百年操控論長(zhǎng)短 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 說(shuō)起駕駛坦克，廣大 “ 鐵粉 ” 們都躍躍欲試，想親自體會(huì)一把駕馭 “ 陸戰(zhàn)之王 ” 的樂(lè)趣。實(shí)際上，要使坦克在戰(zhàn)場(chǎng)上縱橫馳騁、奮勇殺敵，不僅需要駕駛員，而且還需要炮手、裝填手等乘員的密切配合，才能使這身軀龐大的 “ 鋼鐵俠 ” 在戰(zhàn)場(chǎng)上發(fā)威。操縱坦克可不是件容易的事，從坦克誕生之日起，坦克設(shè)計(jì)師們就絞盡腦汁地琢磨怎么才能使坦克開(kāi)起來(lái)更加輕松自如。讓我們穿越歷史，回顧一下坦克操控百年歷程，感受其中的奧妙。 純機(jī)械式操控時(shí)代 坦克是英國(guó)人發(fā)明的，誕生于 20 世紀(jì)初的 1915 年，并在 1916 年的索姆河戰(zhàn)役中首次投入交戰(zhàn)。最早投入實(shí)戰(zhàn)的坦克是 I 型坦克，乘員多達(dá) 8 人。此后，法國(guó)、德國(guó)等也相繼研制坦克這種被稱(chēng)為 “ 機(jī)槍、塹壕突破器 ” 的新式武器，乘員有多有少，有的多達(dá)十幾甚至二十余人。這時(shí)的坦克操控是純機(jī)械操作。如 I 型坦克，左右履帶分別由左右兩個(gè)人操控，協(xié)同完成坦克的直駛或轉(zhuǎn)向。槍炮手也是人數(shù)眾多，“ 雄性 ”I 型坦克有幾門(mén)炮，炮手們也是各忙乎各的。由于沒(méi)有車(chē)內(nèi)通話器且車(chē)內(nèi)噪聲極大，車(chē)內(nèi)乘員間要靠喊、拍、拉等動(dòng)作進(jìn)行協(xié) 同，車(chē)外協(xié)同只能靠目視信號(hào)（有的甚至放信鴿）。坦克首次運(yùn)用于實(shí)戰(zhàn)時(shí)，為準(zhǔn)確開(kāi)到進(jìn)攻出發(fā)陣地，步兵就在坦克前進(jìn)道路上鋪上白色線帶，坦克看著線帶走。 雖然坦克的出現(xiàn)產(chǎn)生了巨大的震撼力，開(kāi)啟了機(jī)械化戰(zhàn)爭(zhēng)的新紀(jì)元，但其操控屬于早期、初級(jí)、簡(jiǎn)單的技術(shù)水平，與現(xiàn)代坦克相比不可同日而語(yǔ)。 第一次世界大戰(zhàn)后，各國(guó)都意識(shí)到坦克在陸戰(zhàn)場(chǎng)上的巨大威力，爭(zhēng)先恐后地加以發(fā)展，坦克的技術(shù)水平也有了極大的提升 從早期的過(guò)頂履帶、后拖式誘導(dǎo)輪，發(fā)展為腰式履帶、前（后）置誘導(dǎo)輪，駕駛也由 1 人完成，坦克乘員數(shù)量也由早期的 人數(shù)眾多減至四到五人左右。坦克的武器系統(tǒng)也由早期的幾門(mén)炮，演變成在旋轉(zhuǎn)炮塔上安裝一門(mén)火炮和一挺并列機(jī)槍的布局，火炮（并列機(jī)槍?zhuān)┑拿闇?zhǔn)、擊發(fā)也由炮長(zhǎng)一人完成（裝填手也僅一人）。到第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)式炮塔、后置式動(dòng)力傳動(dòng)裝置、前置式誘導(dǎo)輪、后置式主動(dòng)輪等成為坦克的基本特征，坦克乘員也減少至四 /五人，基本上做到了每一個(gè)戰(zhàn)位都能獨(dú)立完成坦克駕駛、射擊、通信、指揮中的一項(xiàng)職能，而不像早期坦克那樣需要多人配合。 二戰(zhàn)中的坦克無(wú)論是駕駛還是射擊，基本上還是人工機(jī)械操控。一戰(zhàn)時(shí)曾出現(xiàn)過(guò)電傳動(dòng)的坦克（如法國(guó)的 “ 圣蒙沙 ” ），駕駛起來(lái)相當(dāng)省力。二戰(zhàn)中，德國(guó)也研制過(guò)電傳動(dòng)坦克，但數(shù)量有限，在二戰(zhàn)坦克中算不上什么主流。二戰(zhàn)中坦克武器系統(tǒng)的操作大多也是機(jī)械式的，少量坦克（如蘇式T-34 坦克等）采用了炮塔方向電傳動(dòng)技術(shù)，既提高了坦克的火力反應(yīng)速度，也節(jié)省了炮長(zhǎng)的體力。