”：边建设、边学习、边科研，拉开了自力更生、奋斗拼搏的帷幕。
我们的火控研制更是在这样“匮乏”的基础上开始的，当时可以说是要人没人（专业技术人才），要技术没技术（系统专业技术），要参考没参考（国外技术封锁）。
研究院火控系统研制起步于光学研究室。
60年代，研究室进行了近红外线炮长夜间瞄准镜的研制工作，1969年近红外炮长夜间瞄准镜研制成功，终于在装备在69式坦克上，这是我国坦克装备的第一种自行研制的光学仪器。
正是凭借着对坦克装甲事业的热爱，老一辈火控人克服种种困难，采取手绘、自制工具、工装等多种手段，开发了系列观察镜+瞄准镜+火炮稳定器的简易火控系统。
“晃出来”的下反稳像式火控系统1976年，文革结束。
装甲兵提出了我国二代主战坦克的主要指标，其中对火控系统有一条要求是：行进间对1 500米外活动目标的射击命中率要达到65%，这一指标实际上是德国研制豹2时提出的，在当时是世界最先进的，装甲兵提出这个要求是符合当时世界主流。
1970年，当时世界坦克强国德国和美国想联合研制一个MBT70主战坦克，在研制过程中，德国提出要研制一个瞄准镜稳定的、行进间对活动目标射击的系统，这个系统的造价大概占到整个车辆造价的48%，美方持有不同意见，双方僵持不下直到最后分道扬镳。
坦克论文火控系统论文摘要：军事作为一个国家综合国力强盛与否的一个重要的标志，在一个国家的长期发展战略中发挥着巨大的作用。
本文采取综述的形式，对国内及国外坦克火力控制系统的发展及其装备现状进行阐述和介绍之后，提出了发展我国坦克火力控制技术的若干对策，旨在为坦克火力控制系统的科研机构以及生产和学习部门提供很好的借鉴，并对其提出相应的意见及建议。
关键词：坦克；火控系统；装备；现状；对策tank fire control system equipment status and developmentwei jieying(north automatic control technologyinstitute,taiyuan030006,china)abstract:the military as a strong comprehensive national power is an important sign of whether,in the long-term development strategy of a country play a huge role.take the form of this review,the domestic and foreign tank fire control system and equipment status of the development and elaboration andintroduction,the development of china put forward anumber of tank fire control measures,designed to tank fire control system of scientific research institutions and production and provide a good reference for learning sector,and puts forward its views and recommendations.keywords:tank;fire controlsystem;equipment;status;strategy一、目前坦克火力控制系统的发展及其装备现状分析（一）坦克火力控制系统及其发展概述1.坦克火力控制系统涵义。
收稿日期622作者简介王钦钊(32 ),男,山东文登人,博士研究生,主要从事战车火控系统及其仿真方面的研究。
文章编号:1002206402(2006)增刊20032202火控维修模拟训练系统研究王钦钊,常天庆,张成亮(装甲兵工程学院,北京 100072) 摘 要:火控系统基层级维修训练系统利用故障模态映射技术设置火控、炮控、观瞄常见故障,解决维修培训中实车故障设置困难、学员缺少故障排除练习机会的难题。
平台具有开放性,可增设故障,为基层分队进行故障分析、定位、排除训练提供现代化综合训练手段。
关键词:故障模态映射,火控系统,训练系统中图分类号:TP 391.9 文献标识码:AResea rch of F ir e C on tr ol Repa ir Tra i n i ng SystemW AN G Q in 2zhao,CHAN G T ian 2qing,ZHAN G Cheng 2liang(A cad e my o f A rm ored F or ces E ngineering,B eij ing 100072,C hina ) Abstra ct:M alfunct i on m ode m app ing t echno logy is app lied in the fire c on tro l repair train ing system to set m a lfunct i on .The student s can get m any rep air t rain ing chance on the t rain ing system ,and the syst e m is open for adding ne w fau lt s .Key words:m a lfunct ion m ode m app ing,fire cont rol sy ste m ,t ra ining syste m引 言随着现代科技的飞速发展,装甲车辆的技术含量越来越高,大量高新技术不断被采用,使得在高技术条件下装甲车辆作战效能的发挥更加依赖于部队的装备保障能力。
