- 坦克裝甲車輛設計:電子信息系統卷
- 馮益柏主編
- 2944字
- 2020-04-30 15:22:11
第二節 坦克綜合電子信息系統的總體設想
一、坦克綜合電子信息系統的必要性
坦克仍然是陸地戰場的主要力量,隨著新軍事革命的蓬勃發展,現代作戰體現出了新的特點,聯合作戰和信息作戰的能力日益重要,提高坦克在數字化地面戰場上掌握制信息權是取得決定性勝利的關鍵。
坦克作戰是編隊作戰,只有提高整個編隊的戰斗力,實現編隊互連、互通和武器協同,才能提高整體的作戰效能。綜合電子信息系統是實現這一目標的重要手段。
目前的裝甲部隊缺乏必要的電子信息裝備,大大限制了其作戰威力。通過武器平臺的綜合電子信息化升級,可在較短時間內提升裝甲兵部隊的戰斗力。
二、總體思路與原則
從坦克編隊的作戰模式出發,力求提高編隊坦克間的信息互聯互通、武器協同作戰以及與其他武器平臺(如武裝直升機、步兵戰車等)協同作戰的能力。
應用模塊化、組合化和綜合化的設計原則,可在數據總線上靈活增減設備,實現坦克編隊各傳感器和通信設備的柔性組合,滿足戰斗編隊的各種戰術需要。
在確保有效提高坦克編隊的整體作戰效能的同時,充分利用現有坦克的成果,應用“嵌入”手段,實現最佳的性價比。
適應其他武器平臺的信息化升級,并考慮未來聯合作戰的發展。
三、綜合電子信息系統的方案設想
1.坦克綜合電子信息系統主要功能
具有在現代化合成戰斗部隊內完成賦予作戰任務的能力,主要包括:戰場信息感知、獲取能力;遠距離的火力突擊能力;指揮與控制能力;與其他兵種的協同作戰能力;全天候、全天時和運動作戰能力:光電對抗能力。
2.坦克綜合電子信息系統功能體系結構
綜合電子信息系統采用以1553B數據總線為核心的分布式開放體系結構。1553B數據總線是綜合電子信息系統的神經網絡,它將車內探測/識別系統、執行系統、通信系統、防護系統、檢測診斷系統和監控系統有機地連成一個整體,實現信息數據的高速交換和處理。
3.坦克綜合電子信息系統總體方案
坦克綜合電子信息系統的方案思路是:
①以車內數據傳輸總線作為信息通道,全車各分系統設備進行集中分布式管理,實現車內信息綜合和共享;
②通過指揮控制系統和數據鏈路使戰場信息在坦克之間、各級指揮員之間以及各軍兵種之間實現車際信息實時自動傳輸、信息共享和戰場態勢顯示;
③通過車際和車內的信息共享、火控系統的更新換代,最終提高坦克的作戰威力。
(1)坦克綜合電子信息系統的組成和工作原理
坦克綜合電子信息系統由指揮控制分系統、火控分系統和防護告警分系統組成,各分系統之間采用1553B多路傳輸數據總線,通過總線控制接口將各系統連接起來,達到信息共享、功能綜合、擴展方便等目的。
對于戰場的實時戰術信息分發,在裝甲車內主要采用1553B總線,在裝甲車外主要采用戰術數據鏈和車際數據鏈,通過這3種方式實現數據信息的實時傳輸和自動交換。按照專用通信協議,實時、自動、保密地傳輸和交換各種作戰數據,實現情報資源共享,以獲取信息優勢,提高各作戰平臺快速反應能力和協同作戰能力。
指揮控制系統是20世紀90年代以來各種先進坦克進行技術改造的主要內容之一,它是C4I系統在坦克上的具體實現。隨著現代戰爭的發展,計算機技術、數字通信技術和信息工程的高度發展,在坦克上集中配置以C4I為主要內容的指控系統是完全必要和可行的,是提高坦克綜合戰斗力的重要手段。指揮控制分系統由總線控制子系統、車長監控子系統、通信子系統、導航定位子系統、敵我識別子系統等組成,它主要完成如下功能。
