坦克的火控系统有哪些设备？

火控系统即火力控制系统,用于控制武器的搜索/瞄准/攻击
坦克火控系统包括潜望镜、瞄准镜、激光测距仪、坦克夜视仪、高低机和方向机、火炮稳定器和带有多种传感器的火控计算机。下面我们将逐一介绍。

1.潜望镜

供观察用的潜望镜，分为无放大倍率和放大倍率的两种。无放大倍率的潜望镜，是根据光学中平面镜成像的原理，由镜体加上下反射镜等组成的。根据需要改变上下反射镜相对位置可制成不同潜望高度的潜望镜，有的还可制成旋转和俯仰式的，以便回转周视，增大观察范围。坦克上有车长观察潜望镜，炮长、二炮手用于搜索、观察的炮手潜望镜，驾驶员潜望镜，以及水陆坦克高潜望镜。

有放大倍率的潜望镜可以增大视见距离。它是由上、下反射镜和物镜组，分划镜（有的没有），目镜组和镜体等组成的。有昼视、昼夜互换、昼夜组合、测光测距与昼夜视组合，稳像式的观瞄测距组合系统等类型。

指挥潜望镜安装在炮塔的指挥塔前方位置上，可随指挥塔转动和相对指挥塔俯仰。指挥潜望镜是潜望镜和望远镜的结合，它既能观察较近目标，又能对较远的目标进行放大。它是车长用来观察战场，搜索和指示目标，判定火炮至目标的距离和测量射弹偏差用的望远观察仪器。

2.瞄准镜

坦克炮瞄准镜是供炮长操纵火炮和并列机枪时，用以发现目标，直接瞄准目标，测量距离，修正射弹偏差，观察战场，观察弹着点的一种光学仪器。坦克炮瞄准镜大多是光学绞链式直筒望远瞄准镜。它由物镜组、分划镜、光学绞链、变倍系统、目镜组和镜体等组成。它装在火炮左侧，镜头部分固定在火炮摇架左侧的瞄准镜支架上，接眼的目镜部分固定在炮长座位前面的活动吊架上，以便于炮长瞄准用。火炮俯仰时，通过镜筒中部的活动绞链使镜头的物镜一端随之俯仰，并通过炮塔前部椭圆形开口瞄准目标。目镜处有护眼圈和护额垫，以保证坦克颠簸时不致碰伤乘员。这种瞄准镜通常能将目标放大7～10倍（辨认远处目标和提高瞄准精度时用）和3.5～5倍（视场角较大，一般用作观察战场，搜索目标）两档，可以根据不同的需要，变换放大倍率。这种瞄准镜利用测距分划，只能对事先已知尺寸为2.7米高的目标（如敌坦克）进行测距，精度低，1000米的距离误差竟达80～100米。在装有较先进的火控系统的坦克上，这种瞄准镜仅作为辅助瞄准装置使用，即在先进的火控系统出现故障时才使用。

近年来出现的指挥仪式火控系统中，炮长采用了独立稳定式瞄准镜，或称稳像式激光测距瞄准镜，如豹Ⅱ坦克上的EMSE－15型炮手用综合式瞄准镜。该瞄准镜内有一具备有两个放大倍率（如8倍、16倍）的单目光学潜望式瞄准镜、钕玻璃激光测距仪，以及稳定瞄准线的设备。稳定的主瞄准线在方向上有一定的活动范围，高低方向上则取决于火炮瞄准角的修正角度。其瞄准线的稳定多是在平行光路中通过稳定反射镜来实现的。光线从入射窗进来后，经反射镜反射，通过透镜、直角棱镜在分划镜上成像，观察者则通过目镜和棱镜组进行观察。这种指挥仪式火控系统的一般工作过程如下：炮长通过控制装置使瞄准线对准目标，此时火炮自动随动于瞄准线。对准目标后进行测距和跟踪，随后，火控计算机根据输入的距离、目标速度、倾斜角与各弹道修正参数，计算出提前角。该提前角信息仅输送给炮塔和火炮驱动系统，驱动火炮到达允许的射击提前位置。一旦火炮进入计算机所规定的允许射击位置，就自动进行射击。为了判断火炮是否进入允许射击位置，一般在系统中设有一个具有逻辑判断功能的重合电路或称射击门电路。由于这种瞄准镜有独立的瞄准线稳定装置，炮长直接控制的是瞄准线而不是火炮，需要稳定的往往只是一个棱镜或镜座，质量很小，所以瞄准线的稳定精度很高，可达0.2密位，远远超过了火炮的稳定精度，使射击精度大为提高，可以实现行进间对运动目标的射击。必须指出，瞄准线独立于火炮，动态精度虽然提高，但静态精度却有所降低。

