基本介紹
- 中文名：輕兵器火控系統
- 範圍適應：適應現代信息戰爭
基本概念,基本組成,搜尋和跟蹤,搜尋單元,跟蹤單元,火控計算系統,彈道數據單元,濾波和預測,彈道修正單元,導航單元,武器瞄準系統,補償單元,瞄準單元,通信單元,數據傳輸單元,引信裝定單元,研究現狀,結束語,
基本概念
為了能更有效地毀傷目標，任何武器系統都面臨著幾個同樣需要解決的問題；即:(1)如何更有效地發現目標、觀測目標並確定目標的運動軌跡;(2)計算射彈與目標相交所需的方位角和高低角提前量；(3)使武器系統準確定位，準確發射。以上幾個問題就是最基本的火力控制問題。在某些情況下，火力控制還需解決另外兩個問題:(1)射擊持續時間和火力密度；(2)控制射彈定時引信的起爆時間。
因此，火力控制可以描述為，為了對選定的目標實施有效射擊，對以下1個或幾個參數要定量控制:(1)發射方向；(2)射擊時間和火力密度;(3)射彈起爆。其中第一個參數是最主要的。
能夠完成武器火力控制任務的體系（包括人和儀器設備）就構成了武器的火力控制系統。
輕武器的射擊過程完成了包括發現目標、敵我判別、測算距離、估算提前量、瞄準射擊、彈道修正等一系列火控過程，但傳統的輕武器除了簡易機械瞄具和光學瞄具可以利用外,幾乎所有的火控功能都要由射手憑自己的經驗和感覺去完成，所以輕武器的火控基本屬於人工火控。改造輕武器的火力控制系統，使其火控過程主要依靠儀器設備來完成（當然並不排除人的因素），這稱為技術火控系統。我們在此所談的火控系統，是就技術火控系統而言的。
基本組成
火力控制系統通常由以下3部分組成:(1)搜尋和跟蹤系統;(2)火控計算系統；(3)武器瞄準系統。每個功能系統又包括若干功能單元。這些功能單元分別是:搜尋單元；跟蹤單元；彈道數據單元；預測單元；彈道修正單元；導航單元；補償單元；瞄準單元；指揮、控制和通信單元；數據傳輸單元；引信裝定單元。
以上11個功能單元並不是每種火控系統都必備的,可以根據實際需要做適當的取捨。下面就3個功能系統及其所屬各個功能單元的組成及作用作一介紹。
搜尋和跟蹤
搜尋單元
搜尋單元的基本功能是搜尋目標，即通過各種方法連續觀察、探測有無目標存在，對目標初始信息做相關的信號處理後引導跟蹤單元對目標進行跟蹤。在要求較高的武器系統中，搜尋單元還應能識別目標的特性（如大小、形狀和類型），並使用敵我識別器識別它是敵方的還是己方的。
跟蹤單元
跟蹤單元的基本功能是當目標已被搜尋到並且跟蹤設備已經鎖定目標後，對目標保持連續跟蹤，並產生代表目標位置的跟蹤數據（即距離、高低角和方位角），而且還可以計算目標相對於武器的相對運動速度和方向。
搜尋和跟蹤系統由雷達、光電跟蹤設備、雷射測距儀以及相關信號處理設備等組成。搜尋和跟蹤經常是由同一套設備來完成的。
火控計算系統
彈道數據單元
彈道數據單元的基本功能是，把特定槍彈和武器的彈道數據提供給武器的其他功能單元。彈道數據可以表格數據（射表）、曲線擬合或彈道微分方程的形式存儲於火控計算機的存儲器中。
濾波和預測
濾波和預測單元是火控計算系統的核心部分，濾波和預測單元的基本功能是對跟蹤單元提供的目標跟蹤數據做線性或非線性濾波，以濾除混雜其間的大量隨機噪聲並提取目標未來狀態信息的最佳估計值。同時，依據彈道數據單元和彈道修正單元提供的彈道數據，計算出武器瞄準的目標未來點方向。濾波和預測功能是由各種濾波算法實現的,常用的濾波算法有最小二乘法、維納濾波法和卡爾曼濾波法等。
彈道修正單元
彈道修正單元的基本功能是當實際射擊條件（諸如氣壓、溫度和風速等）與標準彈道條件不一致時對彈道進行修正；根據武器實際射擊觀察結果進行彈著點修正。
導航單元