收稿日期622作者简介项 王(2 ),男,安徽宣城人,硕士,主要研究方向为战车火控与指控系统仿真。
文章编号:1002206402(2006)增刊20071202基于HLA 的火控新技术作战效能试验平台研究项 王,王钦钊,荣 明(装甲兵工程学院,北京 100072) 摘 要:通过对各种战车火控系统建立精确的仿真数学模型,构建一个基于HLA 的综合性和开放性的半实物仿真试验平台。
在平台上可以对新技术的虚拟样本进行前期演示、论证、评估;开展新技术的作战效能研究;对新技术提供的作战能力进行试验和评估;对新技术的训练方案进行研究;以及开展虚拟样机技术的研究。
关键词:火控系统,仿真模型,作战效能中图分类号:TP 391.9 文献标识码:AStudy on Ba ttle Eff ic ien cy Tr i a l P la tform of F ir eCon tr ol System Advan ced Techn ology ba sed on HLAX I AN G W ang ,W AN G Q in 2zhao ,RON G M ing(A ca de my o f A rm ored F orce E ngineering ,B eij ing 100072,C hina ) Abstra ct:T his paper establishe s accura te m a the m at ic m odel of fight ing veh icle F ire Cont rol Syst e mand const ruct s a synthet ic and opening m an 2in 2the 2loop si m u la tion p latfo r m based on HLA .T he p latfo r m can evalua te the bat t le efficiency of ne w FCS ,m odify the tact ics thought and m ethod ,e stab lish ba t tle p rinci p le and tra ining criterion fac ing ne w equipm ent,study on techno l ogy of vir tua l p ro to typ e .Key words :fire cont r o l syste m ,si m ulat i on m ode l ,ba tt le effic iency引 言近年来战车火控系统发展迅速,我国装甲车辆已经或将要采用热成像观察瞄准系统、自动跟踪系统、双向独立稳定车长周视镜、激光报警系统、激光驾束炮射导弹武器系统和车长综合显示屏等许多高新技术。
机动突击火控事业的不倦追求者—记北方自动控制技术研究所秦继荣研究员作者：庞贝杨进平来源：《科技创新与品牌》2013年第12期10月30日，北京钓鱼台国宾馆星光闪耀，秦继荣获何梁何利“科学与技术创新奖”，与其他45位科技专家一起，分享了2013年度何梁何利奖的荣耀。
荣耀背后，是数十年筚路蓝缕的创新征程——作为一名军工领域的研究者，秦继荣深知：国防现代化买不来。
对于攸关国家安全的关键技术，技术封锁就像一条严密的“火线”。
要打破封锁、突出重围，唯有迎难而上，自主创新。
而一项技术的突破不是一朝一夕的事情，需要一批人耐得住寂寞，经得住诱惑，熬得住艰辛，持之以恒地跟踪国外先进技术，心无旁骛地进行技术积累，百折不挠地坚持创新。
秦继荣就是这样一个人。
1978年，秦继荣毕业于北京工业学院（现北京理工大学）自动控制专业，怀揣着他的国防梦到了一家军工研究所工作。
35年来，他凭着对国防科技事业的热爱，不懈追求陆用机动平台火力控制技术的进步，为我国陆战机动突击自动化火力指挥与控制系统跨代发展做出了突出贡献，在新一代武器装备的滚滚铁流中，谱写着他人生的光荣与梦想。
志存高远：挑战上反稳像火控技术新高度“打中打不中，完全靠火控。
”可以说“先敌打击，首发命中”是考核火力控制系统关键指标，是决定战场生存能力及装备战斗力的核心要素。
也正因此，先进的火控技术特别是快速机动突击武器火力控制技术一直是发达国家严密封锁的技术。
而开发一套复杂的地面机动条件下的高精度火力控制系统又谈何容易？上世纪80年代初，我国地面机动突击平台火力控制技术相对落后，火力控制系统仅具有静止间射击固定目标的功能，不具备行进间精准射击运动目标的能力。
国家立项研制某型坦克中，在选择火控系统技术路线时产生了两种不同意见：是机电式简易稳定式火控系统，还是由秦继荣团队瞄准世界先进水平提出的上反射镜稳定的指挥仪式火控系统？后者无疑技术更超前，但涉及多学科交叉融合，攻关项目多，研制难度大。