激光测距仪与昼夜间瞄准镜合成一体以及瞄准线的稳定，可使炮长不论在白天还是夜间，不论在原地还是在行进中都能判定目标距离并对目标进行准确的射击。美国的XM－803坦克装上这种瞄准镜以32公里/小时的速度越野时，瞄准线误差值在水平和高低两个方向上不大于0.5密位。坦克炮有了这种瞄准镜和其他先进的火控部件组成的火控系统，不管坦克如何颠簸，都能保证有较高的首发命中率。

3.激光测距仪

激光测距仪是用激光来测定坦克至目标距离的一种仪器。利用激光测距比用目测判断距离或用光学测距的精度都高，而且精度不受距离远近的影响；激光测距仪体积小，重量轻，操作和使用方便，易于掌握；抗干扰性强。但是，它在大雾弥漫能见度差激光衰减严重的情况下，无法测距。

激光测距仪的测距原理是怎样的呢？大家知道，距离＝速度×时间。激光测距仪就是根据这个基本道理设计的。测距时，激光测距仪向目标发时一个激光脉冲，由于目标的漫反射，部分能量被反射回激光测距仪。激光测距仪测量出从发射激光脉冲到接收到回波激光脉冲所经过的时间t、则激光测距仪到目标的距离S就可以求出。因为光速C约为30万公里/秒，在激光测距仪测量出的时间t内，激光经过一个来回路程，所以1/2Ct就是激光测距仪到被测目标的距离S。但是，由于光速极快，其运行几百米、几千米的时间，是用钟表无法精确测出的。采用时标振荡器（石英晶体振荡器）可以计时。这种振荡器振荡频率极高，比如每秒钟能产生3000万个晶振脉冲，每个脉冲的持续时间就是3000万分之一秒。测距时，在发射激光脉冲的同时，计数器开始记录晶振脉冲的个数，一直记到接收到回波激光为止。如果共记录n个脉冲，那么，n×3×10-7秒就是激光脉冲在激光测距仪和目标间往返一次的时间。显然，用这种方法可以精确地测量出时间t，从而算出目标的精确距离。

激光测距仪种类繁多，性能各异。但其结构都包括电源、激光器、激光发射光学系统（发射望远镜）、激光接收光学系统（接收望远镜）、电控系统（光电元件、放大整形、门控电路、时标振荡器、计数器等）、距离显示器等几部分。激光测距仪的工作过程如下：接通电源，激光测距仪及其时标振荡器开始工作。这时由于门关闭，时标振荡器的脉冲信号不能进入计数器。当测距仪对准目标且炮长按下触发按钮时，激光器就发出一个很强很窄的激光脉中。激光器发出的激光要分成两路：一路激光束经过发射光学系统，使激光束发散角进一步减小后射出并经大气传输打到目标上；另一路就是其中的极小一部分激光立即由取样棱镜的反射而进入光电元件的光敏面上，作为发射参考信号（取样信号或称主波信号），来标定激光出发的时间。参考讯号到达光电转换器（光电倍增管等），将光讯号转换成为电信号，即光脉冲变成电脉冲。这个电脉冲经放大整形后送入时间测量系统，打开电子计数器的电子门，此时，时标振荡器的脉冲信号进入计数器，计录器开始记录脉冲个数（即开始计算时间）。而射向目标的激光脉冲，由于目标的漫反射作用，总有一部分光从原路反射回来，而进入接收光学系统，由目标返回的激光脉冲（接收信号或称回波信号）同样也经过光电转换器、放大整形电路而进入时间测量系统，回波信号推动电子门发出关门指令，使电子门关闭，时标振荡器的脉冲信号不能进入计数器内，计数器停止计数（停止计算时间）。时间测量系统的计数器把所记录的脉冲个数经译码电路换算成距离，通过距离显示器显示出来，所显示的数字，就是被测目标的距离。同时，把测出的目标距离信息自动输入火控计算机。

