□共　田

先進的精確瞄準(zhǔn)裝置

與三點一線的機械瞄具相比，白光瞄準(zhǔn)鏡能夠較好地消除瞄準(zhǔn)誤差，瞄準(zhǔn)的方便性也有較大提高，望遠(yuǎn)式瞄準(zhǔn)鏡還可增強射手發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的能力，因此可以更好地發(fā)揮輕武器的威力。但是，對于某些輕武器，特別是彈道比較彎曲的武器，白光瞄準(zhǔn)鏡仍然存在不足。

望遠(yuǎn)式白光瞄準(zhǔn)鏡中，通常是用不同的分劃來瞄準(zhǔn)不同距離上的目標(biāo)的。而目標(biāo)的距離一般要靠射手目測，不可能很準(zhǔn)確，有的資料介紹目測誤差大約在8％左右，有的資料認(rèn)為目測誤差約為20％。目測距離不準(zhǔn)可能導(dǎo)致不恰當(dāng)?shù)剡x用瞄準(zhǔn)分劃，例如用200m的分劃去瞄準(zhǔn)300m處的目標(biāo)。此外，由于瞄準(zhǔn)鏡的分劃不能刻得很密(過密會影響對目標(biāo)的觀察)，分劃和目標(biāo)距離可能不太相符，例如，瞄準(zhǔn)鏡只有100m、200m、300m、400m的分劃，對250m處的目標(biāo)瞄準(zhǔn)時，只能用200m分劃和300m分劃中間的沒有標(biāo)志的部位去瞄準(zhǔn)，也造成瞄準(zhǔn)誤差。

在彈道比較平直的情況下，上述誤差帶來的影響不大。例如用56式?jīng)_鋒槍射擊，對200m目標(biāo)的瞄準(zhǔn)角為4.2密位，對300m目標(biāo)的瞄準(zhǔn)角為5.8密位，兩者相差1.6密位。用200m分劃瞄準(zhǔn)射擊300m處的目標(biāo)，瞄準(zhǔn)點偏差約48cm。若瞄準(zhǔn)站立的人形目標(biāo)中央，且射擊動作正確，命中點將在瞄準(zhǔn)點下方，但仍在目標(biāo)范圍之內(nèi)。因此在實際射擊時，對300m以內(nèi)的目標(biāo)，可以用同一分劃來瞄準(zhǔn)，射手根據(jù)經(jīng)驗適當(dāng)修正瞄準(zhǔn)點，可獲得良好的射擊效果。用于近距離射擊的某些準(zhǔn)直式瞄準(zhǔn)鏡，甚至只設(shè)置一個瞄準(zhǔn)分劃。

但是在彈道比較彎曲的情況下，瞄準(zhǔn)分劃和目標(biāo)距離不一致，就會帶來不可忽視的誤差，例如蘇聯(lián)AGS－1730mm榴彈發(fā)射器對200m和300m目標(biāo)的瞄準(zhǔn)角相差16密位，用200m的分劃瞄準(zhǔn)300m處的目標(biāo)，瞄準(zhǔn)點偏差約4.8m，射手就很難修正瞄準(zhǔn)點了。

對于這一問題，加強射手目測距離的訓(xùn)練，或者在射擊時告訴射手目標(biāo)的準(zhǔn)確距離，可以在一定程度上得到糾正，但是效果有限。近20年來，在激光測距、計算機等電子技術(shù)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了可以用于輕武器的射控系統(tǒng)，問題才獲得較好的解決。

所謂射控系統(tǒng)，指的是能夠精確測定目標(biāo)距離，能自動計算所需瞄準(zhǔn)角(和提前角)，并自動顯示正確的瞄準(zhǔn)分劃的輕武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。目前，這一類裝置的名稱還比較混亂，有叫“激光瞄準(zhǔn)具”的，有叫“帶計算機的激光瞄準(zhǔn)具”的，有叫“多功能瞄準(zhǔn)具”的，還有的稱之為“射控系統(tǒng)”或“火控系統(tǒng)”等。各公司自己取名，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。我國也有“火控系統(tǒng)”、“射控系統(tǒng)”、“光電瞄具”、“電子瞄具”等多種稱謂。筆者暫且用“射控系統(tǒng)”來稱呼這一類新的瞄準(zhǔn)裝置，既區(qū)別于有伺服機構(gòu)、可自動調(diào)整武器射向、用于坦克和火炮的火控系統(tǒng)，又區(qū)別于構(gòu)造比較單一的各類光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡。

