中國新型主戰坦克的特點與不足 安裝有指揮儀式火控係統的坦克，一炮手在坦克行進間從瞄準鏡向外觀察，目標和背景幾乎是不動的，所以這種係統有時又稱為“穩像式”火控係統。一炮手使用這種係統可以在坦克行進間實施射擊，而且射擊時隻需要一次瞄準，也就是一炮手將瞄準指標瞄到目標中心，並發射激光進行測距後，瞄準線不會再有什麽擾動。隻需繼續瞄準目標，就可以進行射擊。
指揮儀式火控係統之所以有上述功能，是由於它采用了新的控製方式。在這種係統中，瞄準鏡與火炮分開，瞄準線是獨立穩定的，並作為係統工作的基準。瞄準線的穩定，是通過陀螺儀穩定瞄準鏡中的反射棱鏡來實現的。在瞄準狀態時，一炮手用手控裝置驅動瞄準鏡的瞄準線，使瞄準線跟蹤、瞄準目標，而火炮則隨動於瞄準線；在射擊時，火控計算機計算出的射擊提前角，隻傳輸給火炮和炮塔傳動裝置，使火炮自動調轉到提前角位置，而瞄準線仍然保持跟蹤和瞄準目標；此外，指揮儀式火控係統通常配有火炮重合射擊裝置，當火炮調轉到要求的提前位置上時，該裝置自動輸出允許射擊信號，如果這時一炮手已按下射擊按鈕，坦克炮會自動發射。
目前，先進的主戰坦克大都裝有穩像式火控係統。如日本的９０式坦克，德國的“豹”２坦克，美國的Ｍ１Ａ１、Ｍ１Ａ２坦克，英國的“挑戰者”２坦克，法國的“勒克萊爾”坦克，俄羅斯的Ｔ－９０坦克，以色列的“梅卡瓦”３型坦克，意大利Ｃ１“公羊”坦克等等。我國新型主戰坦克８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ和ＷＺ１２３主戰坦克上安裝的即是我國自行研製的指揮儀式坦克火控係統，並已習慣上稱為“穩像式火控係統”。
◆發展我國坦克火控技術的對策
◇發展大閉環火控係統，提高次發射彈的命中率
盡管現代坦克火控係統考慮的射擊準備誤差已多達數十種，大大地提高了坦克炮的首發命中率，然而，再高的首發命中率也不能保證射彈在任何距離上都能首發命中目標，那麽，就存在一個次發射彈的射擊修正問題。目前，我國現裝備的最先進的穩像式坦克火控係統，並沒有解決這一問題。因坦克炮的交戰距離愈來愈遠，憑肉眼觀察彈著點的難度越來越大，尤其是在行進間射擊時，甚至無法觀察到炸點，所以，次發射彈的修正便無依據，往往是一炮手憑自己的實踐經驗而進行修正。這樣，很難保證次發射彈有很高的命中率。從對抗的角度來看，裝有先進火控係統的現代主戰坦克進行輪流對抗射擊，一般情況下很難有發射第三發炮彈的機會。也就是說，如果前兩發炮彈還未能將對方擊毀的話，那麽，很可能就會在發射第三發炮彈之前被對方擊毀。由此看來，先敵開火，首發命中或者是次發命中目標，是何等的重要。因此，我國的主戰坦克上迫切需要裝備大閉環火控係統。
大閉環控製原理是國外７０年代發展起來的新原理。它已成功地應用於美國“密集陣”艦載高炮火控係統，並且在美國９０年代主戰坦克的ＨＩＭＡＧ試驗車上作了試驗。所謂大閉環控製原理，就是利用彈丸跟蹤測角和測距裝置實時測出坦克炮前一發彈射擊的脫靶偏差量，並自動輸入火控計算機進行後一發彈的修正計算，然後坦克炮根據火控計算機修正的射擊諸元進行後一發彈的射擊。由此可見，大閉環坦克火控係統實際上是對彈丸的脫靶偏差量進行實時測量和實時修正。要應用這種原理，坦克火控係統除必須配備目標自動跟蹤裝置以及彈丸跟蹤測角和測距裝置之外，還必須采用數字式火控計算機，因為它能存儲所計算的射擊諸元，並且能根據所測定的脫靶距離實時修正坦克炮射擊諸元。從目前國外的研究和試驗情況來看，目標自動跟蹤裝置可以采用閉路電視和熱成像儀，彈丸跟蹤測角和測距裝置可以采用無線電定位傳感器和其它光電傳感器。我國最新主戰坦克ＷＺ１２３車已經裝備了熱成像儀，無線電定位技術也是成熟技術，所以具備了發展大閉環火控係統的技術條件，發展大閉環火控係統不僅是可能的，而且也是非常現實的。