導航單元的基本功能是,為火控計算系統提供關於它的基準平台(如車輛、飛機、炮架等)的狀態信息。平台的狀態信息包括位置、速度、加速度、姿態、姿態變化速度、姿態變化加速度等。這些信息對正確的火控計算非常重要。
武器瞄準系統
補償單元
補償單元的基本功能是隨時修正、補償武器系統與火控計算系統參考坐標系之間的任何移動，彌合因參考坐標系不同所引起的數值差異。
瞄準單元
瞄準單元的基本功能是接收火控計算系統傳遞的射擊諸元（例如目標高低角和方位角指令），使武器快速精確地跟蹤瞄準目標。這一功能是由武器的隨動系統來完成的。隨動系統是武器系統的最終執行機構，它通常由電機、電機控制器、電機驅動器和各種機械或液壓傳動機構組成。
通信單元
指揮、控制和通信單元的基本功能是,接受外部更高層的指揮控制機構發布的指揮控制命令,以指導或直接控制本武器系統的工作。指揮、控制和通信單元依靠高速數字網路與外部進行聯繫。
數據傳輸單元
數據傳輸單元的基本功能是，在火控系統的各個功能單元之間高速可靠地傳輸數據。實現這一功能的通常是各種類型的計算機數據匯流排。
引信裝定單元
引信裝定單元的基本功能是，根據火控計算機的計算結果自動修正和裝定槍彈的時間引信。
研究現狀
●帶有熱像儀的組合式瞄準具；
●三代像增強器微光夜視瞄準具；
●固體雷射器小型雷射測距儀-瞄準具；
●能顯示感測器和火控計算機數據，帶有瞄準十字線的頭盔顯示器；
●遠距離通話裝置；
●測量溫度、風速、氣壓、目標角速度以及傾斜角等數據的感測器組；
●以386/486微處理器為核心的嵌入式火控計算機系統；
●由一組X向和Y向步進電機驅動的武器隨動系統；
●由鋰或鎳鎘電池組、車載電源組成的供電系統。
由於這些火控設備的使用，輕武器火控系統在很大程度上擺脫了人工火控的落後模式，使輕武器在技術火控探索方面邁進了一大步，輕武器在全天候捕捉目標、精確測距、準確瞄準等方面也都有了顯著的進步。值得一提的是，由於採用了先進的火控系統，可以精確測距、計算彈道和自動修正裝定槍彈的時間引信，以及基於時間延遲引信的空炸榴彈也開始被使用，這對於躲藏在戰壕里或掩體後的敵人來說無疑是一個巨大的威脅。
一般來說，技術火控系統的採用對輕武器綜合作戰能力的提高大體會在以下幾個方面產生積極的影響：
●可以更有效、更清晰地在複雜的氣候條件和地理環境下發現並捕獲目標；
●可以更精確地測距、瞄準，提高首發命中率；
●提高輕武器對高速機動目標的快速跟蹤和毀傷能力；
●有利於新彈種的研製和使用；
●在一定程度上避免了彈藥消耗，減輕了後勤保障的負擔。
結束語
火控系統作為現代武器系統最重要的組成部分之一,對武器綜合作戰能力的提高有著非同一般的影響。世界上的幾個軍事大國都紛紛投入巨資發展各類武器的火控系統,火控系統在武器製造成本中所占的比重也在逐年上升,例如坦克的火控系統已占到坦克製造成本的1/5。世界上很多最新技術成果也都被最先套用到火控系統中,1960年，世界上第一台紅寶石雷射器剛剛發明不久,美國陸軍實驗室便拿它製造出了軍用雷射測距儀;世界上第一台電子計算機“埃尼阿克”也是為了求解火炮彈道方程的需要被製造出來的。所以,稱火控系統為“電子計算機之母”毫不過分。
由於使用條件和技術條件的種種限制，輕武器火控系統的研製與其他武器火控系統的研製相比，存在著更多的困難。輕武器的技術火控之路才剛剛開始，各種技術方案大都處於探索和試驗階段，距離實戰套用尚有一段距離。輕武器裝備數量巨大，而且輕武器的很多作戰功能是其他武器系統無法替代的，所以輕武器作為世界武器家族中的一員必將長久地存在下去，對輕武器火控系統的改造也將長久持續下去。可以相信，隨著人類科學技術的進步，輕武器火控技術必將日趨成熟和完善，輕武器火控系統很有可能成為武器火控系統中後來的精品。