輕武器射控系統(tǒng)通常由白光瞄準(zhǔn)鏡、激光測距儀、彈道計算機、分劃顯示裝置組成，有的還裝有夜視器件、測角器件等。其工作原理是：射手先用激光測距儀測定目標(biāo)距離，將數(shù)據(jù)輸入計算機，計算機根據(jù)存儲的彈道數(shù)據(jù)進行解算，算出命中目標(biāo)所需的瞄準(zhǔn)角，并據(jù)此控制瞄準(zhǔn)分劃在正確的位置上顯示，射手即可用顯示的分劃瞄準(zhǔn)目標(biāo)射擊。

對裝有測角器件的射控系統(tǒng)，射手在測距的同時，還要測量運動目標(biāo)的角速度，計算機計算出所需提前量，并控制分劃在正確的位置顯示，使該分劃既裝定了所需瞄準(zhǔn)角，又裝定了提前角。射手用它瞄準(zhǔn)運動目標(biāo)可獲得較高的命中概率。

與白光瞄準(zhǔn)鏡相比，射控系統(tǒng)有如下優(yōu)缺點：其優(yōu)點一是瞄準(zhǔn)分劃與目標(biāo)距離是相符的，避免了兩者不一致造成的誤差，大大提高了武器的命中概率；二是在瞄準(zhǔn)裝置的視場內(nèi)，瞄準(zhǔn)分劃只有一個，不會在緊張的戰(zhàn)斗中用錯分劃，也不會因為多分劃影響對目標(biāo)的觀察；三是避免了目測距離、選擇分劃等程序，射手只需對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光，然后用分劃對準(zhǔn)目標(biāo)扣壓扳機即可，瞄準(zhǔn)過程及其訓(xùn)練變得簡單容易。其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴、增加了體積和質(zhì)量。

激光測距

射控系統(tǒng)的測距裝置是激光測距儀。這是因為激光測距儀體積小、質(zhì)量輕、測距誤差小，可以作為輕武器射控系統(tǒng)的部件。那么激光測距儀是怎樣工作的呢?

激光是原子等粒子受激輻射發(fā)出的光。圖1是一種激光器的示意圖。

激光器由工作物質(zhì)、激勵系統(tǒng)和光學(xué)諧振腔3個基本部分組成。激光工作物質(zhì)可以是某種固體(紅寶石、摻釹釔鋁石榴石等)、氣體(二氧化碳、氦、氖等)、半導(dǎo)體

(砷化鎵、硫化鉛等)、液體等。激勵系統(tǒng)有外來光源、氣體放電裝置、化學(xué)反應(yīng)裝置、熱源、電源甚至核反應(yīng)裝置等多種。諧振腔多由兩塊反射鏡構(gòu)成。反射鏡有平面反射鏡、球面反射鏡、棱鏡等形式，半導(dǎo)體激光器的反射鏡是利用半導(dǎo)體單晶本身的晶面構(gòu)成的。兩塊反射鏡中一塊的反射率為100％，另一塊的反射率稍小(兼作輸出窗)。

激光器發(fā)射激光的機理是：工作物質(zhì)的粒子(原子、分子、離子、電子等)受激勵裝置的激勵，由低能狀態(tài)躍遷到高能(激發(fā))態(tài)。處于高能態(tài)的粒子受感應(yīng)產(chǎn)生受激輻射，放出與感應(yīng)光子能量相同的光子。那些沿著與兩鏡垂直的軸線方向行進并且頻率與諧振腔的共振頻率相匹配的光，在兩塊反射鏡之間往復(fù)反射，形成光的振蕩，得到不斷放大，并通過反射率較低的反射鏡，沿軸線向外發(fā)射出激光。