面向实战的突击炮解命中问题误差分析刘俊邦;陈远江;李涛【摘要】In the future battlefield,with the important characteristics of the ground weapon system being light,mobile,flexible,the fire control system effectiveness of the assault gun as the fire assault force of the army will decline under the condition of the high mobility of the assault gun and the target. In response to the challenge,on the basis of the analysis of solving hit model error,the error simulation model was established. In addition,the firing prediction error and hit probability of the assault gun un-der different operational conditions were calculated with the aid of the error simulation model. In ac-cordance with the simulation results,an analysis was made of the law of error causing factors in hit model error with the measures to improve operational effectiveness in the actual combat put forward.%在未来战场上，轻便、机动、灵活是地面武器系统的重要特点，对于突击炮，实战中将面临着因敌我双方高机动而使火控系统效能下降的挑战。
2012-03 兵工自动化31(3)Ordnance Industry Automation ·19·doi: 10.3969/j.issn.1006-1576.2012.03.006基于高机动条件下的坦克火控系统王钦钊，谷晓伟，李小龙，王春忠(装甲兵工程学院控制工程系，北京 100072)摘要：为了提高坦克火控系统性能及作战能力，设计一套基于高机动条件下的坦克火控系统。
对坦克火控系统的发展情况进行简要介绍，从火控系统解命中理论、目标跟踪与状态辨识、炮控系统稳定精度以及射击延时误差等多个层面分析影响坦克火控系统性能的原因，并提出相应的改进方法。
该研究对未来坦克的发展有一定的参考意义。
关键词：坦克；火控系统；高速机动中图分类号：TJ811 文献标志码：ATank Fire Control System Under High-Speed StateWang Qinzhao, Gu Xiaowei, Li Xiaolong, Wang Chunzhong(Dept. of Control Engineering, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China) Abstract: For improving the capability and battle effectiveness of tank fire control system (FCS), a suit of tank fire control system fit for high-speed state is designed. The development of tank fire control system is briefly introduced. The reasons of affecting the performance of tank fire control system, such as hit solving theory of FCS, target tracking and state identification, stabilizing accuracy of gun control system, and firing delay error etc, are analyzed, and put forward corresponding improving means. This study can be the reference for the development of future tank.Key words: tank; fire control system; high-speed0 引言坦克是陆军主要武器系统之一，是地面作战中最重要的突击兵器，在历次战争中起着举足轻重的作用，可以预见在未来的战争中，坦克仍然会扮演十分重要的角色。
