坦克火控系统的昨天、今天和明天

众所周知,坦克火力的三大要素是威力、精度和射速。威力是指打得狠不狠;精度是指打得准不准;射速是指打得快不快。坦克的威力发展到今天已近极限,如美国的 M60A2式主战坦克的火炮口径已达152毫米,其他国家的主战坦克火炮口径也都在120毫米以上,难以再增大。因此,努力提高坦克的精度和射速在各国坦克研制人员中已形成共识,而为此必须发展火控技术。现代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,用以实现武器射击过程自动化,缩短射击反应时间,提高首发命中率。     

动态弹道补偿

通常意义下的弹道补偿没有考虑火炮摆动对射击的影响,因而在坦克运动或目标运动时,命中概率将大大降低.分析了由火炮摆动带来的射击误差,给出了相应的补偿算法及电路的实现方法.     

坦克直瞄/间瞄射击一体化火控技术

直瞄射击方式是目前坦克采用的主要射击方式。直瞄射击方式受战场通视度及瞄准装置视距的影响,最大射击距离一般在5 km左右。间瞄射击方式不需要直接瞄准目标,不受战场通视度的影响,最大射击距离主要取决于火炮及弹药的性能,一般在10 km以上。未来坦克应具备直瞄射击与间瞄射击一体化能力。通过直瞄/间瞄射击火控技术的对比与分析,提出坦克直瞄/间瞄射击一体化火控方案。一体化火控具有新的技术特色,具有更强的综合作战能力,是未来坦克火控技术发展的一种趋势。     

坦克射击过程中炮膛内火药气体温度计算

坦克射击后出现炮膛内壁烧蚀及身管温度上升等问题，其首要因素为火药爆炸燃烧所产生的高温气体。应用内弹道零维模型，以空间平均热力学参数描述坦克射击过程中炮膛内弹道状态，采用四阶龙格一库塔法求解内弹道常微分方程组，计算出内弹道时期火药气体的压力、流速和温度等随时间的变化规律。应用指数函数拟合出后效期炮膛内火药气体温度公式，最后得到坦克整个射击过程中炮膛内火药气体温度的变化规律。通过计算结果与试验数据的对比，验证了计算结果的合理性。此计算结果可为坦克炮身管的烧蚀、热状况及红外辐射特性的研究提供理论依据。     

如何构建中国特色的陆战平台目标自动跟踪火控系统

陆战平台火控系统是坦克和自行火炮等战车中控制火炮瞄准和射击的系统。它的功能是快速搜索、发现和瞄准目标,快速采集各种影响射击精度的数据,解算出射击诸元并控制火炮达到正确的位置(方向、高低),然后在炮长的监控下实施射击。现代陆战平台火控系统是一个多工况、多任务的复杂系统, 一般由观察瞄准镜、火控计算机、测距仪、火炮稳定器、各种传感器,以及车长和炮长操纵机构等部件组成。基本概念目标自动跟踪(Automatic Target Tracking,ATT)火控系统是先进的陆战平台火控系统,也是各国军队竞相发展的电子信息系统。有趣的是,虽然美、     

虚拟环境中坦克火力运用仿真研究

在坦克(分队)作战仿真研究中,坦克是一种重要的武器仿真实体,其火控系统的仿真常成为研究的重点内容.结合科研实践,采用计算机仿真技术、单片机技术和坦克火控系统部分实装相结合的方式,在VC编程环境和汇编编程机制下,对坦克火控系统的数据采集、数据通信、激光测距模拟、火炮弹道模拟等方面进行粗浅的分析研究.实践证明,该坦克火控系统仿真不仅能够实时地对数据进行采集、传输和转换,而且能够在火炮弹道较符合真实轨迹的情况下精确地对虚拟环境中的目标进行测距射击.     

