舰载遥控武器站发展探讨

陈延伟，李 翔，魏立新

(郑州机电工程研究所，河南 郑州450015)

0 引 言

面对海上威胁多样化，各国海军都加大了海上巡逻和打击水上恐怖袭击的力度，面对恐怖分子小型快艇的突然袭击，中、大型水面舰艇上安装的导弹、舰炮武器显得无能为力，不能对自杀小艇做出有效反击。因此，各国海军纷纷重视加强舰艇应对水上恐怖袭击的能力，研制新型舰载反恐武器装备。我国多数舰船，包括亚丁湾护航舰艇，配备的都是手动机枪。操作手动机枪容易受到敌方的火力杀伤，威胁人员生存。面对这种特殊的需求，就需要一种自动化程度高、可舱室内遥控操作、能抵御非传统威胁、配置灵活的有效武器。

舰载遥控武器站是一种集目标发现、识别、跟踪、监视、简易解算和火力单元为一体的相对独立、模块化的近区防卫武器，具有专门控制装置，并可接收上级系统的指令信息。通常由火力单元、光电瞄具、解算模块、操控装置及稳定装置等组成。火力单元可以是多种武器的不同组合，可配备机枪、机关炮、自动榴弹发射器、软杀伤等各式武器;光电瞄具可选配电视传感器、红外传感器、微光传感器、激光测距仪。

由于使用环境不同，舰载遥控武器站与车载遥控武器站存在较大差异:

1)识别目标的机理不同。主要是目标的背景不同，舰载武器主要偏向于海洋环境的目标识别，海洋背景与陆地背景差别较大;

2)对系统稳定性要求不同。舰载武器受海洋条件影响，为了提高系统的易操作性，对系统的平稳性要求更高;

3)对备弹量的需求不同。车载遥控武器站的操作人员距离武器比较近，更换弹箱等操作比较方便，而舰载则完全不同，要尽量减少操作手上炮的次数;

4)环境适应性要求不同。海洋环境的盐雾、水雾等恶劣环境对武器的密封性、防潮耐腐蚀性能要求更高。

舰载遥控武器站的操作手通过舱室内的操控装置遥控武器的瞄准和跟踪射击。与单兵操控武器相比，遥控武器站有如下优势:

1)操作手在舱室内遥控操作，避免操作手在交战中受到敌方的火力杀伤，提高战斗人员的战场生存能力，并避免受到海浪和噪声的冲击;

2)可在较远的距离上发现和甄别可疑的水面运动目标，对可疑小型水面目标进行监控;

3)武器站自动化程度高，配置有光电瞄具、简易解算及视频装置，能实施快速、有力的火力控制，射击精度高;

4)遥控武器站通常采用模块化设计，可根据需要来配置不同类型的传感器和武器，适用范围广，既可作为主要武器安装在巡逻船等小艇上，也可作为辅助武器安装在大、中型舰艇等其他平台之上。

1 国内外发展情况

1.1 国外现状

目前，世界许多国家如美国、以色列和一些欧洲国家都在研制适合本国使用的遥控武器站，包括舰载型和车载型。车载型有代表性的有美国陆军的XM101 通用遥控武器站、以色列的RCWS－30 遥控武器站、英国的“强制者”武器站等;舰载型主要有以色列的“小台风”、意大利的“打击幕”等。

1)“小台风”(Mini-Typhoon)

“小台风”是以色列拉斐尔公司研制的舰载遥控武器站，带有CCD 摄像机和红外摄像机，可选用“加特林”12.7 mm 机枪、7.62 mm 机枪或Mk19 型40 mm 榴弹发射器，系统重140 ～170 kg(12.7 mm)，弹箱携弹量最大230 发，方位瞄准角为360°，高低瞄准角为－20° ～+60°，摇摆稳定精度达到了0.5 mrad，电源110/220 V 交流或24 V 直流。

图1 “小台风”Fig．1 Mini-Typhoon

2)“海上保护者”(Sea Protector)