火炮射擊諸元的計(jì)算、裝定，基本上是人工完成的，射擊時(shí)需要炮長(zhǎng)目視判距，手動(dòng)裝定表尺，手動(dòng)（方向電動(dòng)）瞄準(zhǔn)，人工裝填炮彈，炮手手動(dòng)（電控）擊發(fā)。這一時(shí)期，歐、美系坦克操控性要比蘇系坦克好，開(kāi)起來(lái)更輕巧，這與歐美工業(yè)特別是汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)有直接關(guān)系。而蘇系坦克操控就相對(duì) 笨重， T-34的操縱桿拉起來(lái)很吃力。 一戰(zhàn)和二戰(zhàn)時(shí)期坦克的操縱裝置基本上是純機(jī)械式的，如駕駛用的操縱桿、油門(mén)踏板、離合器踏板、制動(dòng)器踏板等，以及火炮手動(dòng)操作的高低機(jī)、方向機(jī)、表尺裝定器等。坦克電氣系統(tǒng)的操作也是通過(guò)機(jī)械式開(kāi)關(guān)和按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如起動(dòng)電機(jī)按鈕、車(chē)燈開(kāi)關(guān)、通氣風(fēng)扇開(kāi)關(guān)等；坦克工況的顯示也主要是各類(lèi)模擬儀表，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、水溫油溫表、坦克速度表等。 由機(jī)械式向智能化操控的轉(zhuǎn)變 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束到目前為止，世界各國(guó)相繼發(fā)展了三代主戰(zhàn)坦克，分別是以 T-54/55（蘇）、 M-48（美）、“ 百人隊(duì)長(zhǎng) ” （英）、 59 式（中）為典型的一代坦克（時(shí)間跨度約 1945 年 1960 年）；以 T 62（蘇）、 M60（美）、“ 豹 ”1 （德）、 “ 酋長(zhǎng) ” （英）、 “ 梅卡瓦 ”1 型（以）、74 式（日）、 80/88（中）為典型的二代主戰(zhàn)坦克（時(shí)間跨度約 1960 年 1980 年）；以 T64/T-80（蘇）、 T-72/T-90（蘇 /俄）、 “ 豹 ”2 （德）、 MlAl/A2（美）、 “ 挑戰(zhàn)者 ”（英）、 “ 勒克萊爾 ” （法）、 90 式（日）、 99/99A（中）等為典型的三代主戰(zhàn)坦克（時(shí)間跨度約從 1980 年至今）。戰(zhàn)后三代坦克的操 控用一句簡(jiǎn)單明了的話概括就是：一代、二代坦克都是四乘員、機(jī)械式 +部分機(jī)電式（二代有少量有機(jī)電操控）的操控模式；三代坦克主要是三乘員（也有四乘員的，如美國(guó)的 M1 系列、以色列的 “ 梅卡瓦 ” 等）、機(jī)電（電液）式 +部分虛擬式（如車(chē)長(zhǎng)計(jì)算機(jī)的觸摸屏操控界面等）的操控模式。 二戰(zhàn)后的一代坦克與二戰(zhàn)中的坦克相比，火力、機(jī)動(dòng)、防護(hù)性能都躍上一個(gè)新臺(tái)階。如火炮口徑普遍達(dá)到 100毫米以上，最大行駛速度達(dá)到了 50 千米 /小時(shí)左右。但從坦克操控技術(shù)水平上看，與二戰(zhàn)中的坦克沒(méi)有質(zhì)的變化。 T-55坦克雖然采用了火炮雙向穩(wěn)定技術(shù)， 但火控系統(tǒng)還是機(jī)械式的，需要人工計(jì)算，不具備行進(jìn)間精確射擊的能力。而且，大多數(shù)一代坦克不具備夜戰(zhàn)能力，主動(dòng)紅外夜視儀的夜視距離十分有限。從一代坦克操控裝置與操控界面來(lái)看，與二戰(zhàn)時(shí)期的坦克也沒(méi)有太大的區(qū)別，基本上還是純機(jī)械式的操縱裝置，坦克電氣系統(tǒng)的操作也是采用機(jī)械式開(kāi)關(guān)和按鈕，坦克的工況顯示（如水溫、油壓、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等）也是模擬式儀表。