坦克装甲车辆设计:电子信息系统卷
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第二节 坦克综合电子信息系统的总体设想

一、坦克综合电子信息系统的必要性

坦克仍然是陆地战场的主要力量,随着新军事革命的蓬勃发展,现代作战体现出了新的特点,联合作战和信息作战的能力日益重要,提高坦克在数字化地面战场上掌握制信息权是取得决定性胜利的关键。

坦克作战是编队作战,只有提高整个编队的战斗力,实现编队互连、互通和武器协同,才能提高整体的作战效能。综合电子信息系统是实现这一目标的重要手段。

目前的装甲部队缺乏必要的电子信息装备,大大限制了其作战威力。通过武器平台的综合电子信息化升级,可在较短时间内提升装甲兵部队的战斗力。

二、总体思路与原则

从坦克编队的作战模式出发,力求提高编队坦克间的信息互联互通、武器协同作战以及与其他武器平台(如武装直升机、步兵战车等)协同作战的能力。

应用模块化、组合化和综合化的设计原则,可在数据总线上灵活增减设备,实现坦克编队各传感器和通信设备的柔性组合,满足战斗编队的各种战术需要。

在确保有效提高坦克编队的整体作战效能的同时,充分利用现有坦克的成果,应用“嵌入”手段,实现最佳的性价比。

适应其他武器平台的信息化升级,并考虑未来联合作战的发展。

三、综合电子信息系统的方案设想

1.坦克综合电子信息系统主要功能

具有在现代化合成战斗部队内完成赋予作战任务的能力,主要包括:战场信息感知、获取能力;远距离的火力突击能力;指挥与控制能力;与其他兵种的协同作战能力;全天候、全天时和运动作战能力:光电对抗能力。

2.坦克综合电子信息系统功能体系结构

综合电子信息系统采用以1553B数据总线为核心的分布式开放体系结构。1553B数据总线是综合电子信息系统的神经网络,它将车内探测/识别系统、执行系统、通信系统、防护系统、检测诊断系统和监控系统有机地连成一个整体,实现信息数据的高速交换和处理。

3.坦克综合电子信息系统总体方案

坦克综合电子信息系统的方案思路是:

①以车内数据传输总线作为信息通道,全车各分系统设备进行集中分布式管理,实现车内信息综合和共享;

②通过指挥控制系统和数据链路使战场信息在坦克之间、各级指挥员之间以及各军兵种之间实现车际信息实时自动传输、信息共享和战场态势显示;

③通过车际和车内的信息共享、火控系统的更新换代,最终提高坦克的作战威力。

(1)坦克综合电子信息系统的组成和工作原理

坦克综合电子信息系统由指挥控制分系统、火控分系统和防护告警分系统组成,各分系统之间采用1553B多路传输数据总线,通过总线控制接口将各系统连接起来,达到信息共享、功能综合、扩展方便等目的。

对于战场的实时战术信息分发,在装甲车内主要采用1553B总线,在装甲车外主要采用战术数据链和车际数据链,通过这3种方式实现数据信息的实时传输和自动交换。按照专用通信协议,实时、自动、保密地传输和交换各种作战数据,实现情报资源共享,以获取信息优势,提高各作战平台快速反应能力和协同作战能力。

指挥控制系统是20世纪90年代以来各种先进坦克进行技术改造的主要内容之一,它是C4I系统在坦克上的具体实现。随着现代战争的发展,计算机技术、数字通信技术和信息工程的高度发展,在坦克上集中配置以C4I为主要内容的指控系统是完全必要和可行的,是提高坦克综合战斗力的重要手段。指挥控制分系统由总线控制子系统、车长监控子系统、通信子系统、导航定位子系统、敌我识别子系统等组成,它主要完成如下功能。

①通过总线控制子系统实现综合电子信息系统的工作方式控制、状态监视和1553B总线的通信管理。1553B总线符合MIL-STD-1553B军用标准,其数据传输位速率为1MHz/s,采用曼彻斯特码Ⅱ型双相电平,通过变压器或直接耦合,A通道、B通道可选,有双冗余功能。在要求实时性强、可靠性高的坦克电子综合信息系统中,采用1553B实时控制网可满足车内设备的控制管理和信息共享。