激光测距瞄准镜借助瞄准镜视场内的指标可与坦克武器一起进行校正。独立式激光测距仪是根据望远镜原理制成的接收望远镜和发射镜望远镜各有其独自光学元件的测距仪。其主机部分（收、发机部分）通常安装在坦克炮塔外部的装甲匣内，其控制部分位于炮长和车长的工作位置上。独立式激光测距仪通常是借助坦克炮瞄准目标的，这时，两者的光轴必须一致（两者同时对准一个目标）。也就是说炮长通过瞄准镜瞄准目标后，激光测距仪也对准这个目标，只要按下激光发射按钮，就可以测出目标的距离并在距离显示器上显示出距离数值，使用起来非常方便。

现代坦克用激光测距仪测距范围为300～10000米，测距误差为±5～10米，每分钟能测距6～12次，最高达每秒钟1次，在各种气候条件下测距的可靠性达99％。在－40℃～＋50℃的温度下都能正常工作。但是由于激光的光束较狭窄，对准目标较困难，所以当目标比较隐蔽，其前后有烟带、树木、土堆或农作物（仍可见目标）等时，不易测得其真实目标距离，目前有的已有“选择”数据的能力，由乘员控制来解决，即在一次发射中，能选择读第一或第二或第三返回的数据，而舍弃其他数据。美国M－1坦克采用的二氧化碳激光测距仪比较简单，测距效能高，对人眼也安全；该测距仪和热成像仪一体化之后，能够昼夜测距。所以，它是一种较理想的激光测距仪。

4.夜视仪

第二次世界大战后期德国人在车辆上安装了一种仪器，使车辆在黑夜不开灯就可高速行驶，从而把V－2火箭在夜间送往前线，成功地避开了同盟国军队的监视和空袭。这种仪器就是最早的坦克夜视仪。现在的主动红外夜视仪就是由它演变而来的。所谓坦克夜视仪就是利用红外线或放大天然微光原理供坦克乘员进行夜间观察和瞄准的仪器。现代坦克上主要用主动红外夜视仪、被动红外夜视仪和微光夜视仪。

（1）主动红外夜视仪

红外夜视仪是用目标（物件、人员）发出的或反射回来的红外线进行观察的夜视仪器。现代坦克装配有驾驶员红外夜视仪、车长红外夜视仪、炮长红外夜视仪和炮长红外夜间瞄准镜。主动红外夜视仪靠自带红外光源（红外探照灯）照射目标，利用被目标反射回来的红外线转换成可见图像，由红外探照灯、观察镜、电源三部分组成的。由于自然界物体的温度较低，辐射出的红外线能量很小，不能满足仪器的成像要求，所以需要红外探照灯或带有红外滤光玻璃的白炽探照灯来发射人眼行不见的红外辐射。主动红外夜视仪的工作原理如下：当接通电源后，红外探照灯发射出红外线，照射前方目标，由主动红外夜视仪中的观察镜的物镜接收目标反射回来的红外线，在红外交像管的光电阴极面上形成目标的红外光学图像，通过变像管将不可见的红外目标像换成人眼可见的目标图像，在荧光屏上显示出来，于是人眼就可通过观察镜的目镜观察到目标的图像。目前，坦克驾驶员红外夜视仪的视距（目标是坦克）为60～100米，车长红外夜视仪的视距（目标是坦克）为800～1000米，炮长红外夜间瞄准镜的视距为1200米，有的可达1500米。主动红外夜视仪因为有红外探照灯照明场景，光束照射到目标上将使景物间形成了较显著的明暗反差，所以图像消晰，利于观察但是容易自我暴露（红外探照灯向外发射红外线、容易被红外探测器发现）而招来火力攻击，而且观察的范围只限于被照明的景物，视距也受到探照灯的尺寸和功率的限制，红外探照灯易被打坏，因而逐步为各种被动式的夜视仪器所代替。

