坦克的信息化體現在哪
坦克作為一種主要的陸戰兵器,它的發展離不開科學技術的發展,並是以此作為基礎的。因此,在當今以微電子技術,信息技術、新材料和新能源技術為先導的高新技術發展為特徵的時期內,坦克技術的突破性發展主要表現在應用高新技術於提高傳統的火力,防護、機動三大性能方面:如採用新的能量轉換原理和穿甲原理的高動能火炮技術,自動化火力控制技術,電子化的綜合防禦系統及車輛推進系統等。與此同時,坦克技術的重大突破還明顯地表現在坦克指揮與控制系統的開發應用方面。有人指出這是坦克的第四大性能,這不是沒有道理的,因為隨著坦克火力,防護、機動性能的重大發展和自動化程度的提高,在這些功能系統中和相互之間,以至於在坦克的內、外環境之間,都有大量的信息需要被迅速、準確地收集、處理、交換,顯示和控制,才能發揮坦克上的各功能系統的效能,因此,坦克指揮與控制系統可以理解為「系統之上的系統」。
從廣義上說,從第一輛坦克投入戰鬥時起,坦克就具有一定的指揮與控制功能。不過,那個時代的坦克沒有電台和複雜的觀瞄裝置,指揮與控制功能只表現在簡單的人工操作上,不過好在戰場上信息量也不多,在當時信息量很少的戰場環境下還是可行的。然而,現代戰場及現代坦克作戰,信息量紛繁複雜、戰鬥節奏極快。一場大規模戰役很有可能在幾個小時內就結束了,如果再用過去的裝備標準來應對現代戰爭,確實有點跟不上趟。因此,以現代電子信息技術為基礎的坦克指揮與控制系統正是適應這個客觀要求而產生的,它不僅體現了坦克的指揮與控制功能的質的飛躍,同時也成為現代坦克技術與傳統的坦克技術相區別的里程碑。坦克指揮與控制系統以計算機管理的數據多脇傳輸及標準化的車輛電子學結構為基礎;以對話音、文字、圖象的自動化處理和交換的數字通信手段,代替了模擬通信方式及點到點導線連結的電器設備從而提高了坦克和坦克部隊的作戰效能,改善了乘員的工作條件。因此,坦克指揮與控制系統是坦克戰鬥力的「倍增器」
以DARPA為美國陸軍預研第四代坦克而進行的「先進技術過渡驗證」試驗的坦克台架技術要求中可以看出,美軍對未來坦克提出的技術指標在原有的火力、防護能力、機動性這三大指標之上,又增加了信息與控制技術(國內一些資料也翻譯為「指揮與控制技術」),在此認識的基礎上,美國將其現裝備的M1進行升級,其升級的核心就是「車輛電子學」,並以此為基礎,使坦克具備全新的指揮、控制、通信能力。
美軍對於信息與控制技術的最初探索是在上世紀90年代初,在海灣戰爭結束以後,M1坦克生產廠商——美國通用動力公司就在總結髮言中提出:「從「沙漠風暴」得到的經驗教訓是,諸兵種聯合使用的指揮、控制、通信能力是未來戰場取勝的必要條件。MIA2坦克引入了全新的指揮系統,能用於機動的裝甲戰,它的綜合的數字信息系統連結了諸兵種部隊的各部分,大大增強了部隊的作戰能力」。顯然,宣傳的重點突出了現代戰場對坦克技術發展的新要求。此外,在英國、德國、法國也以坦克指揮與控制系統作為新型坦克發展的主要要求之一,名稱上咯有不同,如英國的「戰場信息與管理系統」、德國的「綜合指揮與信息系統」和法國的「戰場管理系統」。其中,法國的「勒克萊爾」坦克是第一款採用了「戰場管理系統」,並使之進入實用化的具有「實時」戰鬥能力的主戰坦克。
從指揮與控制系統的主要功能要求來說,它要滿足三個方面的要求,一是「實時」地處理、交換、傳輸、顯示大量的戰鬥,戰鬥支援,後勤保障支援方面的信息,如敵友雙方部隊態勢和敵友車輛座標位置與戰場上人工或自然障礙狀況、優先交戰的目標位置及射擊命令『炮火呼叫要求、車輛的油料、彈藥儲備量、車輛的技術狀態等等。這些信息有的來自於車輛本身的武器、防護、推進等功能系統的感測器,有的來自友鄰車輛或上級指揮車輛,無論是來自哪裡,都要求有關信息能雙向流通,而且是及時迅速地處理、交換,達到「實時」的程度,這就要求將坦克的內、外各系統之間架起一條高速通信渠道,使坦克內各功能系統以及以坦克為主的諸兵種機械化部(分)隊內形成一個有機的戰鬥整體,這是以往分散、獨立和模擬通信聯結的坦克系統結構設計所不能實現的,這只能依靠現代數據通信技術、可編程序的計算機化管理技術來實現。