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舰艇火力控制系统

来源:海军百科 时间:2017-06-11 21:44:01

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舰艇火力控制系统

舰艇上用于控制武器对目标实施攻击的人-机系统。简称舰艇火控系统,亦称舰艇武器控制系统。

功能 精确跟踪目标,求取目标运动要素、提前点座标和射击(制导)诸元,装订必要的参数,控制发射装置——炮塔、鱼雷发射管、导弹发射架等,将炮弹或鱼雷、导弹等射向目标,并能对打击效果进行评定或预估,记录与复示战斗过程。

分类 舰艇火力控制系统按控制对象,分为舰炮火控系统,鱼雷火控系统,导弹火控系统等;按作用范围,分点防御火控系统,区域防御火控系统,近程防御火控系统,反潜火控系统等;按跟踪器,分为雷达火控系统,光电火控系统等;按功能的综合程度,可分为:单机单控系统、通用火控系统、简易火控系统、综合火控系统和寄生式火控系统等。

单机单控系统。特点是使用单一跟踪器,控制单一武器,对付单一目标,只有单一的火控功能。20世纪60年代前,大部分武器控制系统均属这种类型,如英国“蓝宝石”舰炮射击指挥系统(图1),美国“阿斯洛克”反潜火控系统。有些单机单控系统也有对付多目标的能力,但这种能力是靠非常短的反应时间与很高的精度而获得的,如荷兰的WM20系列火控系统等。

图1 “蓝宝石”舰炮射击指挥系统方框图

通用火控系统。可在不同的时刻或不同的场合,控制多种武器的射击,以对抗不同的目标,是单机单控系统的发展,如中国人民解放军海军一种舰炮通用火控系统,可控制口径从30毫米到130毫米的各类舰炮。

简易火控系统。火控功能简单,精度要求不高,结构紧凑,通常用光学瞄准具或光电设备作跟踪器,一般作为主系统的备用系统或应急系统使用。如英国的F100-L型火控预测器,法国的“坚固”型100毫米炮火控系统。

综合火控系统。指多武器综合控制系统或多功能综合控制系统或二者兼有的武器控制系统,共分3类。①多武器综合控制系统。可同时综合使用多种武器对多个目标实施攻击,主要用于协调舰艇上不同跟踪器的合理使用,灵活组织武器通道,使信息资源得到合理调度和共享,减少系统反应时间,提高武器使用效能,减少设备重复和操作人员。综合控制武器的多少,视需要少则二、三种,多则全舰所有武器,如美国MK74型舰炮和导弹综合火控系统,英国WSA400系列火控系统,意大利的NA10系列火控系统等。②多功能综合火控系统。除具备武器控制这一主要功能外,还具有少量的战术环境数据收集、处理、编辑和分析,简单的辅助作战指挥、辅助导航等功能。这种火控系统单独使用时,可在一定程度上完成作战指挥与武器控制的任务。在和其他一些系统综合使用时,特别在大中型水面舰艇上,这类系统可作为自备式使用,即在拦截掠海反舰导弹的紧急情况下,能自行投入运行开火射击,如意大利的“达多”小口径火炮控制系统,美国的“密集阵”火控系统等。③兼有多武器和多功能综合能力的综合火控系统。如美国海军H930型综合火控系统(图2),M86型综合火控系统和法国海军“织女星Ⅱ-83”型等。这些综合火控系统在中小舰艇上都可作舰艇指挥控制系统使用。美国将在21世纪初装备舰艇的以X波段单面阵旋转相控阵雷达为基础的综合火控系统,能控制多枚导弹多门舰炮同时对付多个空中目标,反应时间短、精度、抗干扰能力都比一般火力控制系统高,且综合能力强、重量轻、体积小、自动化程度高。

图2 H930型综合火控系统方框图

寄生式火力控制系统。自身不含火控计算机或虽有计算机但只完成部分火控计算或不作火控计算,火控计算的任务全部或大部分由其他系统(例如作战指挥自动化系统)完成,但火控系统的其余组成部分都独立存在,如美国“斯普鲁恩斯”级驱逐舰的MK116型反潜火控系统。寄生式火控系统是舰艇作战系统综合程度提高的产物。

组成 一般包括目标跟踪器、火控计算机、控制台和接口等设备。目标跟踪器,有雷达、声纳、光电跟踪仪(红外、激光、电视、光学瞄准具)及潜望镜等。舰艇火控系统,可使用部分或全部跟踪器作为数据信息来源。目标跟踪器主要任务是接受目标指示后精确跟踪目标,进行识别,测定目标位置,并把目标位置坐标和其他信息通过接口传给火控计算机,有些目标跟踪器还有一定的探测搜索功能,能探知作战环境中是否存在目标并进行跟踪,使用相控阵雷达使搜索与跟踪能力都得到很大提高。火控计算机,是火控系统的最重要组成部分,它根据目标的实时位置和导航设备提供的本舰运动和状态参数(航速、航向、纵摇、横摇等)和设定的弹道气象、水文参数(风向、风速、空气密度、水流等),准确计算出目标运动参数与命中目标所需的射击或导引诸元,驱动发射装置定位或自动跟踪命中点。历史上将火控计算机和其他辅助设备称为指挥仪。控制台,亦称操控台或操作显控台,实现人-机对话和系统内外的对接,实现操作和对系统的控制,干预和注入数据、指令等。显示的内容是战术环境、目标位置、武器及系统各部分的工作状况、计算结果、各种指令等。操作员通过控制台上的显示器、功能键、控制键、光笔、操作杆、跟踪球、触摸屏等了解作战态势,对武器系统进行发射控制,如使用制导武器,在武器发射后进行跟踪制导。接口设备,用于系统内外对接,解决输入输出信息的转换或交接,随着技术的发展,接口设备体积越来越小,由单独的机柜变为附嵌在计算机或显控台内的部件、器件。

简史 最早的舰艇火控系统是1926年英国“赫尔逊”号和“罗达”号舰上辅助舰炮射击的机械模拟火控系统。之后发展很快,基本上与计算机的发展同步。20世纪40年代机电模拟火控系统逐步取代机械模拟火控系统,50年代数字计算机用于武器控制,60年代数字式火控系统逐步替代模拟火控系统,这个过程中也出现过少量电子模拟火控系统和机电数字混合火控系统。随着计算机的飞速发展,出现了各种综合武器控制系统,有的与舰艇指挥系统综合形成舰艇指挥控制自动化系统,武器控制系统的设计、分析、综合研究,也从经典控制论发展到现代控制理论、现代系统科学。

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