“海上保护者”是挪威康斯堡防务宇航公司研制的1 种舰载遥控武器站，其可以选配M2HB 型12.7 mm 大口径机枪，也能配装M240 型7.62 mm 机枪以及M249 型5.56 mm 机枪。

武器系统采用了先进的彩色电视摄像机和红外摄像机作为瞄准传感器，并配有激光测距机。传感器平台安装有抗摇摆稳定装置。

安装12.7 mm 机枪的系统重135 kg，高低瞄准角速度为50°/s，方向瞄准速度可达到100°/s。

3)“海上漫游者”(Sea Rogue)

“海上漫游者”是南非Reutech(RDL)公司研制的遥控型舰载武器站，采用电视摄像机和热成像仪作为其光电传感器，可以选装12.7 mm 机枪、7.62 mm 机枪或者40 mm 榴弹发射器。选装12.7 mm 机枪时，配备200 发枪弹，重量小于200 kg。方位360°，高低－40° ～+60°。

图3 “海上漫游者”Fig．3 Sea Rogue

4)“打击幕”(Hitrole NT)

“打击幕”是意大利奥托·梅拉腊公司研制的舰载遥控武器站，采用了先进的高清晰电视摄像机作为主传感器，并安装有近距激光测距仪，系统可组合安装微光电视摄像机或红外摄像机。

该系统可选用单12.7 mm 机枪或40 mm 榴弹发射器。方位瞄准角为360°，高低瞄准角为－15° ～+50°，高低瞄准角速度25°/s，方向瞄准速度50°/s。弹箱携弹量为110 ～400 发，系统重约220 ～260 kg，耗电功率850 W(24 V 直流)。

德国于2007年度花费1 000 万欧元，为F125 型护卫舰订购25 座“打击幕”12.7 mm 舰载遥控武器站;2011年4月，马来西亚为新造的海岸巡逻艇订购18座“打击幕”遥控武器站，总价值约700 万欧元。

图4 “打击幕”Fig．4 Hitrole NT

5)STAMP 12.7 mm 多用途机关炮

STAMP 12.7 mm 多用途机关炮是土耳其ASELSAN 公司研制的，具有车载型和舰载型的12.7 mm 遥控武器系统。

图5 STAMP 12.7 mm 多用途机关炮Fig．5 STAMP 12．7 mm multi purpose cannon

1.2 国内现状

我国现役舰载机枪大多为69 式、82A 式双联14.5 mm 大口径机枪，普遍安装于登陆艇、海警巡逻艇、渔政船等，新服役的渔政、海监船等安装有四联装或双联装手动14.5 mm 舰载机枪。

我国赴亚丁湾的第五批护航编队，配备了国产12.7 mm 机枪，进行了适应舰载的改装，没有专门的舰载遥控轻型机枪。

我国在遥控武器站方面的研究刚刚起步，但基本都是车载遥控武器，目前还没有见到轻型舰载遥控武器站。

2 方案设想

全自动遥控技术已经在舰炮上广泛采用，非常成熟，而机枪以前对全自动操控的需求不是非常强烈，这方面做的工作相对较少，随着形势的发展，对机枪遥控操作的需求逐渐增强，可以将舰炮的全自动遥控技术进行适应性优化设计推广应用到舰载遥控武器站中。

舰载遥控武器站的主要任务是反恐警戒，打击海盗等近船小目标。方案应针对具体任务，立足现有技术进行集成优化，火力单元中的武器应在现有制式装备中选取，并进行适应性改进;控制系统利用舰炮控制系统成熟技术进行小型化、低成本设计;简易瞄具应根据作战对象，进行模块化、系列化设计，兼顾性能和成本;武器站设计的重点放在总体布局、满足舰用条件、操作方便性和降低成本上。

