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在當前新技術革命浪潮的沖擊下,全世界各主要軍事大國都在以最快的速度將各種可能應用的新技術優先應用于軍事領域之中。對于裝甲戰車來說具有革命性意義的車輛電子系統的研究正處于不斷攻關和深入研究階段,但其整體效益已經顯露無疑。在這種情況下,作為地面近戰中開路先鋒的裝甲戰車將面臨最大的挑戰。 美國的M1A2坦克 以美國的M1A2為例,在M1系列的基礎上增加了戰車指揮與控制系統、車輛綜合防護系統、車長獨立熱觀測儀、定位/導航系統、車際信息系統、車長用綜合顯示器、毫米波敵我識別器以及與前述各系統(裝置)相連的1553B總線,盡管所采用的這些電子系統(裝置)尚未完全實現鄉合化,但已使坦克乘員能夠在現戰場上獲得一些重要的作戰能力從而使其攻擊能力和防御能力分別提高了54%和100%。而以車輛電子學概念設計而成的全電子化坦克“勒克萊爾”則更是表現出了一些獨特的優良性能,如機動性強、作戰反應時間短、能實施動一動多目標交戰等。然而,車輛電子系統的發展速度是驚人的。 稱為“乘員助手”的一項計劃是美國坦克機動車輛研究發展與工程中心設計了一個雙人坐艙,兩名乘員并排坐在高清晰度的電視顯示器前,使用與民用噴氣式客機中類似的控制桿,并在各種任務(從監測發動機性能、燃油存量到捕獲和跟蹤目標)中與多功能顯示器進行交互式操作。模塊式體系結構是車輛電子系統獲得繼往開來快速發展、增強系統維修性能、降低系統全壽命周期費用及提高整個系統費效比的設計基礎,而其中關于標準化設計的問題顯得尤為重要。眾所周知,只有那些在設備接口、內部體系結構以及控制軟件等各個方面均具有良好標準特征的模塊才有可能真正起到“模塊”的作用。從發展的觀點看,車輛電子設備必須采用標準接口,這樣,才有可能從標準的模塊或程序庫系統中選擇適當的接口控制軟件,從而省去了大量的軟件研制費用。另外,車輛電子系統在信息的傳輸格式方面必須實現標準化,以保證車際間數據通信及單車系統與戰場C1系統聯網的順利實現。 美國的M1A2坦克 高速計算機數據總線是車輛電子系統中最重要的部分,在很大程度上制約著整個系統的功能度。以前采用較多的是MIL-STD-1553B時分制指令/響應式多路傳輸數據總線,其特點是它可以不指定地址發送數據,全部子系統同時接收。就拿美國電子化程度最高的M1A2主戰坦克來說,其MIL-STD-1553B雙冗余數據總線為1條雙絞股電纜,總線上最多可連接32個子系統,這些子系統均以變換器短線的形式相連,總線控制器控制數據傳輸的順序。就英國的VERDI-2來說,其主車“武士”內共有3條彼此獨立的數據總線系統,其中,指揮與控制總線為一種插槽式環形光纖系統。法國的“勒克萊爾”主戰坦克內采用的是GAMT101數據總線,但另據報道,法國陸軍有意將1553B與GAMT 101進行“混合”使用。此外,由于光纖多路傳輸不存在電磁干擾的問題,且線路容量大,信號失真少,因此,無疑會成為今后數據多路傳輸技術研究的重點。 分布式高速并行處理技術未來一體化車輛電子數據處理系統必須滿足的準則是:能提供要求級別的功能度和效費比,系統必須易于維修,具有容錯功能,具備靈活的可擴展性,且小型緊湊,耗能少。正是由于這些原因,模塊化的分布式處理技術就顯得尤其重要。在分布式處理系統中,附加的處理單元可以被快速地添加到系統之中,從而使整個系統的功能度得以加強,而且,單個的模塊也可被快速更換,使得可維修性也大大提高。目前,這一技術雖然帶有較大的技術風險,但現役的空、海系統中一些現成的技術和經驗是完全可以借鑒的。 微處理器本身所具備的處理能力無疑直接關系著整個車輛電子系統的性能。這些微處理設備雖然各具特色,但它們的共同特點是性能高、體積小、耗能少,從各個方面均滿足了車輛電子系統的設計要求。微處理器的發展日新月異,如何選擇更加先進的部件使整個車輛電子系統的硬件配置趨于更加合理,使系統的效費比達到最佳,是研究工作中有待不斷解決的問題。 在分布式處理和并行計算的基礎上,采用以中心計算機為核心,通過總線與多個專用控制處理器相連的集散數據處理與控制方式(即集中控制、分散處理方式)可使整個系統實現反應敏捷、處理快速和決策正確,不但能提高單車的戰斗力,而且可使其實現與戰場C1系統的聯網,從而能方便地與鄰車聯絡,與指揮車通信和加入集群作戰,使戰斗車輛的作戰能力和戰場生存能力都大大增強。集散型控制是車輛電子系統設計中普遍采納的方案,該控制技術,尤其是系統中各級軟件,包括操作系統核心軟件、實時多任務1/0管理軟件、各子系統實時多任務執行軟件、共享數據庫管理軟件、戰斗軟件、系統快速自測軟件及故障診斷與快速故障定位軟件設計技術的不斷提高對發展系統中各單體部件的潛在效益和提高整個系統的控制能力直接相關,因此,是車輛電子系統研制中的一個很重要的方面。 美國的M1A2坦克 數字化技術是指在整個戰斗空間內運用信息技術及時獲取、交換和使用數字化信息,分別滿足各級作戰人員的需要,使其能清楚而準確地掌握有助于計劃制定和任務實施所需要的戰斗空間內的一切情況的技術。因此可知,數字化對車輛來說是一種確實的戰斗能力,該技術是解決車輛電子系統人一機接口問題以及系統中各子系統與數據總線之間接口問題的唯一辦法。在一個真實的系統中,由于總線上傳遞的所有信息都必須以數字數據的形式流通,所以,就存在對一切信號,包括計算機信號、音頻信號和視頻信號進行數字化處理的問題。事實上,這其中有很多技術屬于多媒體技術的研究范疇。計算機信號的數字化技術基本不成問題,音頻信號的數字化技術及話音的輸入/輸出方面的研究也取得了很大進展。 關于車輛電子系統的話題,雖然已經寫了很多,但似乎仍有一種言猶未盡的感覺。的確,這是一個非常引人入勝的話題。如果說火力、機動、防護、信息為裝甲戰車的四大要素的話，那么，車輛電子系統便是這四大要素能夠得以充分發揮其綜合效率的核心。 |
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