坦克火控係統采用大閉環控製原理，可以提高次發射彈的命中率，特別是可以大幅度地提高對在越野地形上作高速機動運動的目標命中率，減少彈道參數自動修正傳感器和人工裝定的各種環境數據修正量，從而縮短坦克炮射擊準備的時間。但是，它要求坦克炮的射速要高，彈丸的飛行時間要短。
◇發展目標自動跟蹤火控係統，實現目標搜索、識別和跟蹤自動化
我國最新型的主戰坦克８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ和ＷＺ１２３坦克裝備的穩像式火控係統，其自動化程度還比較低，對目標的搜索和識別完全依靠坦克乘員用肉眼借助光電傳感器來實現，對目標的跟蹤也是依靠一炮手進行手動控製跟蹤。
由於偽裝和隱身技術的廣泛運用，在未來高技術條件下的局部戰爭中，不僅坦克乘員搜索、發現、識別目標更加困難，而且在許多情況下，坦克乘員要在對目標作戰的瞬間內處理大量的信息。這就需要一個將傳感器、處理機和顯示器等裝置結合在一起的係統。這種係統能從複雜的和混亂的散射幹擾背景中更迅速、更可靠地提取目標，從而使乘員能更快地對目標開火。
另外，國產穩像式坦克火控係統，僅僅穩定了瞄準線和火炮，而車體和乘員沒有被穩定，因此，一炮手或車長捕捉到目標識別後跟蹤目標的精度較低，尤其是對作機動運動的目標不僅跟蹤誤差大，而且需花費較長的跟蹤／精瞄時間。如果識別辨認目標之後，火控係統能自動控製瞄準線跟蹤目標，就能消除車體和人工跟蹤不穩定導致的跟蹤／精瞄誤差，從而提高坦克在行進間跟蹤運動目標的精度和縮短跟蹤／精瞄目標的時間，進一步縮短射擊反應時間，提高命中率和大大減輕車長／炮長的工作負擔。因此，國產坦克火控係統，迫切需要提高自動化程度，以實現目標搜索、識別和跟蹤自動化。目標自動跟蹤火控係統的典型結構，是在指揮儀式火控係統的基礎上疊加了目標跟蹤線的控製係統，實現了目標--跟蹤線--瞄準線--火炮軸線的控製主線的開環控製，使火控係統的技術性能提高到新的水平。在坦克火控係統中，可作為目標自動跟蹤的技術方案有：采用電視和熱成像傳感器的視頻跟蹤、毫米波雷達跟蹤以及激光雷達跟蹤等，但其中以視頻跟蹤方案最為成熟。所謂視頻跟蹤，是利用可見光的圖象傳感器（即電視攝像機）或熱成像傳感器攝取目標的視頻圖像信號，進行圖像跟蹤。在白天，可根據目標圖象的可見特征跟蹤；在夜間或能見度差時，則可利用熱成像傳感器，根據目標的熱特性進行跟蹤，實現了晝夜兼用。其跟蹤過程是這樣的：裝在瞄準鏡內的圖象傳感器或熱成像傳感器將攝取的目標可見特征或熱特征的圖象信號，或直接進行視頻信號的處理，或送入計算機進行圖像處理和分析，從場景圖像中識別出目標，並經過Ｋａｌｍａｎ濾波確定出跟蹤線的位置後，計算出誤差，自動控製瞄準線對準目標，實現自動跟蹤。同時，圖像信號還要送入顯示器，對目標的圖像進行顯示，供車長和炮長觀察和作出必要的判斷。
