机电融合技术在车载火炮中的应用性分析

机电融合技术在车载火炮中的应用性分析

秦军 宋博 杨清文

中国人民解放军 69222部队， 新疆轮台 841600

摘要：为了满足现代化战争需求，依据机电融合技术研究车载火炮的应用与发展，是当前各国科研学者关注的焦点。本文在了解机电融合技术相关知识的基础上，根据现代科技技术革新方向，全面探究机电融合在火炮技术中的应用形式，由此明确未来车载火炮与机电融合技术革新发展的主要趋势。

关键词：机电融合技术；车载；火炮；电启动系统；火炮随动系统。

0引言：火炮作为陆军作战最常见的武器装备，在现代战争中具有重要作用。在社会经济和科技技术不断革新发展中，火炮技术也逐渐从传统意义上的牵引化和单一化转变成自行化和多元化，所产生的作用和功能也越发丰富。其中最为关键的就是机电融合技术，其能让火炮拥有符合现代战争需求的全新生命力。

1.机电融合技术的发展研究

简单来讲，机电融合技术也可以称作机电一体化技术，最早是由日本《机械设计》杂志提出的，属于电子学和机器学两种学科的综合体^[1]。在社会经济和科技技术革新发展中，现如今机电融合技术不仅包含这两门学科，还涉及到系统论、信息论、机械工程技术等多类学科，其本质在于从系统的观点入手，对各项技术进行有机的组织综合，最终实现整体的最优化。

从实践角度来看，机电融合技术主要分为五个子系统：第一，机械系统。其中包含了机械连接、机身、框架等结构，属于机电融合系统运行的基础内容，具备构造的应用功能；第二，电子信息处理系统。其中包含了计算机及相关软硬件，主要对数据信息进行运算处理和决策；第三，动力系统。其中包含了驱动电路、执行元件等内容，会将系统所需能量转变成需要形式，由此实现动力动能；第四，传感检测系统。其中包含了各种类型的信号检测电路和传感器，主要对内外环境进行检测，以此实现计测功能；第五，执行元件系统。其中包含操作机构和机械传动，可以在控制信息引导下完成需求工作，最终实现主要功能。

2.如何在车载火炮中应用机电融合技术

2.1电启动系统

这一系统会运用电源带动启动电机和发动机，在压缩柴油做功的基础上点燃发动机，且会在发动机可以正常运行后收回。整体系统构成包含了传感器、控制面板、蓄电池、保险机构等内容。从整体角度来看，这一系统具备机电一体化系统所包含的五大要素，因此属于具有典型性的一体化产品。现如今，相关技术系统已经被广泛运用在自行火炮、坦克等载体上，属于保障快速机动的重要依据。一般来讲，启动控制主要选用手动操作的方式，具体时间要求驾驶人员自行掌控。由于人为因素的干扰过大，所以在综合研究启动操作时要密切关注相关信息，并利用智能化技术理念准确判断信息是否满足启动条件，并由此选择适宜的控制策略。

2.2火炮随动系统

这一系统属于火炮火控系统中最为关键的执行部分，会利用指挥仪、火控计算机来传递相关信号，而自动控制与驱动火炮跟踪目标的未来命中位置和控制火炮的引信装定系统可以合理划分装定时间。具有典型性的随动系统可以看成两种形式，一种是指电气伺服系统，另一种是指电控液压伺服系统，虽然两种系统存在较大差异，但也被经常运用到同一个武器系统中。比如说，我军陆军主战装备96式坦克水平向炮控系统选用了电气伺服系统，而高低向炮控系统则运用了电控液压私服系统。后者拥有机电融合系统所包含的五大要素，其中动力源具备交流机和电机组；电子信息处理系统包含炮控系统的控制箱、操纵台等内容；传感器系统中，拥有螺旋仪组、线加速度计、车体螺旋仪等内容；机械系统中包含电机的扩大器和方向机；执行元件系统中具备炮塔电动机。从当前火炮随动系统的研究方向来看，科研学者更注重提升系统的响应速度和运行精度，并注重利用数字化技术理念，增强随动系统的维护性和可靠性。

2.3自动供输弹系统

这一系统是机电一体化技术在车载火炮中应用的具体表现，有效集成了电液气传动、自动控制、机械等内容，构建了智能化的弹药装填机器人系统，在实践应用中具备车外弹药补给、弹种识别、自动遥控装订引信等功能。

2.4智能灵巧弹药系统

这一系统设计包含了通信设备、传感器、弹药等内容，会利用自助或人工控制的方式来选择目标，并对目标进行识别跟踪和拦截，最终达到打击目的，属于当前机电融合的主要产物。比如说，以色列研制的拉哈特和美国研发的橡树棍导弹都集成了传感器检测、机械执行、计算机控制等多个系统，并在车体中也安装了所对应的检测设备和发控系统，不仅操作简单，而且应用范围极为广泛。

3.机电融合技术的发展趋势

3.1智能化

在现今社会发展中，结合控制理论进行车载火炮的技术研发，积极应用人工智能、模糊数学、混沌动力学等先进的思想理念和方法，有助于研发机器具备更强的逻辑思维和自主决策意识，以此在实践运行中有效控制目标。从车载火炮运行角度来看，实际研究方向涉及到自动检测、自动控制、自动公输弹等内容，这也是现阶段各国科研学者关注的焦点。

3.2小型化

这一发展趋势需要运用机械加工工艺和高新材料，在有效融合机械技术、电子技术以及软件技术的基础上，优化一体化设备的质量体积，且保障系统拥有功能更加有效。对火炮武器而言，在有限空间内进行有效配置且控制质量，不仅能提升火炮的机动水平，还可以为未来技术研发提供更多可能^[2]。

3.3模块化

这一发展趋势可以在控制设备开发生产成本的同时，增强各类设备之间的通用化水平，确保相应产品在实践应用维修中具备有效性和保障性。全面融合探索电子、机械、软件这三方面内容，是现阶段机电一体化模块发展的必然趋势。通过在火炮机电一体化设备中运用模块化技术，可以保障各类设备之间具备相同的标准和街口。在满足不同功能需求的条件下，只需要科学组合模块化就能提升系统运行的经济性和保障性。

结语

综上所述，针对近年来机电融合技术的研发应用成果分析，其对车载火炮的应用具有积极作用。尤其是对大数据时代发展而言，在车载火炮设计研发中合理运用机电融合技术，不仅能提升火炮武器装备的精确性和有效性，增强国家作战的效能，还可以减少实践科研探索的成本支出。因此，在未来经济建设发展中，各国在加强技术人才培养力度的同时，要从国际经济和科技水平入手，持续优化自身的技术研发的力度，以此在车载火炮中充分展现几点融合技术的应用价值。

参考文献

[1] 华莹. 机电一体化技术在汽车设计中的应用分析[J]. 时代农机, 2019, v.46;No.324(10):98+102.

[2] 樊少军, 高梅. 虚实融合技术在汽车维修教学中的应用策略探析[J]. 数码设计（上）, 2020, 009(001):296.