1553B终端可以工作在BC(总线控制器)、RT(远程终端)、MT(总线监视器)方式。根据坦克指控分系统、火控分系统和防护告警分系统的工作特点,指控分系统的总线控制子系统工作在1553B模块的BC方式;敌我识别器、通信子系统、导航定位子系统、火控分系统炮长计算机和防护告警分系统等工作在1553B模块的RT方式。

②通信子系统中数据链路的基本功能是“无缝连接”和“实时传输”,强调数据链的触角伸向战场的各参战部队和各种作战平台,为实施诸兵种的协调作战提供一条互连、互通的纽带。坦克的数据通信是通过加装数传终端来实现的。具体的配置是:在坦克编队指挥员坦克上装备2部数传电台,一部用于与上级、其他军兵种通信,采用陆军战术数据链路协议:另一部与编队内所有的坦克组成一个TDMA网络,实现数/话同传,兼顾话音和数据通信。

③组合导航定位为坦克提供定位、航向、航速等信息,通过数据通信,让上级指挥员掌握我方各坦克在战场上的分布与动向;也可让各坦克乘员了解我方各作战友邻单位的位置关系和示意图,形成基本的战场态势感知;配合坦克上的测距和电子侦察设备,为上级指挥部提供战场目标的情报信息,以及为炮火支援提供目标指示,为坦克在战场的行军提供地域边界数据,划定安全区域,一旦坦克驶出安全区,可发出告警信号。

④利用超短波电台和微波通信进行话音和数据通信,支持点对点、通播和组网通信方式。

⑤采用代码指挥方式进行数据实时传输,处理模块通过与通信系统的连接,可以完成命令、情报等接收、发送、存储、检索,也能够对电文内容进行删除、插入和修改等。

⑥具有图形、图像处理能力,可利用简易图形处理系统进行图上作业、标绘、开窗、计算距离、高度,并能与卫星定位结合进行图上定位、显示。

⑦储存重要作战数据,能够显示查询数据库,检索作战、情报等有关数据,了解战场资源情况,进而作出快速的指挥决策。

⑧识别子系统的功能主要是快速可靠的识别,主要用于炮长(或车长)在对目标进行攻击前敌我身份确认,若装在具有侦察手段(如雷达、红外)的装甲车上,可形成敌我双方分布的态势图。具有低速短距数传功能,主要用于连级内部坦克之间的数据交换,可作为坦克数据链的补充和备份手段。

⑨面对众多战场威胁,对坦克的自卫防护提出了新的要求,坦克需要有良好的机动性能而不能使装甲厚度无限制地增大。通过采用先进的告警手段以及有针对性的对抗措施,可较为有效地保护坦克不被导弹击中,提高坦克的战场生存能力。坦克防护告警分系统主要由激光告警设备、红外干扰机、烟幕发射设备、主控制器等几部分组成。

(2)需要解决的问题

虽然应用电子信息技术对坦克装备进行信息化升级具备众多优点,但要将整个综合电子信息系统装入一辆坦克并非易事,需要解决一系列的问题,主要有:

①坦克内部恶劣的环境条件。强烈的振动和冲击,对电子设备的硬件是一个考验。除此之外,还必须接受高、低温度的考验。同时,电子设备自身的散热也会影响坦克的内部环境,造成人员的疲劳,影响成员战斗力。

另一方面,对于那些两栖作战和必须在热带地区使用或处于储存状态的坦克来说,潮湿也是危害电子和光学设备的传统因素。

②坦克内部狭小的可利用空间。电子设备的增加受到车内有限空间的制约。另一方面,可用空间的不规则性带来设备结构设计和安装的困难。

③坦克内部恶劣的电磁环境。在狭小的空间集成综合电子信息系统,对总体设计和各个设备的电磁兼容性提出了更高的要求。既要确保设备间不会相互影响,也要避免坦克电子信息设备的相互干扰。另一方面,坦克内部的电源品质也需关注。