為實現目標自動跟蹤器對跟蹤線和瞄準線的控製，根據有關資料表明，有采用ＰＩ（比例加積分）控製方式，也有采用最優控製方式的。不管哪種方式，在其控製過程中都有目標狀態估計器的環節存在，其作用是在自動跟蹤器中的計算機根據圖像識別測量出目標狀態參數（例如目標速度等）之後，再對這些變量進行最佳線性濾波即卡爾曼濾波計算，以便求出目標狀態參數的最佳估計值，使火控計算機的重要輸入數據得到有效的預處理。
目標自動跟蹤器的核心是圖像跟蹤。在目標圖像的跟蹤技術中，波門跟蹤與相關跟蹤是最常見的跟蹤技術。波門跟蹤主要是模擬圖像的跟蹤，它能在場景圖像中根據目標的某些特征，確定目標的位置，並且從所辨別的目標信息中產生跟蹤信號，其具體的跟蹤原理有邊緣跟蹤、形心跟蹤等。相關跟蹤則是將場景圖像數字化後，利用現場圖像與前一時刻所選定的樣板圖像的相關函數來確定兩個圖像的最佳匹配位置，從而確定目標的位置。相關跟蹤比波門跟蹤能利用更多的圖像信息，可用來跟蹤相當小的目標和在複雜背景條件下實現跟蹤，是目前較先進的一種跟蹤技術。而近期受到人們重視的多特征視頻跟蹤技術，又將相關跟蹤與邊緣跟蹤或相關跟蹤與形心跟蹤融合在一個跟蹤器中，可明顯提高目標跟蹤的可靠性。與指揮儀式火控係統相比，目標自動跟蹤火控係統有以下優點：
一、大大縮短了火控係統的反應時間
指揮儀式火控係統依靠人工進行跟蹤和瞄準，跟蹤過程與測定目標運動速度所需的跟蹤時間較長；而目標自動跟蹤火控係統依靠目標自動跟蹤器自動進行跟蹤與瞄準，跟蹤過程與測量運動參數的時間短，因而縮短了係統反應時間。據試驗的數據表明，目標自動跟蹤火控係統攔截目標的時間僅為人工跟蹤的１／５～１／１０。
二、提高了行進間射擊的命中率
指揮儀式火控係統雖然穩定了瞄準線和火炮，但在行進間的人工跟蹤過程中由於車體運動和人為因素，還會給目標速度的測量帶來誤差。而目標自動跟蹤火控係統或是在圖像跟蹤過程中自動快速測定目標運動速度，或是在已實現自動跟蹤的情況下通過速度傳感器進行測量，而且又采用了目標狀態估計的Ｋａｌｍａｎ濾波器，既可以減少目標運動參數的測量誤差，跟蹤精度又可比人工跟蹤顯著提高，因此明顯地提高了行進間射擊的命中率。
三、提高了坦克的持續作戰能力
坦克上的人力資源是最重要的資源。由於實現了跟蹤和瞄準的自動化，減輕了一炮手的工作負擔，在自動跟蹤目標時，一炮手無須執行行進間射擊的複雜操縱程序，隻須簡單操作並監視目標自動跟蹤的工作情況即可。人力資源的節約，必將促進坦克持續作戰能力的加強。
日本的９０式主戰坦克火控係統具有先進的自動跟蹤能力。它是利用熱成像儀的輸出信號實現自動跟蹤的。自動跟蹤器能有效地跟蹤地麵目標，特別是能有效地跟蹤像直升機那樣的空中目標。在坦克停止間或行進時它都可使用。當不用自動跟蹤器進行跟蹤時，炮長或車長使用他們的手動控製器跟蹤目標。使用自動跟蹤器時，在捕捉到目標之後炮長唯一要做的操作是：一旦目標進入瞄準鏡的跟蹤門，就按壓一下鎖定開關，如果目標暫時丟失（當目標運動到掩蔽物之後），瞄準鏡還會以同樣的速度繼續跟蹤。當目標重新出現時，一炮手就可迅速地再次鎖定目標而進行自動跟蹤。
目前，除日本的９０式主戰坦克具有自動跟蹤目標的功能外，以色列的“梅卡瓦”３型主戰坦克也裝有自動跟蹤器。它們代表了坦克火控的發展方向，有可能取代指揮儀式坦克火控係統。
◇發展高平結合、彈炮一體化的火控係統，提高主戰坦克的空射和遠戰能力