（2）微光夜视仪

夜间的月光、星光、银河系的亮光和大气辉光等，通称为“微光”。利用夜空的微光并加以放大，使人眼能看得见目标图像的一种仪器称为微光夜视仪。微光夜视仪的总体结构与主动式红外线夜视仪基本相同，唯一的区别是省去了红外线光源——红外探照灯，所以它是一种被动式夜视仪器。微光夜视仪的关键部件是像增强器，它把微弱夜天光（其照度低于0.1勒克斯）照明下人眼分辨不清的景物图像转换成人眼可看清的可见光景物图像。微光夜视仪工作原理如下：其光学系统的物镜接收目标反射的自然微光，在像增强器的第一级光电阴极面上形成极为微弱的目标光学图像，经像增强器增强（其亮度增益通常为几万倍）后，在最后一级荧光屏上显示可供人眼观察的目标图像。微光夜视仪构造简单，体积较小，耗电较少，特别是不需人工的红外光源，因而使用安全可靠，不易暴露，从而提高了坦克在夜间的隐蔽性。英军在马岛战争中，借助这种夜视设备最终占领了马岛，就是个明证。但是，微光夜视仪的观察效果和作用距离，受周围环境的自然照度（星光或辉光的亮度）和大气透明度影响较大，在全黑条件下几乎不能工作。与主动红外夜视仪相比，图像不如后者清晰。特别是当天空中有密布的浓云和贴近地面的烟雾与无定向的散射将使景物的照度和对比度明显下降，会严重地影响观察效果。所以在某些坦克上还同时装有主动红外夜视仪或被动红外夜视仪。利用级联式像增强器的微光夜视仪，基本上能符合战术性能要求，但它遇到炮口焰、爆炸闪光等会产生模糊现象，最后一级图像还有畸变，因而不得不时常中断工作。在像增强器的光电阴极和荧光屏之间插入一个具有电子倍增功能的器件，可以避免闪光造成的模糊现象。目前，较先进的微光夜视仪的夜视距离在星光下已达到1600米，月光下已达2700米。如果把像增强器加在电视机的光导摄像管面前，那么电视机就可以在微光下工作，成为全被动放大的夜视仪器。豹Ⅰ坦克上的PZB-200型坦克瞄准镜就是这一种。这种瞄准镜是由安装在坦克炮上方的电视摄像机、两个位于车长和炮长前面的监视器、操纵台和连接电缆组成的。当照度为10-4勒克斯时，使用该瞄准镜可在1500米距离内进行射击。

（3）被动红外夜视仪

大家知道，响尾蛇的眼睛已退化得快成为瞎子了，但它却能敏捷地捉住老鼠及其他小动物，是因为在响尾蛇的眼与鼻之间的小“颊窝”热敏感器官（热源测位器），能接收小动物身上发射出来的红外辐射，周围温度变化在0.003℃它就能感到，且能定方位，引导响尾蛇去猎取食物。被动红外夜视仪就是根据这种现象研制成的。它是利用红外探测器将目标与背景间、目标各部分间的辐射差接收后，形成可见的图像显示出来，是供人观察的一种夜视仪。它可利用人体、坦克发动机废气等