高速行进坦克身管速度对射击精度影响

坦克在高速行进时,由于路面谱等外部激励的影响,车体姿态和运动状态都会发生变化。由于车体的振动和随动系统的控制误差等,致使坦克火炮在射击时身管前端存在一定的速度扰动。原有解命中问题的条件中未考虑这一速度扰动的影响,使得坦克在高速行进条件下的目标提前点预测产生误差。通过建立外弹道模型,较准确地仿真分析了这一误差的大小和对射击精度的影响。     

现代坦克炮

十毫米的优势 1973年10月6日下午二时五分,叙利亚装甲部队在地面六百门火炮进行五十五分钟猛烈火力准备后,即向占领戈兰高地的以色列军发动了先发制人的进攻。以T—62坦克为主力战车的叙利亚装甲部队,在高地南部勇敢地同以军坦克近距离交火。叙军坦克炮射击的炮弹把以军坦克打得七零八落。不到两天时间,以军第188装甲旅的九十辆坦克就损失了七十辆,旅长本·肖恩上校和他乘坐的指挥坦克同归于尽。     

对存在偏差的射表进行修正

一种火炮指挥仪设计成功并投产装备部队后,当火炮射击的弹道轨迹(或说成射表)有变化时,若仍采用原设计的指挥仪进行射击诸元的计算,必然影响火炮射击的精度,若重新设计并更换指挥仪的弹道部件必将带来经济上的损失并影响装备部队。因此在火炮射击的弹道轨迹发生不太大的变化的情况下,如何在原设计的指挥仪上采用简单的修正办法,使之计算的射击诸元逼近变化了的弹道轨迹,这样一个问题具有讨论与研究的价值。现以双管37毫米高射炮指挥仪(1035指挥仪)为例说明我们的做法。     

某新型坦克火控系统仿真研究

火控系统仿真是坦克模拟器和坦克射击模拟训练系统的重要组成部分,也是提高坦克射手熟练操作手中武器的重要技术辅助手段.从火控系统的组成和功能模拟人手,提出了模拟系统的基本组成和仿真软件模块结构,并对坦克火控系统仿真的主要功能模块进行了重点论述,包括瞄准镜光学系统、信息采集与控制、射击诸元解算、弹丸飞行轨迹实时解算、火炮控制的仿真与实现模块.提出的方法,模拟效果好,且易于实现.     

基于静态舒适性分析的装甲车辆驾驶舱人机匹配研究

基于人体骨骼结构分析,结合坦克驾驶员驾驶特点,建立坦克驾驶员的二维运动学模型;根据该二维模型的几何特性,建立人体各关节链的闭环矢量方程,并运用Newton-Raphson方法对方程进行求解;以求解计算结果为依据,分析不同身高尺寸的驾驶员对某型主战坦克驾驶舱的静态人机适应性。     

油罐油气惰化置换过程数值模拟研究

基于对油罐惰气置换原理的分析,建立了油气惰化置换过程的紊流模型,采用压力和速度耦合场的PISO算法,完成了油罐惰气置换过程的数值模拟研究。用原型实验数据对模型进行了验证,经验证对比表明模型与实验结果吻合较好。进一步研究表明,对于3 000 m^3的油罐,约整个置换过程的前9 600 s,罐内气体处于爆炸燃烧范围,置换约9 600 s后油罐已处于安全状态;＂置换死角＂出现在靠近燃惰气进口两侧的中央偏下位置;罐内各气体组分除在靠近燃惰气进口一侧的较小空间内对流扩散速度较大外,其他大部分位置各气体组分对流扩散速度较小。这些结论将为油气惰化置换过程的进一步优化提供一定的参考依据。     

潜艇舱室封闭条件下火灾烟流特性瞬态分析

将场模拟计算模型引入到潜艇非规则舱室火灾的仿真计算研究中,并在分析潜艇非规则结构舱室几何特性对烟气运动影响的基础上,对不同火源功率条件下、火源处于封闭舱室横向中心位置时的烟流瞬态特性进行了三维分析,得到了轴对称火烟流的体积分数、温度分布和烟气层厚度等特性.最后,与相同条件下的近壁面火烟流特性进行对比,发现舱室横向中心位...     