在未來高技術條件下的局部戰爭中，對主戰坦克的威脅不僅來自地麵的反坦克武器，而且來自空中的威脅較之地麵有過之而無不及。尤其是目前各國均注重武裝直升機的發展和作戰應用，這無疑對坦克構成了致命的威脅。反坦克武裝直升機具有獨特的飛行能力，優越的機動性能，良好的視野條件和強大的火力係統。具有遠距離（６０００ｍ～７０００ｍ）攻擊能力和發射後不用管的自動尋的導彈。如法國裝有“霍特”導彈的小羚羊攻擊直升機對坦克的命中概率為８１％，摧毀坦克的概率為１００％。美軍的ＡＨ－６４攻擊直升機裝有一門３０ｍｍ航炮，１６枚反坦克導彈或４個火箭發射器或空對空導彈。據美、英、法、俄等國的多次模擬作戰對抗試驗表明：反坦克武裝直升機和坦克的損失比一般在１∶１４～１∶２０之間，平均為１∶１７．３最高達０∶２０，武裝直升機已成為主戰坦克的天敵。因此，我軍主戰坦克的空射能力亟待提高，而單靠１２．７ｍｍ坦克高射機槍是不能勝任對空防禦作戰任務的。發展既能對地攻擊，又能對空射擊的一體化火控係統，提高主戰坦克的空射能力，從而提高主戰坦克戰場生存能力。不僅是坦克火控係統發展的需要，也是打贏未來高技術條件下局部戰爭的需要。
彈炮結合一體化，既解決了近距離的坦克炮射擊問題，又提高了主戰坦克的遠戰能力（對空和對地射擊的能力），通過遠近結合，彈炮互補，可以大大地提高坦克的整體作戰效能，因此，今後應注重發展多能型坦克火控係統，努力實現高平結合、曲直結合和彈炮結合。俄軍為了提高其主戰坦克的遠戰能力，一直堅持一炮多用，彈炮結合。其Ｔ－９０Ｅ主戰坦克裝備的１２５ｍｍ２Ａ４６Ａ１滑膛炮，既能發射普通炮彈，又能發射激光製導的ＡＴ－１１“狙擊手”反坦克導彈，攻擊距離可達５０００ｍ。Ｔ－８０主戰坦克１２５ｍｍ滑膛炮既能發射普通炮彈，又能發射ＡＴ－８８（鳴禽）無線電指令製導的、半自主式指令有線瞄準式炮射導彈，最大射程達４０００ｍ。另外，Ｔ－７２、Ｔ－６２主戰坦克也分別裝有炮射導彈，其技術已相當成熟，不僅適用於坦克內的自動裝彈機，而且具有較高的飛行速度，因此不僅能有效地對抗帶有爆炸式反應裝甲的坦克，而且還能用於攻擊直升飛機，極大地提高了坦克的對空和對地的攻擊距離。
美軍為Ｍ１Ａ１和Ｍ１Ａ２坦克研製的ＸＭ８７２火箭助推靈巧動能穿甲彈可將攻擊距離增至１０ｋｍ，而ＸＭ９４３靈巧的目標激活發射後就不管（ＳＴＡＦＦ）炮彈可實現間瞄發射和對隱敝目標的攻擊，同時還實現了對目標頂部裝甲的攻擊。由此可以看出，世界強國都非常注重提高主戰坦克的遠戰能力。
◇發展ＣＯ２激光測距儀，提高坦克的全天侯作戰能力
Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀的缺陷
目前，我國主戰坦克裝備的激光測距儀均為Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀，它屬於第二代激光測距儀，其波長為１．０６μｍ，是不可見的近紅外光。與第一代紅寶石激光測距儀相比，其電光轉換效率高、閾值低、能在高重複頻率下工作，電耗降低、體積減小，且具有隱敝性，因而獲得廣泛應用，成為海、陸、空三軍大量裝備的主要軍用激光測距儀。然而，Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀存在下述三點嚴重缺陷：
