国家提出构建关键核心技术攻关新型举国体制（(5)

该系统最初由纳粹德国发明并应用到128mm防空炮上（即40型128毫米双联防空炮），它利用陀螺仪的回转效应来实现对火炮的炮身进行稳定控制。

它的稳定原理是这样的：当高射炮的瞄准仪套住（锁定）目标以后为陀螺仪设定指向角度，打开稳定器液压站电源，液压系统根据陀螺仪的指向随时调整炮身俯仰角，始终保持炮身指向目标或者设定的射击角。

比如说当目标爬升时，液压系统会驱动炮身上调仰角；当目标俯冲时，液压系统驱动炮身下降仰角。

陀螺仪闭环校射系统应用到舰炮以后，其控制原理与防空炮基本相同，区别在于军舰受到海浪影响，舰炮是处于一个摇曳的环境中工作的，好在海水的波动是有周期性的、规律性的，所以只要为炮身稳定系统多安装几个陀螺仪就能实现像陆地上的防空炮一样稳定炮身。

这就是现代军舰的舰炮稳定系统中的陀螺仪组，海浪谱对军舰的影响主要体现在振幅、频率和方向这三个因素，所以陀螺仪组至少需要4个陀螺仪组成。

其中3个陀螺仪分别用来感知海浪的振幅、频率和方向对军舰造成的摇曳，另一个用来控制炮身的指向稳定，在舰炮对目标进行瞄准射击时，陀螺仪组将会根据军舰摇曳的程度来对炮身实施稳定控制，从而达到“精确射击”的效果。

想要在摇曳的军舰上使用舰炮对目标进行精确射击，那就得解决舰炮的炮身指向稳定性，这种能够达到炮身指向稳定性的装置叫做“火炮稳定器”，即上述中提到的使用陀螺仪原理制成的“闭环校射系统”。

现代军舰已经普遍采用先进的计算机进行控制，火炮稳定器在计算机的控制下对炮身的稳定效果远远超过机械控制的“闭环校射系统”，因为计算机不但能通过传感器更好地感知陀螺仪动作，而且还能在军舰行进过程中不断搜集所在海域的海况，制成“海浪谱”，当舰炮系统激活以后，火炮稳定器除了在陀螺仪的稳定下对目标进行瞄准以外，计算机系统还能根据“海浪谱”对炮身进行辅助稳定。

当舰炮锁定目标以后，不论军舰航速、航向以及海况如何变化，火炮稳定器在计算机的控制下通过驱动液压系统和电机系统使炮塔始终旋转面朝目标，并且保持炮身始终指向目标或者在计算机所设计的弹道角度上，以此达到舰炮稳定射击的效果。

需要特别指出的是，不论是多精准的陀螺仪组、不论是多么敏感的伺服电机组、不论是多么先进的计算机系统，在进行舰炮稳定瞄准和弹道设计时以及匹配海浪谱时都难免出现误差，所以为了提高命中率（即射击精度），舰炮需要较高的射速来提高单位时间内的火力输出，用火力密度来弥补射击偏差。

比如说俄罗斯956型“现代”级驱逐舰所使用AK-130型双联130mm舰炮，它的射速高达每分钟70发，是中口径火炮中射速最高的一款，相当于每秒钟可向目标投送1.16发130mm炮弹。

如果计算机对目标机设定的射击诸元为5.2秒连续射击，那么该型舰炮将会在这个时间段内向目标投送6发炮弹，以确保至少有一发炮弹命中目标；假设目标为一艘4000吨的大型护卫舰，那么AK-130舰炮只需要连续5次实施5.2秒的连续射击就足以让这艘护卫舰失去战斗力。

舰炮计算机控制的火炮稳定器技术还被应用到岸基火炮上，最典型的代表是主战坦克的火炮，这也是现代主战坦克具备行进间射击的原因所在，而且坦克是一种在陆地上机动的装备，并不受海洋上复杂的“海浪谱”影响，所以坦克炮在火炮稳定器的控制下常常能够做到“首发命中”，不需要舰炮那样通过高射速来弥补射击偏差。

综上所述我们可以得出这样的结论：第一、舰炮是一种舰载武器系统，受复杂的海况影响，所以舰炮需要在一个不断摇曳的环境中工作，为了提高命中率舰炮需要一种能够在摇曳的环境中保持炮身稳定的措施，以确保在对目标进行瞄准射击时炮身稳定，使炮身在摇曳的环境中始终保持指向目标。

第二、在计算机发明之前，舰炮的稳定性是通过使用陀螺仪组成的机械式火炮稳定器来实现炮身稳定射击的。在计算机发明以后，火炮稳定器开始实现自动化控制，舰炮系统不但能够实现陀螺仪炮身稳定控制，而且还能通过计算机搜集和分析“海浪谱”来辅助炮身稳定，提高了舰炮射击精度。

文章来源：《航海技术》 网址: http://www.hhjszz.cn/zonghexinwen/2022/1221/711.html