燃汽轮机作为坦克动力的现状与分析

阐述了美国、俄罗斯应用燃汽轮机作为坦克动力的现状。假设将俄罗斯ГТД-1250燃汽轮机及其传动装置装入国产某型坦克动力舱,通过对发动机牵引力和燃油消耗量的计算,并与原型坦克进行对比分析,结果表明：燃汽轮机作为坦克动力在性能上能够满足使用要求。     

火箭尾气扰动电离层及其应用研究

大型火箭二次点火时,排放出的尾气中含有大量的化学物质(主要成分是CO2和H2O),可以显著改变电离层密度,进而影响电波的传播,因此具有现实的应用价值.讨论了火箭尾气在电离层高度的扩散过程和相应的离子化学过程,理论计算了火箭尾气排放后电离层电子密度的响应过程.结果表明,火箭所排放的尾气能够使得电离层F区的电子密度显著减少,进而形成"电子空洞".最后在此现象的启发下,简单论述了空间人工释放化学物质扰动电离层技术在军事方面的应用前景.     

UCAV空面多目标攻击三维轨迹规划技术

研究了单架无人作战飞机(UCAV)攻击多个地面目标的三维轨迹规划问题。首先,将问题形式化为一类特殊的旅行商问题(TSP),即带动力学约束的邻域访问TSP问题(DCTSPN)。其次,针对规划空间维度过高、搜索代价过大的问题,提出了一种基于概率路标图(PRM)的方法。该方法借鉴了基于采样的运动规划方法的思想,并结合多种组合优化技术,将原本连续状态空间中的轨迹规划问题转化为离散拓扑图上的路由问题。求解过程分为离线预处理和在线查询两个阶段。离线阶段采用Halton拟随机采样算法及Noon-Bean转换方法,将原问题转化为经典的非对称旅行商问题(ATSP);在线阶段根据战场态势的实时变化,快速更新路标图,然后采用LKH算法在线求解问题的近似最优解。为了保证生成的飞行轨迹满足平台的运动学/动力学约束,算法基于Gauss伪谱法构建了局部轨迹规划器。最后,以攻击时间最短为优化指标对算法进行了仿真实验。结果表明,本文提出的方法能够以较高的精度和在线收敛速度生成真实可行的、较优的多目标攻击轨迹。     

TSP及其操作语义模型研究

在有限状态进程(Finite State Process, FSP)和时间自动机(Timed Automata, TA)的基础上,提出了一种描述分布式实时系统(Distributed Real Time System, DRTS)行为的模型:时间状态进程(Timed StateProcess, TSP).TSP包括4个常量进程IDLE进程、SKIP进程、STOP进程和ERROR进程;以及前缀进程、超时进程、时钟复位进程、卫式条件进程、非确定性选择进程、数据(/消息/应答消息)发送进程、数据(/消息/应答消息)接收进程、组合进程和顺序进程.定义了TSP模型的结构化操作语义,以及TSP到时间标号迁移系统(Timed Labeled Transition System , TLTS)的转换规则.     

基于集总参数法的坦克稳态热分析模型

为了掌握坦克的热状况,发展了一个坦克稳态热分析模型,基于集总参数法将整车划分为若干热单元,考虑了坦克自身产热、传热和外界环境的影响,建立了热平衡方程,构建了由热单元、产热源、导热热阻、对流传热热桥、辐射换热源等组成的热网络。模型计算的温度值与实车测试值对比,误差小于7%。对某型坦克高速度行驶稳态工况进行热分析,得到了坦克整体表面温度分布、高温部位温度及其热量分配状况。     

进气口位置和进气体积流量对油罐油气惰化置换效率的影响

采用机械通风方式对油罐油气进行处理,具有安全性差、通风时间长和效率低下的缺点;利用燃惰气对油罐油气进行处理,可较好地克服上述缺点。在前期研究的基础上,设计模拟实验台架,以燃惰气为介质,实验研究进气口位置和进气体积流量对燃惰气惰化置换油罐油气的影响。