①通過總線控制子系統實現綜合電子信息系統的工作方式控制、狀態監視和1553B總線的通信管理。1553B總線符合MIL-STD-1553B軍用標準,其數據傳輸位速率為1MHz/s,采用曼徹斯特碼Ⅱ型雙相電平,通過變壓器或直接耦合,A通道、B通道可選,有雙冗余功能。在要求實時性強、可靠性高的坦克電子綜合信息系統中,采用1553B實時控制網可滿足車內設備的控制管理和信息共享。
1553B終端可以工作在BC(總線控制器)、RT(遠程終端)、MT(總線監視器)方式。根據坦克指控分系統、火控分系統和防護告警分系統的工作特點,指控分系統的總線控制子系統工作在1553B模塊的BC方式;敵我識別器、通信子系統、導航定位子系統、火控分系統炮長計算機和防護告警分系統等工作在1553B模塊的RT方式。
②通信子系統中數據鏈路的基本功能是“無縫連接”和“實時傳輸”,強調數據鏈的觸角伸向戰場的各參戰部隊和各種作戰平臺,為實施諸兵種的協調作戰提供一條互連、互通的紐帶。坦克的數據通信是通過加裝數傳終端來實現的。具體的配置是:在坦克編隊指揮員坦克上裝備2部數傳電臺,一部用于與上級、其他軍兵種通信,采用陸軍戰術數據鏈路協議:另一部與編隊內所有的坦克組成一個TDMA網絡,實現數/話同傳,兼顧話音和數據通信。
③組合導航定位為坦克提供定位、航向、航速等信息,通過數據通信,讓上級指揮員掌握我方各坦克在戰場上的分布與動向;也可讓各坦克乘員了解我方各作戰友鄰單位的位置關系和示意圖,形成基本的戰場態勢感知;配合坦克上的測距和電子偵察設備,為上級指揮部提供戰場目標的情報信息,以及為炮火支援提供目標指示,為坦克在戰場的行軍提供地域邊界數據,劃定安全區域,一旦坦克駛出安全區,可發出告警信號。
④利用超短波電臺和微波通信進行話音和數據通信,支持點對點、通播和組網通信方式。
⑤采用代碼指揮方式進行數據實時傳輸,處理模塊通過與通信系統的連接,可以完成命令、情報等接收、發送、存儲、檢索,也能夠對電文內容進行刪除、插入和修改等。
⑥具有圖形、圖像處理能力,可利用簡易圖形處理系統進行圖上作業、標繪、開窗、計算距離、高度,并能與衛星定位結合進行圖上定位、顯示。
⑦儲存重要作戰數據,能夠顯示查詢數據庫,檢索作戰、情報等有關數據,了解戰場資源情況,進而作出快速的指揮決策。
⑧識別子系統的功能主要是快速可靠的識別,主要用于炮長(或車長)在對目標進行攻擊前敵我身份確認,若裝在具有偵察手段(如雷達、紅外)的裝甲車上,可形成敵我雙方分布的態勢圖。具有低速短距數傳功能,主要用于連級內部坦克之間的數據交換,可作為坦克數據鏈的補充和備份手段。
⑨面對眾多戰場威脅,對坦克的自衛防護提出了新的要求,坦克需要有良好的機動性能而不能使裝甲厚度無限制地增大。通過采用先進的告警手段以及有針對性的對抗措施,可較為有效地保護坦克不被導彈擊中,提高坦克的戰場生存能力。坦克防護告警分系統主要由激光告警設備、紅外干擾機、煙幕發射設備、主控制器等幾部分組成。
(2)需要解決的問題
雖然應用電子信息技術對坦克裝備進行信息化升級具備眾多優點,但要將整個綜合電子信息系統裝入一輛坦克并非易事,需要解決一系列的問題,主要有:
①坦克內部惡劣的環境條件。強烈的振動和沖擊,對電子設備的硬件是一個考驗。除此之外,還必須接受高、低溫度的考驗。同時,電子設備自身的散熱也會影響坦克的內部環境,造成人員的疲勞,影響成員戰斗力。
另一方面,對于那些兩棲作戰和必須在熱帶地區使用或處于儲存狀態的坦克來說,潮濕也是危害電子和光學設備的傳統因素。
②坦克內部狹小的可利用空間。電子設備的增加受到車內有限空間的制約。另一方面,可用空間的不規則性帶來設備結構設計和安裝的困難。
③坦克內部惡劣的電磁環境。在狹小的空間集成綜合電子信息系統,對總體設計和各個設備的電磁兼容性提出了更高的要求。既要確保設備間不會相互影響,也要避免坦克電子信息設備的相互干擾。另一方面,坦克內部的電源品質也需關注。