激光具有方向性強、亮度高、單色性好的特點。因此特別適合作為光電測距儀的光源。

亮度高，使測程得到提高，而且白天也能使用；方向性強，有利于縮小光學(xué)系統(tǒng)的孔徑，從而減小儀器的體積，減輕其質(zhì)量。因此在世界上第一臺激光器于1960年問世之后，第二年就研制出了激光測距儀。

激光測距儀按測定方法可分為脈沖激光測距儀和相位激光測距儀兩類。軍事上多采用脈沖激光測距儀。

脈沖激光測距儀的測距原理是：由激光發(fā)射器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射一個激光脈沖，然后由接收系統(tǒng)接收從目標(biāo)反射回來的回波脈沖，通過測定激光脈沖在待測距離上的往返時間，即可求出待測目標(biāo)的距離。其計算式為：

L=ct/2(1)

式中，L－待測目標(biāo)的距離(m)

c－光速，等于3×108m/s

t－激光脈沖往返時間(s)

因為c很大，在輕武器的有限射程內(nèi)，t必然很小。要準(zhǔn)確測量目標(biāo)距離，激光脈沖本身發(fā)射的時間(脈沖寬度)必須極短，測定激光往返時間的方法也要精密。

脈沖激光測距儀控制脈沖寬度的方法，是采用調(diào)Q技術(shù)。所謂“調(diào)Q”技術(shù)，就是改變諧振腔的結(jié)構(gòu)(如用旋轉(zhuǎn)棱鏡、可改變折射率的電光晶體、非線性透光率的染料片等)，使高能態(tài)粒子密度盡可能增加之后，突然形成光振蕩，能量瞬間放出，發(fā)出脈沖寬度極窄的激光。這相當(dāng)于在諧振腔內(nèi)設(shè)置一個開關(guān)來控制激光的輸出，可使激光脈沖的寬度減小到109s(納秒)級。

激光往返時間的計算是用時標(biāo)振蕩器來完成的。激光測距儀的時標(biāo)振蕩器是振蕩頻率很高且穩(wěn)定性極好的石英晶體振蕩器。如振蕩頻率為f，即每秒產(chǎn)生時標(biāo)脈沖f個，則一個時標(biāo)脈沖的時間為1/f秒。設(shè)在激光往返時間t之內(nèi)，時標(biāo)振蕩器產(chǎn)生了n個時標(biāo)脈沖，則

t=n×1/f

代入t則(1)式變成

L=cn/2f(2)

(2)式中，光速c和時標(biāo)振蕩器的振蕩頻率f為已知數(shù)，只要知道在激光往返時間內(nèi)時標(biāo)振蕩器產(chǎn)生的時標(biāo)脈沖個數(shù)n，就能算出距離L。

脈沖激光測距儀中，n由計數(shù)器記錄，在發(fā)射激光時部分激光信號打開電子門，計數(shù)器開始計數(shù)，激光回波到達(dá)時關(guān)閉電子門停止計數(shù)。算出的距離L在顯示器中顯示出來。

脈沖激光測距儀的原理方框如圖2，總體結(jié)構(gòu)方框如圖3。

激光測距儀的測距誤差主要取決于計數(shù)器的計數(shù)誤差、激光脈沖和電脈沖引起的觸發(fā)誤差。在電子門從開到關(guān)這段時間內(nèi)，計數(shù)器完全有可能多計或少計一個時標(biāo)脈沖，從而帶來測距誤差。如前所述，激光脈沖的寬度很窄，為納秒級，測距儀內(nèi)電脈沖引起的觸發(fā)誤差得到嚴(yán)格控制，引起的誤差均較小。

光速為3×108m/s。若時標(biāo)脈沖的頻率為30兆，即3×107，則一個時標(biāo)脈沖的時間為1/3×10－7s，在一個時標(biāo)脈沖的時間內(nèi)，激光能行進10m。由于測距時激光往返一次，多計或少計一個脈沖，帶來的測距誤差為激光行程的一半，即±5m。這是計數(shù)器的固有誤差，與測程無關(guān)。時標(biāo)振蕩器的頻率越高，這一誤差越小。軍用激光距測儀的測距誤差大多為±5m，有的已經(jīng)達(dá)到±1m，測距精度相當(dāng)高，完全可以滿足輕武器射控系統(tǒng)的需要。

(待續(xù))(編輯/李光亞)