英國IFCS坦克火控系統

英國IFCS坦克火控系統，研製單位為馬可尼指揮和控制系統有限公司。裝備情況：英國奇伏坦坦克、挑戰者坦克以及約旦FV4030/2坦克，還改裝了義大利裝備的豹1坦克 。該火控系統於1975年完成研製，現已成批生產。該火控系統採用擾動式自動調炮的瞄準控制原理。在計算機求出的射擊提前角輸入炮長瞄準鏡使視場內的彈道標記偏離目標之後，只需炮長按壓一下自動瞄準開關，射擊提前角就能自動地傳輸給火炮，使彈道瞄準標記重新壓住目標。

基本介紹

• 中文名：英國IFCS坦克火控系統
• 國別：英國
• 研製單位：馬可尼指揮和控制系統有限公司 
• 生產單位：馬可尼指揮和控制系統有限公司 

系統信息

國別英國
名稱 IFCS坦克火控系統 IFCS Tank Fire Control System
研製單位 馬可尼指揮和控制系統有限公司 Marconi Command and Control systems Ltd.(MCCSL),GB
生產單位 馬可尼指揮和控制系統有限公司 Marconi Command and Control systems Ltd.(MCCSL),GB
現狀 生產
裝備情況英國奇伏坦坦克、挑戰者坦克以及約旦FV4030/2坦克，還改裝了義大利裝備的豹1坦克

概述

IFCS是Improved Fire Control System的縮寫，意為改進型火控系統，最初是馬可尼指揮和控制系統有限公司應英國國防部的要求為奇伏坦坦克設計的，也適用於其他類型的坦克，例如挑戰者坦克，還可用於改裝豹1坦克。該火控系統於1975年完成研製，現已成批生產。

系統組成

1.觀瞄設備

最初採用巴爾和斯特勞德(Barr & Stroud)公司製造的No.1 MK2型坦克雷射瞄準鏡，後來改用No.2 MK1型，最近在挑戰者坦克中又改用No.10MK1坦克雷射瞄準鏡。這3種瞄準鏡都是測瞄合一的炮長雙目式瞄準鏡，主要由炮長瞄準鏡、雷射測距儀、瞄準標記驅動裝置、瞄準標記投影器以及附加的車長距離讀出裝置組成。它們的主要區別是雷射測距儀所用的工作物質和技術性能不同。No.1和No.2型的工作物質是紅寶石，而No.10型採用了摻釹釔鋁石榴石和一些新的小型化部件，因而相應的技術性能也有一定的提高和變化。三種雷射測距儀均配有首末脈衝距離顯示邏輯裝置。當目標被煙霧或其他障礙特遮蔽時可用來消除假目標回波信號。它們的接收機都帶有自動增益控制、距離選通電路。雷射測距儀可由炮長控制，也可由車長遙控，距離數據以數字形式顯示在炮長瞄準鏡的左目鏡內和車長距離讀出裝置上。

該瞄準鏡的設計能使炮長的頭部在整個射擊控制過程中無需離開瞄準鏡。這是因為在瞄準鏡的左目鏡內直接顯示所選擇的武器、彈種以及所測定的目標距離等有關的射擊數據，在右目鏡中顯示彈道分劃、機槍的密位標記、當作炮口軸線校正標記和初始瞄準標記用的倒置等腰三角形以及由計算機計算後投射的黃色橢圓彈道瞄準標記。橢圓的大小與距離成反比，炮長可以利用它的大小來檢驗距離。當黃色橢圓開始投影出來時，它的中心位於炮口軸線校準標記上，按壓自動瞄準開關後黃色橢圓就反向偏移到表示準確提前量的位置上。

瞄準鏡的設計還採用了新的炮口校正系統，可以隨時進行炮口軸線與瞄準鏡軸線的平行度調節。甚至在5～15s的戰鬥間隙內不需要任何一名乘員離開戰鬥位置就可以進行調節。該系統由炮口附近的一面有鍍層的銅製反射鏡和光學投影器等組成。

新生產的挑戰者坦克都配有巴爾和斯特勞德公司的TOGS觀察射則用熱成像準鏡，早期生產的挑戰者坦克已用它進了改裝，奇伏坦坦克也正在用TOGS進行改裝。TOGS為車長和炮長提供關於外界景象的間接顯示，使他們誰都能與目標交戰。