2.1 主要组成

不论采用哪种布局形式，舰载遥控武器站通常应包括武器平台、火力单元、综合控制系统及光电瞄具等。

武器平台用于安装、固定、连接各相关部件，由滚珠座圈、托架、高低机、方向机、回转基座、机械限位等组成。

综合控制系统能使操作手在舱室内操控光电瞄具及火力单元，实施对目标的搜索、电视/微光/红外跟踪、瞄准、测距、解算和射击。主要包括电源模块、综合控制模块、解算模块、随动系统模块等功能模块。

光电瞄具实现对目标的昼夜搜索和跟踪，以及对目标测距，并把目标信息传递给综合控制系统。通常由彩色电视摄像仪、激光测距仪、微光传感器或红外传感器等部件组成，可根据需求进行裁剪。

火力单元采用模块化、系列化设计，根据使命任务和国内装备的实际情况，可优先从12.7 mm 或14.5 mm 机枪选取，这2 种口径枪的技术成熟、型号较多，并具有火力强、精度高、备弹量大、结构简单、可靠性高等优点，只需进行舰用化适应改造即可。还可根据需要增加光学眩目等非致命武器。

图8 舰载遥控武器站方案设想三维图Fig．8 Conception of naval remote controlled weapons station

2.2 工作方式

主要设置半自动射击和手动射击2 种工作方式。

半自动射击是主要工作方式，由操作手在舱室内的操控装置上完成对目标的搜索、电视跟踪、瞄准、测距、解算和射击任务。射手操作操纵杆驱动光电瞄具搜索海面目标，通过电视图像发现可疑目标时停止搜索，使十字光标持续对准、跟踪目标;稳定跟踪后，按下测距按钮，解算计算机根据距离和姿态角信息，计算提前量，形成射击诸元，传输给随动系统，随动系统根据诸元信息驱动武器平台指向目标未来点，此时，射手按下操纵杆上的击发按钮，即可对目标进行射击。

手动射击是应急工作方式，在断电或综合控制系统故障情况下，人工操控机枪，利用光学瞄具瞄准目标进行射击。

3 关键技术

3.1 火力单元适应性改进优化

为实现全自动遥控操作，还需要对手动机枪进行适应性改进，内容主要包括:

1)首发装填

对于手动机枪，其射击前需手动装填一次，使首发弹移动到击发位，对于遥控武器站，必须解决自动装填问题。

2)余弹计数

对于遥控武器，操作手随时了解弹箱剩余弹量比较重要。该技术可通过对具体机枪结构进行适应性改进，安装电气传感器等手段实现。

3)电击发

对于手动机枪，射手扣动扳机进行射击，而改成遥控武器，需要自动完成射击，目前大多使用电动方案。

3.2 火力单元、光电瞄具综合集成控制技术

由于受舰艇内空间、操作人员数量限制，火力单元及光电瞄具的操作只能由1 人完成，因此需要对武器平台的随动系统和光电瞄具的操控进行一体化设计，简化中间环节，利用1 台计算机集中完成随动系统控制、简易解算、光电瞄具的操控等诸多功能。

3.3 模块化、系列化设计

由于舰艇大小、使命任务、经费投入等存在差异，仅靠某一型号的产品不可能覆盖全部需求，因此，要尽可能采用模块化、系列化设计，通过裁剪更换模块单元以满足不同的需求。如机枪中有12.7 mm 或14.5 mm 2 种口径选择，是否配置榴弹发射器;光电瞄具中究竟配置红外传感器还是微光传感器，激光测距的频率等，需要根据具体需要进行针对性设计。

4 结 语

现在各种舰船设计时都非常注重人性化设计，对操控环境提出了更舒适、更便利的要求，在舱面操控机枪不仅仅是操控环境不好，在高速度无法保证射击精度，更重要的是容易受到敌方火力杀伤，而发展舰载遥控武器站能比较好地解决这类问题。大、小不同船只的使命任务对遥控武器站提出了差异化需求，模块化设计、系列化发展是解决此问题的有效途径，而在满足性能指标的前提下，不断降低装备成本、提高可靠性和可操作性则是用户不断追求的目标。

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