第二個要求是系統重組功能,即當坦克各功能系統內某些部分發生故障時,指揮控制系統能夠對有關的功能結構進行重新組合,旁路繞過故障部分,從而提高了整個系統的可用性,自然地提高了坦克和坦克部隊的戰鬥可用性,它是戰鬥效能的的主要要索之一。第三個要求是標準化,模塊化的結構設計,因為現代戰場作戰是諸兵種合成作戰,坦克離不開機械化步兵、炮兵、陸軍航空兵等的密切協同,作為協同動作基礎的坦克指揮控制系統必須相容於其它兵種的有關係統,這包括硬體的結構,組件的通用化,模塊化和軟體的計算機語言程序的標準化。
雖然海灣戰爭已經過去了20多年,但它仍然是目前為止最後一次坦克與坦克之間的大規模對決。而且我在很多文章中都提到海灣戰爭的另一個重要原因是:從雙方參戰的裝備來看,伊拉克軍隊使用的是經過升級改造的坦克,性能基本達到了二代坦克的水平,而且在主炮火力方面,當時已經達到了世界先進水平。理論上不應該敗得那麼慘。但是美軍的M1坦克為什麼能打出100:0這樣神話般的戰績?歸根結底是坦克之間畢竟存在代差。二代坦克是根據第二次世界大戰的實戰需要設計的車輛,一代坦克和二代坦克的主要差別是在操作和使用方便,至於發動機馬力、火炮威力和裝甲防護能力只是簡單的增加。二代和三代坦克的差距可不是那麼簡單,首先從設計理念上看,三代坦克是在20世紀80年代的技術基礎上,以打贏信息化戰爭為目標,綜合運用多學科的最新技術成果,組裝成十分複雜的武器系統。三代坦克在對付來襲彈藥、瞄準和攻擊地方車輛、都運用了全新的原理,從根本上有別於二代坦克。所以從海灣戰爭二代坦克與三代坦克的較量中可以看出,購買大量落後裝甲裝備,以數量補質量的時代已經過去了。並不是人海戰術以後再也不能用了,而是二代坦克和三代坦克技術差距實在太大,已經不能用數量彌補了。所以,我一直把海灣戰爭作為解釋說明坦克代差重要性的模範事例,同時也不斷給出VT-4坦克遠勝於T-72坦克的各種理由。
海灣戰爭中的地面戰役是典型的現代高技術條件下的空一地一體的裝甲戰,僅僅100個小時的戰鬥時間足以向世人表明快速戰爭時代的來臨,戰役的結局在很大程度上反映了現代戰場條件對坦克機械化裝備和部隊的指揮控制能力的迫切需要。由於以美國坦克的夜戰手段確實佔盡了天時,戰役的主要作戰行動均安排在夜間和大沙暴的惡劣的氣象和地形條件下,車載熱成象瞄準鏡能觀察2~3千米距離的目標,加上全球定位導航系統、單信道空一地電台先進指揮手段的幫忙,坦克上只裝備了微光夜視儀的伊拉克坦克兵簡直點兒背到家了。許多伊軍坦克未發現對手在何方就糊裡糊塗地被擊毀了。據一位被俘的伊軍坦克營長在戰後說:「當遭到美軍攻擊時,因風沙猛烈,視距只有150米,突然,我後面的坦克炮塔被打飛了,緊接著,第二輛坦克又被擊毀了。此時,我決心放棄坦克,便集合所屬人員,命令他們舉起白旗投降,等待美軍到來」。另一名伊軍坦克兵戰俘說:「這不是一場公平的交戰,當我們的坦克開始爆炸時,我們還不知道對方的位置」。伊軍坦克遭到嚴重打擊的事實說明,缺乏指揮與控制能力的坦克看不到、聽不見敵人的存在,只得束手待斃。另一方面,當年伊拉克在出口國訂貨的時候想法太簡單,只想著坦克能跑得快、打得狠,在火力和機動性方面沒少給廠家提要求,但就是忘了自己家住在黃土高坡,大風從坡上刮過的實際情況。結果被美軍吊打。
