最近烏克蘭T-80坦克炮口放酒杯，在野外行駛的情況下杯中酒水一滴未灑的視頻再次爆紅網絡，其實早在之前德國的豹二坦克就進行過此類的測試，我軍的99式主戰坦克也進行過炮口放水杯和扳手的穩定性測試，當然還有玩砸了的日本10式主戰坦克。別看這僅僅是一場小小的測試，但是對于坦克來說卻是對雙向穩定性的一次重大考驗。坦克在行進時炮口會隨著高低起伏的地面四處擺動，這個擺動會嚴重影響炮手對目標的捕捉和射擊，所以直到二戰結束后，坦克只具備短停射擊的能力，如何在行進間射擊一直都是一個不小的技術瓶頸。

▲利用啤酒被測試坦克炮穩定性的烏克蘭T-80主戰坦克，此外我軍的99式也進行過此類的測試

關于坦克炮的穩定技術最早可以追溯到二戰前的蘇聯T-28中型坦克、美國M3輕型坦克等上面，但是這些坦克只裝備簡單的單向穩定器，操作火炮瞄準射擊時更多地依靠高低機和方向機來完成。直到二戰結束以后的60年代，各國才陸續的研制裝備了各式各樣的雙向穩定器（即具備垂直穩定和水平穩定的能力），在一些步戰車上面甚至出現了三向穩定器，然后配合先進的火控系統，坦克在行進間能自動保持火炮在一個穩定的空間內，這才具備了行進間開火射擊動打靜或者動打動的能力，下面我們就來看看什么是雙向穩定器。

▲最早掀起這陣風的德國豹二坦克，可以看到在野外行駛下，不論車體怎么顛簸，坦克炮在雙向穩定技術的加持下始終都處在一個穩定的狀態，當然還有下面玩砸了的日本10式主戰坦克

垂直穩定器

說起穩定平衡裝置，就不得不提陀螺儀這個偉大的發明，垂直穩定器的雙自由度陀螺儀和火炮搖架的基座固定在一起，陀螺儀的內環和火炮的耳軸軸線相互垂直，外環和耳軸軸線相互平行，這個狀態下的火炮角度就可以看作是規定的瞄準角度，當坦克開始運動時會產生顛簸，這種顛簸會在火炮耳軸摩擦力的作用下帶動坦克炮顛簸偏轉，這時候基座也會隨著坦克炮一起偏轉同樣的角度，但是和耳軸軸線平行的轉子外環平面不會發生轉動，因為高速轉動的陀螺儀具有很強的定軸性，這時候原本相互平行的轉子外環平面和基座平面之間就會產生一個失調角度，這個角度就是火炮偏離規定瞄準的角度。

▲上圖為機械式的陀螺儀，可以看到不論外部基座環如何改變，高速旋轉的轉子所在的平面不會隨著外環基座的改變而改變，不過隨著科技的進步，這種機械式的陀螺儀被更加先進的電子陀螺儀所取代了，如下圖就是用于導航的電子陀螺儀

這時候就輪到旋轉變壓器出馬了，旋轉變壓器的轉子和陀螺儀外環軸固定在一起，火炮處于規定瞄準角度并不發生偏轉時旋轉變壓器不會產生信號，當炮瞄準角度發生偏轉時固定在基座上的旋轉變壓器定子也會隨之偏轉，但是和陀螺儀外環軸固定在一起的轉子不會發生偏轉，這時候旋轉變壓器就會發出一個和偏轉角度成正比的信號，該信號通過晶體管放大器放大后輸出兩個電信號并流到控制電磁鐵中，最終控制兩個油管來改變油缸上下腔的壓力產生力矩，從而驅動火炮角度向規定瞄準角度恢復。此外還有一個速率陀螺儀，該陀螺儀會在火炮復位的過程中配合晶體管放大器產生電信號作用于液壓裝置產生一個和火炮偏轉相反的力矩，這個力矩隨著火炮偏轉速度的增加而增加，這樣一來就能避免火炮偏轉的過程中沖過了頭，因為巨大的慣性而發生振蕩。便于火炮快速的穩定。

▲上文所述過程可以通過該圖介紹一下，火炮偏轉帶動基座偏轉，這時候轉子外環平面是不發生偏轉的，而固定在外環轉子軸上面的旋轉變壓器轉子也是不偏轉的，但是旋轉變壓器的定子會隨著基座旋轉，這樣一來旋轉變壓器就會產生一個信號經晶體管放大器放大后作用于液壓裝置產生與火炮偏轉方向相反的力矩來使其復位（當火炮偏轉角度越小時產生的電信號就越小，這時候復位力矩也會變小），同時在速率陀螺儀的作用下會產生一個和火炮偏轉方向相反的力矩（和復位力矩相同），這個力矩隨著火炮偏轉速度的增大而增大，這樣就避免了火炮偏轉慣性太大導致的沖擊影響，在這兩個力矩的作用下火炮就能快速復位（復位時力矩就會消失）

水平穩定器

▲水平穩定器同樣也是一個道理，只不過炮塔會隨著坦克炮一起調整，而且采用全電式電機產生復位力矩，而不是液壓裝置

一般來說坦克在崎嶇的野外行駛時炮口的擺動呈現的是圖像類似于一個橢圓，雙自由度陀螺儀的內環和耳軸軸線平行，外環和耳軸軸線垂直，同樣在火炮左右偏轉時雙自由度陀螺儀的轉子外環平面和連接的旋轉變壓器的轉子是不會發生偏轉的，而旋轉變壓器的定子會隨著火炮一起轉動，產生的信號在晶體管放大器的作用下驅動電機產生一個恢復力矩，而速率陀螺儀則同樣在旋轉變壓器和晶體管放大器的作用下產生一個力矩防止火炮在巨大的顛簸下偏轉過大。

▲具體可參考此圖，陀螺儀和轉子平行的那個外環也會上下有小幅度擺動，最后就會產生誤差

但是值得一提的是坦克炮絕對做不到完全穩定，首先陀螺儀存在著精度問題，作為雙向穩定器上的核心部件，內外環和轉子相互連接的軸承存在著摩擦力，所以與轉子在同一平面的外環不可能做到完全不偏轉，內環也會在這個摩擦力的作用下產生誤差，再比如車體做高低跳動或者是水平擺動時（比如坦克從一個小斷崖突然掉下時），內外環和基座之間都存在一個相對運動的問題，誤差也會接踵而至。而且恢復力矩是在坦克炮發生偏轉后產生的（盡管時間間隔很小，但卻客觀存在），在坦克炮不斷的偏轉和力矩的不斷地產生這個過程中坦克炮也會出現略微的擺動，這些都是不可避免的。（作者署名：武備營）