1234. 重度返祖？事情没有这么简单——坦克装双稳还不如不装的年代
作者简介：寄居蟹
相信大多数军迷朋友们都会知道，火炮双向稳定器是现代坦克火控系统的基础，没有它再先进的现代坦克火控也无法运行。但是就是这么个利国利民的好设备，曾经还短暂的遇冷，例如虽然美国在M4谢尔曼坦克上就装上了火炮垂直稳定器，但是自M26开始到M47为止，美军就把垂稳取消了，M48开始又重新装回去了；上世纪70年代我国新研制的69式坦克服役，但是我军战士们对于69式坦克带双稳的火控系统评价很低，然而79式坦克（安装西方引进的37A火控系统的69坦克改进型）战士们用的好好的。
图1. 我国69式坦克装备有激光测距仪和双稳，但是我军战士反馈并不好
图2. 美国M26、M46和M47干脆就取消了双稳
要理解这个问题，就要看看火炮稳定器的作用了。有关火炮双向稳定器的定义大家已经熟知，也就是这个设备能在运动中将火炮自动稳定在原来给定的方向角和高低角上，以保证火炮不受车体震动和转向的影响，如果计算机给定火炮射击高低角后，高低向稳定器就将炮管稳定在给定位置上，理论上是可以行进间射击的。但是理论和实际之间还有一个鸿沟。其实要说坦克火炮稳定器，苏联T-28上就已经出现，美国的M4坦克上也大量安装，但是问题是早年的坦克上并没有计算机，因此安装火炮垂直稳定器的目的不是为了实现行进间射击，而是为了减少晃动，因为稳定器本身就是为了补偿晃动所带来的位移量。
图3. T-28看起来落后，但是可是装备有垂稳和炮塔吊篮的
图4. 垂直稳定器原理
图5. 水平稳定器原理
但也就是这个原理，却带来了新的问题。那就是瞄准的问题。我前面说了，从安装火炮稳定器到实现行进间射击，其中最关键的有两点，一是炮长能够在行进间稳定跟踪目标，二是火炮能够自动打出提前量。前者需要稳定瞄准镜，后者需要弹道计算机。相比之下，后者比较好实现，毕竟弹道计算机这个东西解决起来不难，扰动式火控系统就可以实现，甚至早期的自动装表火控系统也能部分实现，这个不需要多说。但是前者就比较麻烦了。倒不是因为技术上有多么复杂，主要是原理探索上花了功夫。
图6. 豹2系列的EMES-15炮长综合瞄准镜稳定镜头部组件，双轴陀螺仪组和伺服机构直接稳定上反射镜
图7. 下
反稳像式
火控系统结构图
稳像式火控系统分文上反稳像式和下反稳像式两种，原理就是瞄准镜和火炮本身没有刚性连接，各自稳定，通过计算机和传感器实现同步。所谓上、下，就是稳定瞄准镜的哪一部分。坦克炮长镜采用潜望镜原理，如果稳定物镜，因为物镜在上面，因此称为上反稳像式；如果稳定目镜，因为目镜在下方，因此成为下反稳像式，至于“反”指的是反射镜；无论上反下反，对于炮长来说，瞄准线是稳定的，不会晃动，也就是“稳像”。所以采用稳像式火控系统的坦克，实际上是炮长使用瞄准镜瞄准目标之后持续跟踪，而后计算机指挥火炮随动，炮长下达射击命令后，计算机计算好提前量后自动射击（射击命令下达和火炮实际射击会有一个时间差），这就类似于炮长通过瞄准镜“指挥”火炮秒瞄准射击，说的官方一点叫做“瞄准线具有对火炮轴线的指挥作用”，因此稳像式火控系统也被称为“指挥仪式火控系统”。如果为车长也安装一套稳像式火控系统，并且权限高于炮长，就是所谓的“猎-歼火控系统”。
图8. 猎-歼火控系统为三代坦克标配
那么回过头来看，如果没有实现单独稳定瞄准镜的话，瞄准镜就要和火炮刚性连接，这就出现了问题，因为测距之后，敌方坦克还在行进中，因此计算机需要计算提前量，火炮需要自动瞄准提前量的位置，那么刚性连接的瞄准镜自然也要跟着动，因此瞄准线就被扰动了，需要再一次瞄准，这就是扰动式火控系统。如果自己的坦克也在行进中，那根本没法实现稳定瞄准，更不用说稳定跟踪了。因此扰动式火控系统虽然理论上能够行进间射击，但是命中率很低，因此还是以短停射击为主，顶多就是极低速行进时射击。
图9. 79-II式坦克在原来扰动式的37A火控基础上安装热像仪，并具备车长超越设计能力，但是未能量产
图10. 自动装表火控系统原理
图11. 炮长镜和火炮刚性连接