2.數據處理子系統

該系統包括計算機和接口裝置、車長控制和監視裝置以及車長和炮長射擊控制手柄。計算機和接口裝置由12-12P型通用數字計算機、接口電路、電源裝置和散熱器組成，重量為31kg，體積為56.8dm3。12-12P型數字計算機採用多層印刷電路板和中規模積體電路。它在火控系統中的主要功能是存儲射表數據和其他信息，處理來乍雷射測距儀的距離信息、各種感測器和射擊控制手柄的輸入信號，控制炮長瞄準鏡內彈道瞄準標記的偏移運動，計算高低和方位射擊提前角並準確地控制火炮調轉到所需的射擊位置。所有其他系統的數據都通過接口裝置輸入到計算機中。

車長控制和監視裝置的重量為8kg，體積為16.6dm3，用來監視計算機的輸入和輸出信息。在典型的直接射擊控制過程中，車長在必要時可以利用附加的內部裝置向計算機人工輸入包括距離在內的數據，以便進行彈道計算。人工輸入數據可以代替任何類似的自動輸入數據，並且閃現在顯示器上直到車長把它取消為止。該裝置還可使車長作下列用途：間接射擊控制和用彈著點進行射擊修正；彈道瞄準標記與分劃對準；檢查火控設備的狀態；野戰維護時用來診斷故障並確定故障發生在哪個裝置上。

車長和炮長都用左手操作射擊控制手柄。除車長附加有超越控制之外，兩上射擊控制手柄都配有射擊保險器、武器選擇開關、彈種選擇按鈕、雷射測距開關、自動瞄準開關和擊發按鈕。自動瞄準開關用來自動調轉火炮和跟蹤目標。將全部操作集中到一個射擊控制手柄上可縮短系統的反應時間並可簡化操作。

該火控系統採用標定電壓為28V的車用直流電源。

3.感測器

該火控系統採用了方位角速度感測器、高低角速度感測器、氣象數據感測器和炮耳軸傾斜與瞄準鏡角度感測器。

自動輸入計算機的射擊修正量包括目標方位角速度、目標高低角速度、橫風、順(逆)風、氣溫、氣壓、定起角、炮膛磨損、炮管變形在奇伏坦坦克中忽略不計，因為在炮管周圍加了散熱套筒。炮膛磨損和定起角通常根據所選擇的彈咱和發射過的彈數，由計算機本身加以推算和確定。

方位角速度感測器安裝在炮塔座圈上，其傳動件與座圈齒弧相接，用來測定目標方位角速度，最大方位跟蹤速度不小於30mrad/s。

高低角速度感測器安裝在瞄準鏡的支架上，與瞄準鏡的反射鏡轉軸相接，用來測定目標高低角速度，最大跟蹤速度不小於10mrad/s。

氣象數據感測器安裝在炮塔頂外，包括氣象探頭和電子部件，能提供橫風、順逆風、氣溫和氣壓等數據。

炮耳軸傾斜和瞄準鏡感測器用來測量炮耳軸和瞄準鏡相對於地平面的傾斜角。

上述各種感測器的輸出信號都通過感測器的接線盒自動輸入計算機。如車長需要，輸出信號可以顯示在車長控制和監視裝置上並由他進行控制。

4.火炮穩定和伺服控制裝置

為了充分發揮火控系統的作用，馬可尼公司用新的GCENo.10或No.11型火炮伺服控制裝置代替了原來的GCENo.7型。No.10型用於奇伏坦坦克，No.11型用於挑戰者坦克。新的火炮穩定和控制系統主要由陀螺、火炮驅動裝置和控制器組成，其特點是調轉火炮的速度高。該火控系統採用擾動式自動調轉火炮的瞄準控制原理，對驅動系統調轉火炮的速度要求較高。

原理與特點

該火控系統採用擾動式自動調炮的瞄準控制原理。在計算機求出的射擊提前角輸入炮長瞄準鏡使視場內的彈道標記偏離目標之後，不象SFCS-600型火控系統那樣需要炮長用手控裝置調轉火炮使彈道瞄準標記重新壓住目標，而只需炮長按壓一下自動瞄準開關，射擊提前角就能自動地傳輸給火炮，使彈道瞄準標記重新壓住目標。
該火控系統的特點有：