2012-03 兵工自动化31(3)Ordnance Industry Automation ·19·doi: 10.3969/j.issn.1006-1576.2012.03.006基于高机动条件下的坦克火控系统王钦钊，谷晓伟，李小龙，王春忠(装甲兵工程学院控制工程系，北京 100072)摘要：为了提高坦克火控系统性能及作战能力，设计一套基于高机动条件下的坦克火控系统。
对坦克火控系统的发展情况进行简要介绍，从火控系统解命中理论、目标跟踪与状态辨识、炮控系统稳定精度以及射击延时误差等多个层面分析影响坦克火控系统性能的原因，并提出相应的改进方法。
该研究对未来坦克的发展有一定的参考意义。
关键词：坦克；火控系统；高速机动中图分类号：TJ811 文献标志码：ATank Fire Control System Under High-Speed StateWang Qinzhao, Gu Xiaowei, Li Xiaolong, Wang Chunzhong(Dept. of Control Engineering, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China) Abstract: For improving the capability and battle effectiveness of tank fire control system (FCS), a suit of tank fire control system fit for high-speed state is designed. The development of tank fire control system is briefly introduced. The reasons of affecting the performance of tank fire control system, such as hit solving theory of FCS, target tracking and state identification, stabilizing accuracy of gun control system, and firing delay error etc, are analyzed, and put forward corresponding improving means. This study can be the reference for the development of future tank.Key words: tank; fire control system; high-speed0 引言坦克是陆军主要武器系统之一，是地面作战中最重要的突击兵器，在历次战争中起着举足轻重的作用，可以预见在未来的战争中，坦克仍然会扮演十分重要的角色。
在作战形态由机械化向信息化加速转变之际，坦克火控系统在未来战场上的作战条件将发生很大变化，敌我双方同时处于机动状态下交战将成为常态。
坦克火控系统性能的好坏决定了坦克战斗力的高低，也是影响坦克生存能力的重要因素，在同时发现对方的情况下，谁打得快、打得准，谁就能消灭对方保存自己。
在现实作战条件下，坦克火控系统的性能，尤其是高速机动性能和高速机动条件下的精确打击性能显得至关重要，成为保全自身消灭敌方的杀手锏。
各军事强国的陆军装备发展规划中，均把火控系统的发展作为其优先考虑的系统。
因此，笔者对坦克火控系统存在的不足和未来改进的方向进行研究。
1 坦克火控系统发展情况坦克火控系统的发展非常活跃，伴随着光机电技术的每一次发展，总会诞生出新的火控系统。
在半个多世纪的时间里，火控系统的发展经历了人工装表、简易自动装表、稳像和自动跟踪4代火控系统。
第1代人工装表式火控系统结构简单，只能在高低向实现稳定，手动装定标尺，获取目标相关信息的准确度差，反应时间长，命中率低。
第2代简易式火控系统安装了激光测距机和火炮双向稳定器，但瞄准镜与火炮刚性连接，瞄准线随动于火炮运动。
由于火炮为大质量惯性部件，车辆行进间扰动幅度大、瞄准线的稳定精度低，所以系统反应时间长，首发命中率低，不能实现行进间射击。
第3代稳像式(指挥仪式)火控系统瞄准线与火炮分离，有独立的瞄准线稳定装置，火炮随动于瞄准线运动。
瞄准线控制精度高，可实现行进间射击，系统反应时间短，射击命中率高。
该火控系统目前被广泛采用。
第4代目标自动跟踪式火控系统在稳像式火控系统上加装自动跟踪器，在独立稳定的瞄准线控制系统的前端加装一套跟踪线的控制系统，实现了目标自动跟踪。
既减轻乘员的工作强度，又可提高跟踪精度，还能高速高精度地测量出目标的有关信息，大幅提高火控系统总体性能。
目前日本90坦克、以色列“梅卡瓦”坦克都已安装该火控系统。
收稿日期：2011-09-11；修回日期：2011-10-27作者简介：王钦钊(1973—)，男，山东人，博士，教授，从事坦克火控系统、系统仿真研究。
兵工自动化·20·第31卷2 影响火控系统性能原因分析虽然火控系统研究取得了长足的进展，系统性能得到了很大提高，但还不能完全满足高速机动作战要求，经过分析，笔者发现影响火控系统性能的原因主要有以下4点：1) 现行简化的解命中模型无法适应未来机动作战条件下的高精度要求。
