2.1 懸掛系統對裝甲車輛火力性能的影響

由于裝甲車輛的武器系統通常位于車輛的頂端，屬于懸掛質量的一部分，在瞄準射擊時，懸掛質量的過大振動會對射擊精度特別是行進間射擊精度有很大的影響，其中影響最大的是車輛的俯仰振動速度和橫擺振動速度造成的火炮方位角的快速改變，所以即使有火炮穩定系統，上述物理參數仍然會對射擊精度造成較大的影響。

火炮射擊的命中精度是體現坦克火炮威力的一項重要指標。在現代戰爭條件下，要求坦克具有行進間射擊的能力。影響射擊精度的因素有很多，除了火炮與炮彈的設計性能和制造精度、射擊時環境條件和炮手的操縱控制能力之外，行進中坦克發射系統的滯后效應和車體的振動也是非常重要的影響因素。

火炮在射擊時，發射系統存在著發射延遲時間，即在瞄準目標以后到炮彈出口要經過一段時間，其中包括：炮手瞄準目標直到執行發射的反應延緩時間（約0.043s）；發射機構內部動作時間（對于電擊發射約為0.006s）；點燃火藥、氣體膨脹和炮彈沿炮管運動的時間（約0.026s）。它們的總時間稱為發射延遲時間Δt，約為0.075s（一般在0.034～0.160s）。在延遲時間內，火炮軸線和瞄準線會因車體振動而偏離正確的瞄準射擊位置，從而降低射擊的命中精度。

2.1.1 懸掛對射擊精度的影響

車體的振動會使用機械方式連接的炮塔、火炮和瞄準鏡一起振動。對火炮射擊精度影響較大的是車體的俯仰振動和橫擺振動。俯仰振動將會使火炮軸線在鉛垂面內上下擺動，從而引起火炮射擊角不斷變化，導致彈丸產生很大的落點距離偏差；橫擺振動會使火炮軸線在方位方向上產生變化，并引起彈丸的方位偏差。

坦克振動對射擊精度的影響如圖2-1所示。坦克火炮直接瞄準目標后，由于車體行進過程中的角振動，在發射延遲時間內，炮身軸線相對于瞄準方向會產生偏差角為平均角速度），對于射程為D的彈著點高度偏差Δh為

由此可知，振動角速度越大，射擊偏差越大，欲使彈著點高度偏差Δh＜1.5 m，則必須使平均角速度＜0.01rad/s，這就要求懸掛系統在車輛行駛過程中要有效降低車體的振動角速度。由于速度不易測量，故車輛角速度一般采用間接測量法，即角位移微分法和角加速度積分法。角位移微分法即在車輛首尾安裝位移傳感器，通過測量振動位移信號，從而推算出振動角位移信號，對角位移信號在時間長度上進行微分，得到角速度信號。角加速度積分法即在車輛首尾安裝加速度傳感器，測量振動加速度信號，并推算出振動角加速度信號，然后在時間長度上進行積分，得到角速度信號。

行進中的坦克，在距離D（D≈2000m）處，瞄準敵方坦克，設目標高為H（H＝2.4m），未安裝穩定器的坦克炮，在炮手擊發到炮彈出膛這段發射延遲時間Δt內，火炮隨坦克俯仰振動。為使彈丸在彈著點高度上的偏差不超過目標的范圍，坦克的振動角速度的均方根值σφ應小于，當取Δt＝0.075s時，應有：

一般坦克的俯仰角振動速度滿足不了這一要求。為提高坦克火炮的射擊精度，現在坦克火炮都裝有火炮穩定系統，使火炮在發射延遲時間內不隨車體俯仰，穩定對準目標，因而不必單獨提出火炮射擊對懸掛的要求。改善懸掛的特性可以改善坦克行駛過程中的振動，也改善了穩定器的工作環境，對穩定器是有益的。

2.1.2 火炮穩定系統

火炮穩定系統是一套對火炮高低射角與方位射角具有驅動和穩定功能的裝置。系統在俯仰方向上驅動和穩定的對象是火炮，在水平方向上驅動和穩定的對象是炮塔。利用該系統可以平穩、輕便地控制火炮軸線和瞄準線，因而大大降低了車體振動對火炮射擊精度的影響。

在火炮穩定系統中，陀螺儀產生高低和水平方向的穩定及瞄準信號，它是測量火炮振動偏移量的部件。

圖2-2所示為一種液浮陀螺儀示意圖。通電后陀螺電動機高速旋轉，密封的浮筒中安裝有陀螺框架，在殼體與浮筒之間充滿了浮油。只有當經過通電加熱的浮油達到某一溫度時，才能把浮筒懸浮起來并允許系統進入自動狀態。

當陀螺轉子高速旋轉時，如果陀螺儀殼體繞自轉參考軸上下轉動，則陀螺儀框架繞輸出軸左右偏轉。框架偏轉角度的大小與殼體轉動的角速度成正比。殼體轉動的角速度越大，框架偏離角度越大；殼體以恒定角速度轉動，框架就停留在已偏離的角度上，保持偏離角度大小不變；殼體停止轉動，框架便在彈性預載球的作用下返回原位。這種二自由度的陀螺儀可用于測量陀螺儀外殼轉動的角速度。

當火炮偏離瞄準位置時，陀螺儀繞其輸入軸轉動并導致輸出軸的轉動，信號傳感器將測出的輸出軸轉動信號放大后輸到力矩電動機，力矩產生的電流信號作為火炮偏移速度信號，經放大后，與瞄準電路輸出的操縱臺瞄準指令信號相加，再經過積分電路輸出角度信號去驅動力矩電動機，使火炮回到偏離前位置。