一、對人的眼睛損傷較大。Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀發出的激光能量能通過人眼被聚焦在視網膜上，在近距離能使人眼致盲，在遠距離時能損傷人眼，因而給訓練和試驗帶來了很大的困難。
二、全天候測距能力低。３～５μｍ（中紅外線）波長域和８～１４μｍ（遠紅外線）波長域，是紅外線的兩個大氣窗口，而Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀產生的激光波長是１．０６μｍ，該波長不位於紅外線大氣窗口的波長域內，因此其在大氣中的傳播能力低，易受幹擾。在有霧、霾的氣象條件下和戰場煙塵的環境中，不僅測距的精度和質量不能保證，甚至根本無法實施測距。這意味著對激光測距儀受能見度的影響很大，降低了主戰坦克全天侯作戰的能力。
三、兼容性差。我國新型主戰坦克ＷＺ１２３車已裝備了熱成像儀，為了提高我軍裝甲兵的夜戰能力，今後必將大量裝備熱像儀。由於熱成像儀的工作波段是８～１２μｍ，故１．０６μｍ的Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀與其兼容性差。因為它們工作在不同的波段，所以不僅不能實現部件和元件的共用，而且用熱像儀能觀察到的目標，不一定能用Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀測到它的距離（因為熱成像儀具有較強的穿透煙、霧、雪、塵埃的能力，而Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀的穿透能力則較低）。為此需進一步發展能量轉換效率和輸出功率更高且對人眼安全的新型坦克激光測距儀，而ＣＯ２激光測距儀便是符合這一要求的激光測距儀之一。
ＣＯ２激光測距儀的優點
波長為１０．５９μｍ的ＣＯ２激光測距儀與１．０６μｍ的Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀相比，其具有以下突出的優點：
一、傳輸能力強
ＣＯ２激光測距儀的工作波長是１０．５９μｍ，該波長正好位於８～１４μｍ的遠紅外線大氣窗口，故其大氣傳輸性能好，透過大氣霧、霾和戰場煙塵的能力強，能見度對其影響很小。
二、對人眼安全
中小功率的ＣＯ２激光器的１０．５９μｍ波長遠離眼睛的透射波長（可見光和近紅外波段），它由角膜吸收，不損傷視網膜，因而不會損傷或致盲受到照射的人眼，在訓練與演習中不受安全性的限製，不必配帶防護鏡和在儀器內加裝防護濾光片。
三、與熱像儀（工作波長）８～１２μｍ兼容性好
ＣＯ２激光測距儀與熱像儀可以共用光學係統、掃描係統、接受機和電源，從而使組合係統結構緊湊，體積縮小，重量減輕，成本降低。此外，它們在性能上也相容。
四、效率高
Ｎｄ∶ＹＡＧ效率一般為１～３％，最高不超過５％，而ＣＯ２激光器的效率一般為１０～２０％，高的可達２５％，從而可減小整機的重量和體積。
目前，世界上戰技性能先進的主戰坦克，已裝備了ＣＯ２激光測距儀。如美國的Ｍ１Ａ１、Ｍ１Ａ２，韓國的８８式，英國的“挑戰者”２等等，ＣＯ２坦克激光測距儀的良好性能在海灣戰爭中得到了充分的驗證，可以預測，ＣＯ２激光測距儀將逐漸取代Ｎｄ∶ＹＡＧ激光測距儀。