其實美軍在這次戰役當中也不是鐵板一塊,據美軍在戰後提供的事後分析報告,美軍坦克機械化部隊暴露出兩大問題:一是在地面作戰中的定位及敵友識別問題,二是坦克和其它機械化裝備之間的機動性匹配問題。第一個問題實質上就是坦克的指揮與控制能力問題。據資料介紹,美軍坦克部隊的全球定位/導航系統數量少,只配到連、排長車輛;而在能見度差、熱成象瞄準鏡分辨力低又缺乏高效能的指揮系統的情況下,敵友坦克的識別誤差是造成多國部隊傷亡的重要原因。在部隊高度分散、戰線犬牙交錯的高機動戰鬥中,準確無誤地知道敵友雙方部隊和車輛位置具有重要的意義,這是前面介紹的坦克指揮與控制系統的主要功能之一。至於第二個問題,就是艾布拉姆斯和布雷德利以及巴頓(很多保障車輛使用巴頓坦克的底盤)這哥仨步伐不一致,經常在戰場上你追我趕,然後就被越甩越遠。
各國的坦克指揮系統組成和功能還不完全相同。這裡,我們可以從兩個角度來分析坦克指揮與控制系統的組成。首先,若從系統的功能結構來分析,坦克指揮與控制系統可由信息採集、處理分系統;車內傳輸、顯示分系統;車輛之間通信分系統這三個部分組成。概略地說明了坦克指揮與控制系統的功能結構。應當注意到,上述的信息採集、處理分系統是建立在坦克的火力、推進、防護系統等的有關分系統基礎上的,如多感測器目標捕獲系統屬於坦克火力系統部分,車輛綜合防護系統屬於坦克防護系統部分。這說明坦克指揮與控制系統具有「系統之上的系統」的特徵。
另一方面,若從坦克的技術構成角度來看,坦克指揮與控制系統可以分為數據控制與分配分系統、乘員控制和顯示分來統、計算機分系統、電源與電力分配系統四個部分組成。
數據控制與分配分系統。它包括數據匯流排,它在各工作單元(即數據工作站和動力工作站1之間進行高速度的數據通信傳輸;多通道的視頻匯流排,向車內各乘員位置的顯示器提供圖象信息;通用匯流排,用於車內電能的遙控分配與管理;其它匯流排,如用於各系統的介面界面的1553B匯流排,
乘員控制和顯示分來統。它連接乘員位置和車輛的各系統,由帶觸敏塗層表面的多功能顯示器、圖象顯示器、耳機、控制手柄、開關和警報器等組成。每個乘員工作台的軟體可以重新編程序,這樣,必要時(如其它乘員傷亡等)只須一名乘員就可操縱整個坦克的各系統。
計算機分系統。它由中央數據處理器和專用數據處理器組成,前者進行通用數據處理及數據存儲,後者為火控、目標捕捉和跟蹤等任務服務。
電源與電力分配系統。它控制管理車內發電、配電及28伏、270 伏直流電的分配,並可自動檢測系統內故障,隔離開故障部分並重組配電網路。
實際上,坦克指揮與控制系統的技術結構就是以正在發展中的車輛電子學結構為基礎的,尤其是通過標準化的結構設計,保證了坦克和其它協同作戰的技術兵器有相容的指揮與控制能力,對於提高整個部隊與分隊的協同作戰能力將起重大的作用。
坦克指揮與控制系統是一種軍事指揮自動化系統,其中包括了通信設備等部件。而且,坦克指揮與控制系統中的通信設備與傳統的坦克通信工具——電台有著重大的區別。前者是由計算機控制的,以數字通信方式工作的,在可以進行語言通話的同時,主要按文字、圖形等方式傳輸各種信息、任務指令,乘員只須觸模有關鍵鈕,具有快速、實時,保密的特點。與此不同,傳統的坦克電台只能進行語言通話,傳輸效率低,易受干擾。據德國陸軍的資料,在營、連一級電台通話中,用於相互呼叫、間隔、重複、證實通話內容所佔用的時間為整個通話時間的80~90%.在「時間就是軍隊」的戰場上,指揮、通信效率的高低直接反映了軍隊戰鬥力的水平。從坦克的系統結構概念上說,以往一般認為坦克由三大功能系統(武器、推進、防護)及通信、電器等設備組成的。由於技術的發展及作戰使用的需要,以車輛電子學為基礎的坦克指揮與控制系統取代了並擴展了通信、電器等設備的基本功能,形成了坦克的新的功能系統。從一定意義上說,坦克指揮與控制系統是借鑒了戰鬥機、軍艦的指揮與控制系統的概念與技術的,後者不僅發展得較早,而且一些技術成果(例如戰鬥飛機的1553數據匯流排)為坦克上應用數字多路傳繪技術創造了有利條件。
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