第一节 火控系统基本概念

一、火控系统基本概念

为了后面描述方便，在这里我们先介绍几个关于火控系统的专业术语。

火力控制系统是指控制武器自动或半自动地实施瞄准与发射（抛射）的全过程，它是武器系统的重要组成部分，简称火控。深入地讲，火控包括：为瞄准目标而实施的搜索、识别、跟踪目标；为命中目标而进行的依据目标状态测量值、弹道方程（或射表）、目标运动假定、实际弹道条件、武器运载体运动方程计算射击诸元；以射击诸元控制武器随动系统驱动武器线趋近射击线，并依据射击决策自动或半自动地执行射击程序。目的是控制武器发射射弹，击中所选择的目标。

瞄准矢量是指以观测器材回转中心为始点，目标中心为终点的矢量。瞄准矢量常用球坐标D、β、ε表示，其中D、β、ε分别表示目标现在点的斜距离、方位角、高低角。

瞄准线是指以观测器材回转中心为始点，通过目标中心的射线。

跟踪线是指以观测器材回转中心为始点，通过观测器材中某一基准点的射线。

武器线是指以武器身管或发射架回转中心为始点，沿膛内或发射架上弹头运动方向所构成的射线。

射击线是指为保证弹头命中目标，在武器发射瞬间，武器线所必需的指向。

现在点是指将目标视为一个点，在弹头每次发射瞬间，目标所处的空间点。

未来点又称命中点，是指目标与弹头（视为一点）相碰撞的空间点。需要在这里强调，命中点肯定是未来点中的一个，但不是所有的未来点都是命中点。

射击诸元主要指射击线在大地坐标系中的方位角βg和射角φg。

由于弹道的弯曲、气象条件影响、目标的运动、武器载体的运动，致使瞄准矢量与射击线不一致。射击线相对瞄准矢量的夹角定义为空间提前角。空间提前角一般分解为方位提前角和高低提前角。提前角取决于弹头的外弹道特性与目标和武器载体的运动状态。瞄准矢量、射击线与提前角间的相互关系如图1.1所示。

应当指出，在跟踪目标过程中，总是使跟踪线趋近于瞄准线，二者存在的偏差称为跟踪误差，分为方位跟踪误差及高低跟踪误差。未来点是相对现在点而言的，在火控问题有解范围内，二者是一一对应的。武器线与射击线一般是不重合的，存在偏差，称为射击诸元误差。只有当射击诸元误差小于希望值时，才允许射击。

二、火控系统任务

火力控制系统的主要任务是控制武器装备实施对目标进行射击，并评估射击效果。但是不同的武器系统、不同配置的火控系统所需要完成的任务也是不尽相同的。以现代火炮武器系统为例，现代火炮武器系统的火控子系统需要完成以下诸项任务或其中一部分任务：

（1）利用各种探测、跟踪器材，搜索、发现、识别、跟踪目标，并测定目标现在点的坐标。

（2）依据目标运动模型、目标坐标的测量值，估计目标的运动状态参数（位置、速度、加速度）。

（3）依据弹头的外弹道特性、实际气象条件、地理特征、武器载体及目标运动状态，预测命中点、求取射击诸元。

（4）依据射击诸元，利用半自动或全自动武器随动系统驱动武器线趋近于射击线，并根据指挥员的射击命令控制射击程序实施。

（5）实测脱靶量，修正射击诸元，实现校射或大闭环火控系统。

（6）实时测量武器载体的运动姿态或其变化率，用于火控计算及跟踪线、武器线稳定。

（7）实施系统内部及外部的信息交换，使武器系统内部协调一致地工作及使火控系统成为指挥控制系统的终端。

（8）实施火控系统的一系列操作控制，使火控系统按战术要求及作战环境要求工作。

（9）实施火控系统的故障自动检测和性能自动检测。

（10）实施操作人员的模拟训练。

某一实际火控系统的任务，依据作战要求可多可少，但最基本的搜索及跟踪目标、求取射击诸元、驱动武器线任务是必不可少的。

三、支撑火控系统发展的关键技术

火控系统作为现代武器系统必不可少的组成部分，从其出现到现在一直在不断发展变化中，支撑火控系统发展的技术包含以下几个方面：

①计算机技术；

②语音识别、合成技术；

③图像、图形处理技术；

④建模仿真技术；

⑤人工智能技术；

⑥网络技术；

⑦通信技术；

⑧光电技术；

⑨探测技术；

⑩信息对抗安全技术；

⑪传感技术；

⑫自控技术；

⑬电磁兼容设计技术；

⑭机械设计技术；

⑮系统工程。

以上诸技术中的任何一个有了长足的进步，就会推动火控技术和相关技术的快速升级进步。因此火控系统是一个系统工程，要综合运用各种先进技术来提高自己的技术水平。