扰动式火控系统能够运作的关键是使用激光测距和弹道计算机实现系统化，但是如果再往前，弹道计算机和激光测距仪没有实现系统化，情况就又变了。例如我国69式坦克的火控系统，虽然安装了激光测距仪，但是没有弹道计算机，更不用说实现系统化了，这样的话，不但没法实现扰动，还要手动装表，也就是装订射击诸元，在这一过程中，如果开启火炮双向稳定器，就会出现下面情况：
1、行进中，虽然火炮实现了相对稳定，但是由于无论是敌方目标静止还是移动，都需要多次进行激光测距，并且手工计算提前量输入表尺，这个过程耗时很长，装完了表目标位置又变化了，提前量自然也会变化，前面装订的诸元作废，需要重新装订，然后又会遇到前面的情况，所以实际上根本没法实现行进间射击。即使像后来59-1式坦克那这样安装自动装表火控系统，情况也差不多，只是单纯的减少了一点装表时间，对于整个瞄准过程的影响微乎其微。
2、静止状态下，即使调整炮塔方向（除非大范围调炮），其晃动也很小，开不开双稳影响并不太大。
3、短停状态。严格意义上说，短停状态是那个年代坦克射击的最常见模式。大家坐车都会感受到，遇到红绿灯的时候短停起步，车辆晃动非常严重，这个时候双稳就会起到很大的作用，但前提是有弹道计算机帮助计算提前量，否则由于双稳的补偿作用，火炮的飘移范围很大，尤其是行进速度很快时进行的短停，双稳和垂稳相比还会在水平方向上也进行补偿，需要较长时间才能稳定，所以对于开惯了59坦克的我军战士来说，开69式坦克短停瞄准精度反而不如只有垂稳的59坦克。这个情况在高达46吨的M47上体现的更明显，毕竟车体重量大，行驶相对稳定的请况下，短停晃动要更轻一些，补偿效果就更不明显。
图12. M47坦克炮长位置
图13. M12型体视式测距仪
再往前看，M47这样的坦克连激光测距仪都没有，使用的还是M12型体视式测距仪（注1），虽然比单纯的瞄准镜通过三角分划测距准确的多，但是依然要手动装表耗时也不少，所以面临的情况和69式坦克差不多，装了双稳效果并不大，反而还因为火炮的飘移范围大进一步影响瞄准时间。有些资料称M47安装有弹道计算机，这是不正确的，笔者查阅了一些资料，并没有显示该车有弹道计算机，当然后期各国其他的改进型不算。美国陆军在M48上首次采用了机械式弹道计算机,并采用了和瞄准镜联动的合像式光学测距仪，使得M48坦克的火控系统已具有现代坦克火控系统的雏形，既然如此，双稳的恢复也就是题中之义了。
图14. M48坦克的T30弹道计算机，有了它，该车恢复装备双稳
图15. 坦克世界经典界面
说了这么多可能部分读者越来越糊涂了。没关系，我换一个说法解释一下。估计大家可能都玩过《坦克世界》，玩家有个口头语叫缩圈，圈有大有小，缩圈时间有长有短，理论上说圈大小代表火炮本身散布范围，缩圈时间代表坦克火控系统工作时间，理论上火炮本身散布范围是不能更改的，这与火炮性能有关，但是由于游戏机制的问题，多安装一个配件就会提升精度，这说明游戏里的圈大小代表的是火控系统工作后火炮首发命中的概率范围，而在现实中像69式和M47这样的坦克上安装双稳就类似于虽然缩小了圈的大小，但是增加了缩圈时间，所以这个时候往往不会选择增加瞄准时间。
注1：
体式测距仪是什么？
人眼有个特点，就是双目观察物体时，能判别物体远近深度，也就是有个立体视觉，这个被称为体视效应。体视式测距仪使用双眼观测，通过双眼立体视觉的比较过程来实现测距。体视式测距仪的优点在于可以同时获得目标距离和目标方位的信息，而且对眼睛的舒适度要求较低，但是对于观测者的眼睛本身有要求，并且还要经过训练才能掌握。
图16. 这是个机器人的测距设备，其实原理上就是利用了体视效应
另一种就是合像式测距仪。合像式测距仪使用单眼观测，通过将视场内同一目标的两个像合并成一个完整目标图像来实现测距。这种测距方式对眼睛的舒适度有一定的要求，因为它需要长时间的观测和细致的调焦。不过，合像式测距仪的精度相对较高，而且对测距目标的外形没有特殊要求，可以满足多种场景下的测距需求。
现代火控系统中，由于体视式测距仪在测距精度和眼睛舒适度方面的优势，它已经完全取代了合像式测距仪。不过在当时，还是各有千秋。M47就装备的是体视式测距仪，M48则装备合像式测距仪。