目前大多坦克火控系统的解算模型都是基于目标做匀速运动这一基本假定而设计的，由于假定模型与未来目标的高速机动条件严重不符，将使解命中问题的求解产生较大的系统解算误差，直接影响射击精度。
2) 运动中对机动目标的精确瞄准和跟踪难以保证。
在高速机动条件下，现行的瞄准线控制策略难以满足高稳定精度要求，无法实现快速准确瞄准；现行的跟踪策略大多都是在预测目标运动状态信息的基础上，依据目标运动角速度等信息进行补偿，修正动态滞后误差而提高控制精度。
但这一策略在提高跟踪精度的同时，却降低了系统的动态性能，对跟踪捕获极为不利。
3) 火炮的控制精度和优良的动态过程指标难以保证。
在高机动条件下，火炮/炮塔的扰动频率和强度将发生重大变化，为保证火炮的精确稳定和快速随动，要求火炮具有很高的动态响应速度和很强的抗干扰能力。
但是高效驱动及动力传动模式研究仍不深入，高功率密度电机设计及其应用相对滞后，系统驱动功率难以满足精确稳定和快速随动要求；此外，机械传动装置精度不高，存在着摩擦、齿隙等非线性因素，控制结构和控制算法简单，系统动态响应慢，低速稳定性能差，难以实现高机动条件下火炮的控制精度和优良的动态过程指标。
4) 射击延时对射击精度的影响随着坦克机动速度的提高、目标距离的增大变得更为突出，主要表现在3个方面：①射击门误差。
目前的火控系统在设计射击门时只考虑了火炮在空间位置的偏差，没有考虑到从击发到弹丸出膛时间内火炮的速度因素，特别是在坦克高速机动作战条件下，车体颠簸等因素将会导致火炮高速通过射击门的现象发生，此时火炮进门时的速度将会影响射击精度。
②火炮炮口的振动误差。
由于火炮不是一个理想的刚体，当车辆处于高机动条件，火炮炮口实际上处于震动状态，该震动直接影响射击命中。
③解算距离误差。
火控系统进行解算目标距离只通过一次激光测距获取，当敌我双方均处于高机动条件时，目标的距离误差将影响射击命中。
以上问题，涉及射击理论、控制系统设计、实际工程技术等方面，当前的坦克火控系统射击理论及其实现技术已经无法满足要求。
因此，提高火控系统性能，开展对直接影响射击精度的机动条件下坦克武器的射击理论、机动目标建模、精确跟踪瞄准、火炮精确控制、射击延时补偿等相关技术的研究，已成为一项十分紧迫的任务，具有重要的军事意义和现实意义。
3 改进思路通过分析，可以知道影响坦克火控系统性能的因素主要有火控系统解命中理论、目标跟踪与状态辨识、炮控系统稳定精度，以及射击延时等。
因此，要提高坦克火控系统性能，可以从以下4方面进行改进：1) 机动条件下坦克武器的高精度射击理论与目标建模技术由于现行简化的解命中模型与未来目标的高速机动条件严重不符，导致产生较大的系统解算误差，直接影响了射击精度。
该模型基于目标匀速运动假设和未考虑坦克自身机动对解命中问题的影响是影响模型精度的主要因素。
要消除由于目标匀速运动假定所引起的解命中问题系统误差，必须在考虑目标运动速度、加速度的基础上进行目标运动模型的构建。
要消除坦克自身机动对解命中问题所带来的影响，须开展相应的运动状态测量技术研究。
由于在射击前的跟踪滤波时，对目标机动的滤波估计是建立在敌我双方机动的基础之上，而在射击后，弹丸的飞行退化为惯性空间的问题，故在解命中预测时必须剔除本车的机动影响，即车体本身运动状态数据的测量问题。
2) 机动目标高精度跟踪瞄准技术为了高精度跟踪瞄准机动目标，采用光电设备的目标自动跟踪式火控系统结构已成为国内外的共识。
但随着目标机动性能的增强和现代技术的发展，对光电跟踪系统的响应速度、稳定精度和跟踪精度要求更高，而目前的光电跟踪系统基本上都采用基于PID控制策略的等效复合控制及其同轴跟踪技术，通过传感器测量数据进行滤波、预测，提供目标运动状态信息，并将目标运动角速度等信息作为前馈控制信号进行速度滞后补偿或加速度滞后补偿。
但这一策略在提高跟踪精度的同时，却降低了系统的动态性能，对跟踪捕获极为不利。
为此，采王钦钊，等：基于高机动条件下的坦克火控系统·21·第3期用先进的控制策略实现高速机动条件下的精确跟踪与瞄准是提高系统性能的重要因素。
3) 高机动条件下坦克火炮控制策略与智能化技术研究目前，制约炮控系统性能大幅提升的关键问题有2个：一是炮控系统驱动体系结构相对滞后，机械传动精度不高，存在着摩擦、齿隙等非线性环节影响；二是炮控系统的控制理论和控制方法研究方面不够系统深入，控制方法相对简单，控制性能不高，自适应能力差，参数调整和维修保障困难，难以适应和满足复杂的工作状态以及高技术性能要求。
针对上述问题，须从高效驱动结构机构和控制策略研究两方面入手，开展炮控系统非线性建模与扰动谱分析，炮控系统状态估计与参数辨识研究，系统驱动体系结构、算法与智能化控制等研究。
4) 射击延时对射击精度的影响及其补偿技术①射击门误差分析与补偿。
坦克行进间，由于稳定器的稳定精度等原因，火炮不能精确地停留在装定的射角位置，而是以此为中心在椭圆空间内随机运动，这就带来如何在火炮往复摆动的过程中捕捉最佳的射击时机的问题。
通常的做法是：当火炮位置与规定的射击位置的夹角小于设定值时，允许击发，这就是所谓“射击门”。
目前的火控系统在设计射击门时只考虑了火炮在空间位置的偏差(即在满足其他射击允许条件的情况下，当火炮在2个方向同时都振动到某个小窗口内时，火炮便自动击发)，在一定程度上解决了射击精度问题。
