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国防科普
坦克如何在运动中锁定目标?
发布时间:2020-04-29   来源:科普中国-军事科技前沿 

      出品:科普中国

  作者:翁宗波

  策划:金赫

  监制:光明网科普事业部

  网友提问:

  坦克如何在运动中锁定目标?

  

  坦克在运动中能够锁定目标,依靠的是坦克炮的双向稳定器。双向稳定器由传感器和执行机构组成。传感器用于感知坦克炮的射向因为运动所发生的高低以及方向的改变,这种改变通过电信号的方式传导给计算机,计算机计算出修正指令传达给执行机构,执行机构控制坦克炮做出相应的动作来弥补因为坦克运动所产生的射向改变,以保证坦克炮在运动中指向固定的方向。

  作为坦克双向稳定器中最核心的部件—传感器,目前采用的技术就是陀螺仪传感器技术。陀螺仪传感器基于的原理很简单。我们知道儿童玩具地陀螺在高速旋转时,无论你从哪个方向如何用力的抽打它,它不会因为你的力量过大而倒下,只会因为你的抽打而转的越来越快。这是因为一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。因为旋转物体的中轴有这样的特性,所以人们利用这个稳定性发明了陀螺仪传感器,来实现空间的定位。

  如图所示就是一个常见的三轴陀螺仪。除了最外侧的框架—陀螺仪帧是固定在底座上外,其余内侧两个框架—万向坐标系均与陀螺仪旋转相连。当陀螺转子旋转时,如果外力想通过操控底座来改变旋转轴的指向是不可能的。当我们以各种方式操控底座时,只会看见陀螺仪会相应的改变万向坐标系与陀螺仪帧的相对位置来保证旋转轴指向不变。

  

  在坦克的双向稳定器中就有一个陀螺仪组。因为陀螺转子旋转时转子的旋转轴不会随着坦克的运动而改变所指的方向,所以可以通过测量中轴与周遭依坦克随动部件之间的偏差来获得炮管的改变量。有了这个数据,就可以稳定炮管,使得炮管无论在坦克如何颠簸的状态下都能够稳定射向。

  

  翁宗波,军事装备科普专家,国防大学工程师,主要从事国内外高科技装备、各兵种主战装备、联合作战战略战术等方面的研究,先后在《解放军报》《中国国防报》《兵器》杂志等军事类报刊杂志发表文章200余篇,个人荣立三等功1次。