但一代坦克的機(jī)械式操控系統(tǒng)和裝置比二戰(zhàn)中的坦克更加成熟和完善，可靠性也大大提高，甚至出現(xiàn)了部分電操控系統(tǒng)，如 T-55 坦克的高低和方向穩(wěn)定系統(tǒng)，就采用了操縱臺(tái)電控的方式。 二戰(zhàn)后的第二代坦克，即第一代主戰(zhàn)坦克，比起一代坦克又有了新的飛躍，火炮口徑普遍達(dá)到 105 毫米以上，可發(fā)射尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈，火控系統(tǒng)普遍采用了激光測(cè)距和簡(jiǎn)易火控技術(shù)（如我國(guó) 79 式坦克的火控系統(tǒng)就是光點(diǎn)投射簡(jiǎn)易火控系統(tǒng)）、炮控系統(tǒng)普遍采用了雙向穩(wěn)定技術(shù)，短停間的命中精度大幅度提升，炮長(zhǎng)的自動(dòng)化操縱水平大幅度提高，但仍不具備行進(jìn)間精確射擊能力。裝填手和駕駛員的操控基本上還是機(jī)械式的，與一代坦克沒(méi)有太大變化，但也有一些細(xì)節(jié)上的改進(jìn)。如我國(guó)的 88 式坦克增加了駕駛液壓助力裝置，轉(zhuǎn)向和換檔輕松了不少。二代主戰(zhàn)坦克 的操控裝置和顯示界面也與一代坦克基本相同，但數(shù)字式顯示終端、數(shù)字式儀表（如激光測(cè)距儀的數(shù)顯器等）等，已經(jīng)逐步在二代坦克上得到應(yīng)用。 二戰(zhàn)后的第三代坦克，即第二代主戰(zhàn)坦克，不僅火力、機(jī)動(dòng)、防護(hù)、信息力邁上一個(gè)新的臺(tái)階，而且坦克操控真正邁入了機(jī)電化操控時(shí)代。其主要特點(diǎn)：一是多數(shù)采用自動(dòng)裝彈技術(shù)，減少一名乘員。二是全部采用了指揮儀（穩(wěn)像式）火控系統(tǒng)技術(shù)，火炮真正具備了動(dòng)對(duì)動(dòng)的精確打擊能力，射擊自動(dòng)化操控水平也達(dá)到了一個(gè)全新的高度 炮長(zhǎng)鎖定目標(biāo)后測(cè)距、選彈，此后火控系統(tǒng)自動(dòng)完成射擊諸元、環(huán)境感知等一系列復(fù)雜 的計(jì)算，并自動(dòng)跟蹤目標(biāo)、自動(dòng)調(diào)炮，炮手的戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作簡(jiǎn)化為觀察戰(zhàn)場(chǎng)、判斷威脅、鎖定目標(biāo)、測(cè)距、選彈（也可在發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后立即選彈）、按發(fā)射按鈕（可人工擊發(fā)，也可在 “ 射擊門(mén) ” 狀態(tài)下自動(dòng)擊發(fā)），相信廣大 “ 鐵粉 ” 們只要稍加訓(xùn)練就完全有可能成為一名神炮手，而這在二戰(zhàn)中或使用一、二代主戰(zhàn)坦克幾乎是不可能的。三是普遍采用了液力一機(jī)械綜合傳動(dòng)技術(shù)，坦克駕駛實(shí)現(xiàn)了電液操控（方向盤(pán)、檔位等只是電液控制的執(zhí)行器），駕駛坦克既輕松，又省力。四是普遍采用 C4I技術(shù)，即數(shù)字化指控技術(shù)，包括自主導(dǎo)航定位、數(shù)字保密跳頻通信，計(jì)算機(jī)式指控終端，車(chē) 輛數(shù)據(jù)總線等，實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)共享、車(chē)內(nèi)外信息共享、完全自主導(dǎo)航定位等，指揮控制、車(chē)輛工況監(jiān)控等的全面數(shù)字化和信息化，使乘員特別是車(chē)長(zhǎng)從繁重的人工操控（電臺(tái)人工收發(fā)信、人工查閱地圖、人工判斷方位與站定點(diǎn)，人工查詢(xún)車(chē)輛工況、彈藥油耗、油料消耗等）和主要憑經(jīng)驗(yàn)指揮本車(chē)和分隊(duì)作戰(zhàn)的傳統(tǒng)指揮模式中