(1)命中率高，特別是對2000～3000m距離上的靜止或運動目標，首發命中率比英國其他火控系統高。試驗表明，炮長在53s內用兩種不同的彈種對在1600～2900m距離上的2個小目標(1m×1.2m)和1個大目標(1.6m×2m)共發射了9發彈，結果每個目標中了3發彈，全部命中。

(2)反應時間短。如圖所示，炮長從發現目標到實施開火的反應時間只要10s。

(3)配用的修正量感測器多，計算機計算時考慮的修正量多，因而計算精度高、命中率高。

(4)橢圓彈道瞄準標記的大小可以驗證雷射測距儀所測到的目標距離。
對目標進行瞄準射擊的操作過程如下：

發現目標後，炮長利用拇指控制器使分劃板上的初始瞄準標記與所要求的目標命中點重合、開始跟蹤、發射雷射並繼續跟蹤目標，這樣就為計算機提供了高低和方位角速度。雷射測得的目標距離也自動地輸入到計算機，同時將橢圓彈道瞄準標記投射到炮長瞄準鏡內，使橢圓套住目標，而且橢圓的中心與初始瞄準標記重合。當橢圓瞄準標記反向地偏移到準確的提前量位置上。炮長繼續壓住自動瞄準開關，與炮長瞄準鏡準直的火炮就自動調轉到準確的提前量位置上，從而使目標又被橢圓套住。如果炮長的初始瞄準或跟蹤不精確，那么在火炮自動調轉之後就不能使橢圓準確套住目標。在這種情況下，就需要鬆開自動瞄準開關，用拇指控制器進行微調，使橢圓準確套住目標，炮長即可實施射擊。在彈丸飛行期間橢圓瞄準標記仍然保持套住目標，觀察到射擊效果之後再決定繼續或停止射擊。

性能數據

總體

系統反應時間 10s

瞄準控制方式 擾動式(自動調轉火炮)

最大目標方位跟蹤角速度 30mrad/s

最大目標高低跟蹤角速度10mrad/s

定起角 由計算機預先確定

橫風 ±25m/s

順逆風 ±25m/s

氣壓 63～108kPa

氣溫 -40～+70℃

炮膛磨損 由計算機根據發射的彈數和彈種推算

裝藥溫度 -40～+70℃

炮耳軸傾斜 ±178mrad

瞄準鏡傾斜角度 ±178mrad

彈道計算機精度 不超出0.1mrad

最小迴轉角速度 0.2mrad/s

最大迴轉角速度 400mrad/s

最小俯仰角速度 0.2mrad/s

最大俯仰角速度 100mrad/s

坦克雷射瞄準鏡(No.1MK2型)

炮長瞄準鏡

視場 8.5°

放大倍率 10×

出瞳直徑 6mm

觀察通道倍率 1×

炮口校正調節範圍 X和Y坐標各為±10mrad

炮口校正精度 0.2mrad

重量 21kg

尺寸 333×289×518(mm)

雷射發射機

峰值輸出功率 2MW

脈衝寬度 40ns

光束散度 0.5mrad

波長 0.69μm*

雷射接收機光束散度 0.7mrad

雷射測距系統性能

測距範圍 500～10000m

測距精度 最大誤差±20m(90%的測距精度為±10m)

脈衝重複頻率 10次/min(連續)，3次/4s(間歇)

距離顯示器 首/末脈衝距離顯示邏輯電路

距離選通 預選

電源裝置

標定輸入電壓 28V車用直流電源

重量 12.25kg

尺寸 244×184×305(mm)

環境工作條件

溫度範圍 -32～+70℃

振動 0.1g、10Hz；25g、500Hz

各種感測器

氣象數據感測器

橫風測量精度 ±1m/s

逆風測量精度 ±1m/s

氣溫和氣壓測量精度 ±1.5%

重量 0.65kg

方位角速度感測器

測量精度 ±0.1mrad/s

重量15.9kg

體積12.45dm3

高低角速度感測器

測量精度 ±0.1mrad/s

重量 0.5kg

體積 1.22dm3

炮耳軸傾斜和瞄準鏡角度感測器

炮耳軸傾斜測量精度 ±2mrad

瞄準鏡傾斜角測量精度 ±10mrad

挑戰者坦克採用的是波長為1.06μm的Nd:YAG雷射測距儀(在No.10MK1雷射瞄準鏡中)。