◇將坦克火控係統納入車輛綜合電子係統
現代坦克火控係統的電子元件和電氣係統較多，從而導致車內布線錯縱複雜，不僅占用大量的空間，而且其防護性能和可靠性也隨之降低。若將坦克火控係統融於車輛綜合電子係統，即以數據總線為脈絡，將所有電子電氣係統聯成一個綜合係統，並為今後將要使用的電子係統留有接口，將目標探測與跟蹤、火炮控製、炮彈自動裝填、部件工況監控、各種信息獲取與傳輸、戰場指揮與控製、定位導航等等，均納入車輛綜合電子係統，充分利用係統的冗餘度設計提高各子係統乃至整個係統的可靠性，利用數字傳輸速度快的優點縮短反應時間和提高保密性，通過快速傳遞信息，就能充分調動各個作戰單元的作戰效能以達到提高整體作戰效能的目的。
法國的勒克萊爾坦克是按照車輛電子係統一體化的思想來設計的。它的電子設備是圍繞著一條數字數據總線配置的，大約有３０台８位、１６位或３２位微處理機用來控製各部件的工作和對其進行測試。通過數據總線，各設備之間可以連續地交換數據，並且當部件發生故障或損壞時，可以對係統的結構重新安排。勒克萊爾坦克的車輛電子係統能使坦克乘員將重要的信息傳遞給其它坦克和較高級的指揮機構，也可以從他們中接收信息。這些信息包括坦克的位置坐標、已被探測到的敵方部隊的規模和位置、彈藥數量和油料剩餘量、坦克火控係統以及其它各係統的工作狀態等等。
美國陸軍已將“車際情報係統”（ＩＶＩＳ）配置到Ｍ１Ａ２主戰坦克上。ＩＶＩＳ的功能是由在標準車輛電子係統硬件模塊上運行的軟件來實現的。各部件間的聯係通過雙冗餘軍用標準１５５３Ｂ數據總線。故障管理軟件可以使一種設備代替另一種已出故障的相應的設備。例如，如果火控係統的炮塔電子係統發生故障時，車體電子係統可以承擔總線控製器的工作，並可以為火控係統提供彈道計算。
另外，美國Ｍ１０９Ａ６型１５５ｍｍ自行榴彈炮、Ｍ２Ａ３型戰車（由Ｍ２Ａ２布雷德利戰車改進）和ＸＭ８裝甲戰車火炮係統也已配備了車輛電子係統。
我軍裝甲兵數字化試驗部隊的數字化坦克，也裝有車輛綜合電子信息係統。通過數據總線將車內的主計算機、通信設備、火控係統、推進、防護等電子係統聯成一體，實施信息的傳遞與分配。對外與連營組成信息網，對內采集車間信息，控製有關設備。
綜上所述，將坦克火控係統納入車輛綜合電子係統是未來主戰坦克火控係統的發展趨勢，而車輛綜合電子係統是數字化坦克不可缺少的核心部件。它不僅可以提高整個車輛係統的可靠性，而且還具有良好的可擴展性，可減輕坦克乘員的工作負擔，便於與整個戰場Ｃ３Ｉ係統連接等優點，是今後的發展方向。
◇發展標準化、組件化、小型化的坦克火控係統
主戰坦克既是陸戰場上的突擊力量，也是眾多的反坦克武器的眾矢之的。因此，主戰坦克極易遭受到來自地麵和空中武器的攻擊。而坦克火控係統的各種電子部件和連接電纜等又是易損部件，坦克一旦中彈，火控部件的損壞在所難免。坦克火控係統如能實現標準化和組件化，既便於和平時期的維護保養，也便於戰時的勤務保障，不僅節約了人力物力和財力，而且提高了火控係統的再生率，從而提高了主戰坦克的戰鬥力和生存力。另外，隨著各種高技術武器裝備在主戰坦克上的廣泛應用，導致主戰坦克的車內空間越來越狹窄，而火控係統的小型化可有助於緩解這一日益突出的矛盾，從而為坦克乘員提供更大自由度的活動空間，為坦克乘員戰鬥力的充分發揮創造更為有利的環境和條件。