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)采集、自動(dòng)化操控（電臺(tái)由計(jì)算機(jī)控制收發(fā)信、變頻、保密），依托高度共享的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、車(chē)內(nèi)外數(shù)字通信系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)支持下，實(shí)施數(shù)字化的指揮控制，從而也促使戰(zhàn)斗方式由過(guò)去的粗放式、經(jīng)驗(yàn)型向精準(zhǔn)式、初 級(jí)智能化的方向轉(zhuǎn)變。到目前為止，僅就操控水平而言，二戰(zhàn)后的三代坦克與一、二代坦克相比實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，與早期坦克相比更是天壤之別。三代主戰(zhàn)坦克的操控裝置和界面已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，虛擬式的智能化操控已經(jīng)初露端倪。 百年操控論長(zhǎng)短 說(shuō)起坦克操控，它既是老話題，也是個(gè)新領(lǐng)域。從坦克操控百年發(fā)展歷程來(lái)看，不難得到如下啟不。 一是坦克的操控水平受制于坦克技術(shù)水平，坦克乘員不斷減少是技術(shù)推動(dòng)和需求牽引共同作用的成果。坦克操控的發(fā)展與坦克技術(shù)進(jìn)步基本同步，早期坦克的操控性不好、乘員多，與坦克 剛剛誕生不久，坦克本身的技術(shù)水平較低有直接關(guān)系。比如，前面提到早期坦克的兩條履帶要由兩個(gè)人來(lái)操作，除了技術(shù)上的原因，操作十分笨重也是一個(gè)重要因素，拉動(dòng)一條履帶的操縱桿可能很吃力，一個(gè)人的體力可能很難保證同時(shí)完成兩條履帶的操縱。到二戰(zhàn)時(shí)，坦克上的轉(zhuǎn)向操縱桿已經(jīng)廣泛運(yùn)用了彈簧助力技術(shù)，較好地解決了一人駕駛坦克的問(wèn)題。從早期坦克到現(xiàn)在的三代坦克，坦克操控性能的提升、乘員數(shù)量的減少，主要是技術(shù)推動(dòng)的結(jié)果。如三代坦克采用自動(dòng)裝彈技術(shù)后，原有的二炮手就不需要了。當(dāng)然，也有軍事需求牽引的功勞，因?yàn)椋娛录覀兪冀K堅(jiān)信操縱一 件武器的人越少越好。道理很簡(jiǎn)單，如果一個(gè)裝甲部隊(duì)擁有 100 輛坦克，那么，指揮官希望操縱 100 輛坦克的乘員越少越好，人越少就越便于管理和控制，出問(wèn)題的環(huán)節(jié)就越少，相反如果由 400 名乘員（車(chē)長(zhǎng)、駕駛員、炮長(zhǎng)，裝填手）操縱這些坦克的話，這 100 輛坦克形成整體戰(zhàn)斗力時(shí)出問(wèn)題的環(huán)節(jié)要比單乘員多出不知多少倍。另外， 400 人的保障也比 100 人的負(fù)擔(dān)更重些。 現(xiàn)代化的軍隊(duì)由于裝備越來(lái)越先進(jìn)，因而戰(zhàn)斗力成倍提升而員額卻大幅下降。美國(guó)老型號(hào)的 “ 艾森豪威爾 ” 號(hào)核動(dòng)力航母艦員為 3105 人（不含航空人員及陸戰(zhàn)隊(duì)員），而最新 的 “ 福特 ” 號(hào)航母編制艦員僅 1150 人（不含航空人員及陸戰(zhàn)隊(duì)員），僅為前者的三分之一左右。 二是坦克智能化操控是未來(lái)坦克操控的發(fā)展方向，虛擬化操作將是主流，但也要有應(yīng)急手段。只有當(dāng)指揮儀式火控系統(tǒng)技術(shù)成熟后，射擊自動(dòng)化才能成為可能；只有當(dāng)液力一機(jī)械綜合傳動(dòng)技術(shù)成熟后，坦克駕駛才能真正實(shí)現(xiàn)電液式操控。隨著坦克技術(shù)特別是信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來(lái)新一代主戰(zhàn)坦克可能是全電坦克，乘員有也可能減少至兩人（車(chē)炮長(zhǎng)、駕駛員或駕駛員（車(chē)長(zhǎng)）、炮長(zhǎng)），坦克的駕駛、射擊、指揮等可能實(shí)現(xiàn)智能化操控。當(dāng)然，智能化操控不等于全 虛擬化操作，未來(lái)坦克在主要功能虛擬化操控的前提下，一些事關(guān)坦克生存的應(yīng)急性操作（如三防系統(tǒng)啟動(dòng)、煙幕彈發(fā)射等），可能還需要采用虛擬化操作與機(jī)電式應(yīng)急操作（通過(guò)機(jī)械式開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)）相結(jié)合的方式，以確保關(guān)鍵性操作的可靠性。這點(diǎn)筆者深有體會(huì)。筆者家中有一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)是電容開(kāi)關(guān)的，使用中經(jīng)常遇到因手指帶水造成操作失靈、紊亂甚至 “ 死機(jī) ” 的問(wèn)題。而家中另一臺(tái)老式全自動(dòng)洗衣機(jī)是微動(dòng)開(kāi)關(guān)的，技術(shù)雖然不先進(jìn)但操作卻十分可靠。所以，智能化操控有它先進(jìn)的一面，也有易被干擾等弱點(diǎn)，應(yīng)用上應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，與機(jī)械式操作形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。 三是要發(fā)揮軍事需求對(duì)坦克操控的直接牽引作用，就必須做到與技術(shù)發(fā)展深層次融合。從坦克操控發(fā)展歷史來(lái)看，軍事需求的牽引作用不明顯，而技術(shù)推動(dòng)作用十分明顯。就像動(dòng)力一傳動(dòng)的發(fā)展與軍事需求掛鉤不緊一樣。原因是軍事專(zhuān)家考慮的更多的是打仗需要什么樣的裝備，性能是什么（坦克炮的威力、穿甲厚度等），而不過(guò)多涉及技術(shù)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。當(dāng)然，軍事專(zhuān)家要了解坦克技術(shù)發(fā)展到了什么水平，裝備能不能造出來(lái)，否則，軍事需求就是異想天開(kāi)了。 在坦克操控發(fā)展上應(yīng)當(dāng)實(shí)行軍事與技術(shù)的深度融合。裝備型號(hào)確定后，軍事專(zhuān)家應(yīng)當(dāng)積極介入坦克 操控的具體技術(shù)研究，使其更加貼近部隊(duì)的實(shí)際，契合實(shí)戰(zhàn)的需要。過(guò)去我國(guó)坦克發(fā)展在這些方面存在不少問(wèn)題，現(xiàn)在有了很大改觀 不少裝備研究機(jī)構(gòu)經(jīng)常請(qǐng)部隊(duì)官兵對(duì)裝備的操控性能進(jìn)行直接體驗(yàn)，收到了較好的效果。 四是應(yīng)當(dāng)使坦克的智能化操控研究盡早成為一門(mén)新興的學(xué)科領(lǐng)域。到目前為止，關(guān)于坦克操控還沒(méi)有單獨(dú)形成一個(gè)研究領(lǐng)域，智能化操控更是一個(gè)全新的課題，也必將是未來(lái)坦克科學(xué)技術(shù)研究的一個(gè)充滿(mǎn)活力、前景廣闊的科技領(lǐng)域。目前，坦克操控研究主要集中在坦克裝甲車(chē)輛人一機(jī)工程領(lǐng)域。坦克操控與人一機(jī)工程研究雖然是交叉學(xué)科，但 又有本質(zhì)的區(qū)別：一是兩者的起步時(shí)間不同。坦克操控的研究從坦克誕生就開(kāi)始了，而人機(jī)一環(huán)的研究則是近二三十年的事。再就是兩者的研究目的不同。坦克操控的研究主要目的是運(yùn)用最優(yōu)控制策略來(lái)充分發(fā)揮坦克的戰(zhàn)技性能，而人一機(jī)工程的研究目的是如何輕松、舒適地使用坦克。兩者能結(jié)合起來(lái)考慮最完美，但