從快速精確射擊入門談XM157的重要作用(下）

李東昊

XM157的組成

XM157的承研承制單位是Vortex Optics，國內通常翻譯為“漩渦光學”公司，其成立于2004 年，總部位于威斯康星州巴內維爾德，主營業務為各類瞄準鏡、望遠鏡、測距儀等光學器材和一些戶外服裝和用品。

新一代槍械采用獨立于槍械之外的新一代導軌技術，導軌上設有觸點

可以看見XM157由兩節CR123電池供電

XM157目前主要由三部分組成，分別是1～8×30低倍可變倍瞄準鏡（LPVO）、激光測距及激光指示模塊和線控開關，后續可能會有新模塊加入。XM157并無官方公布的質量數據，但很可能在1～1.5kg（2～3磅）范圍內。XM157集成了傳統的低倍可變倍瞄準鏡、激光測距儀、彈道計算機、環境傳感器、羅盤、激光指示器、疊加顯示器等功能模塊。XM157 由2 節CR123 電池供電，由于其功率比較低，在正常使用強度下能續航幾個星期。XM157 的底部有觸點，安裝在設有新一代導軌系統的槍械上后可以由槍械供電。

1～8×30低倍可變倍瞄準鏡

1～8×30低倍可變倍瞄準鏡是XM157 的核心部件，這個部件的基礎可能來源于Vortex Optics 公司的剃刀系列瞄準鏡（RAZOR HD），這個系列有1～10×24 和1～6×24 兩種規格（可能很多讀者對瞄準鏡規格還不熟悉，這里科普一下，1～8×30表明瞄準鏡的倍率可以在1～8 倍之間變換，瞄準鏡物鏡的口徑是30mm。以此類推5～25×56 瞄準鏡的倍率可以在5～25 倍之間變換，瞄準鏡物鏡的口徑是56mm）。這個判斷的依據是剃刀系列也是低倍可變倍瞄準鏡，并且從已有信息看，XM157 的蝕刻線分劃和這個系列的分劃完全一致。另外，這個系列的瞄準鏡在美軍的特戰部隊有所使用，這種非官方的采用其實最能為產品的性能背書。低倍可變倍瞄準鏡能兼顧遠距離射擊和近距離射擊，適合于自動步槍、精準步槍，是目前精準步槍的主流配置。

與傳統瞄準鏡不同的是這個瞄準鏡的分劃除了傳統的蝕刻線分劃板外，還有一套電子分劃板。電子分劃板可以理解為一塊透光的顯示器，將顯示內容疊加在光路中并可以被操作者清晰地看到，非常類似于戰斗機上的平視顯示器（HUD）。但是與HUD 的區別在于，HUD是將顯示的內容投影到飛行員前方的玻璃上然后反射到飛行員的眼睛里，XM157 的電子顯示系統是直接顯示，少了反射的過程。

XM157目前由三部分組成，但是可以預見，后續還會有新模塊加入

位于安裝接口上的觸點，可以和T-worx導軌連接，由槍械供電和在槍械上操控

剃刀（RAZOR HD）系列瞄準鏡的分劃線

XM157的蝕刻線分劃， 可以看出它和RAZOR HD有明顯的繼承關系。中間熒光的方框是測距儀的零位，由電子分劃板顯示

XM157也可以拆分使用，這種狀態應該沒有激光測距和激光指示的功能。注意紅圈的位置是電子接口，后方接口用于安裝激光測距及激光指示模塊，前方接口推測是用來安裝紅外或者微光增強模塊

XM157采用的電子分劃板技術是最核心的技術之一。這個分劃板與其他顯示器一樣，也是由一個一個的像素點組成，而最關鍵在于這些像素點斷電或者沒有顯示信號的情況下是透明的，一旦接收到信號，對應的像素點又能亮起。這保證了XM157 在沒電的情況下仍然能夠像傳統的瞄準鏡一樣使用，這也是它同時保留傳統的蝕刻分劃和透明的電子分劃板的原因。實際上XM157有更簡單的解決方案，就是全數字化的形式，像目前的紅外瞄準鏡一樣。射手的眼睛不直接看光路，看到是攝像頭攝取并經過處理后顯示在屏幕上的圖像。這樣的方案在通電的情況下毫無疑問能實現所有的功能，技術也更加簡單。但是一旦斷電，射手將只能看見一塊黑色的屏幕，而無法看見任何圖像，因而就失去了功能。XM157 充分保留了斷電后降級使用的能力，這種處理方式是正常的邏輯，筆者認為，國內企業在進行主用光學瞄具論證時應當高度關注這個問題，不要在數字化中迷失。

XM157 的機械調整手輪，每一個“咔噠值”對應的是0.2mrad

XM157 電子分劃板和上文所述的BDX 系統瞄準鏡不一樣，BDX 瞄準鏡只有十字線上有LED 顯示點，只能在十字線上顯示。而XM157 的電子分劃板可以在任意位置顯示，因此具備了在任意位置顯示瞄準點的能力，這樣就不用像BDX 瞄準鏡那樣需要去找坐標交點。完成彈道解算后XM157 會直接生成一個瞄準點，射手用這個瞄準點對準目標射擊就能命中。這就完美地解決了射擊諸元自動裝定的問題，射手既不需要擰手輪，也不需要數格子，甚至不需要找坐標交點，XM157 的電子分劃板才是契合人類直觀感受的設計，也是目前射擊諸元裝定最快的方式。這也就是XM157 采用的主動瞄準點技術（Active Reticle，國內很多將其翻譯為主動十字線，reticle的本意確實是十字線，但是XM157提示的瞄準點并不是十字線，因此將reticle 引申翻譯為瞄準點更好）。由于XM157 采用了電子分劃，因此分劃線的形式、大小、顏色是可以調整的，有很多樣式可以選擇。并且XM157 的電子分劃可以和倍率關聯，當處于1 倍的時候，XM157 的分劃就變為紅點瞄準鏡或者全息瞄準鏡的瞄準點類型，方便近戰使用。這時測距、彈道解算等功能也會自動關閉，因為用1倍的倍率往往是100m 以內的射擊，彈頭的飛行軌跡可以視作直線，完全沒有解算彈道的必要，還不如關掉省電。如上文所述，XM157 的電子分劃板其實是一塊透明的顯示器，因此這也是XM157的主要輸出界面，其菜單、功能設置都會在這個電子分劃板上顯示。

XM157 左側的手輪及5個按鈕是它的主要操作界面，前方的電子接口不使用時會使用蓋子（卡其色的那個東西）蓋住

按照Vortex Optics 公司的介紹，XM157是前置分劃，毫無疑問，蝕刻分劃板用前置分劃方案是正確的設計。但如果電子分劃板也采用前置分劃，就有些不合理了。首先像素點在變倍的過程中也會變大，這一點問題不大，因為電子分劃板的分辨率足夠高（像素點小），因此這個問題并不突出。但是XM157 的電子分劃板要顯示的信息遠不止瞄準點位置，比如還要顯示方位角、敵我識別信息、導航點、菜單等等。如果電子分劃板也是前置分劃，那么采用高倍率之后視場變小，低倍率下原本顯示在視場邊緣的信息就會在高倍率的視場內無法看到，即使能看到，那些閃亮字母、數字也會變大，干擾視場的情況也會變嚴重。所以關于它的電子分劃板是前置分劃還是后置分劃目前還存疑。瞄準點的變化在傳統的蝕刻線分劃上不好處理，如上文所述在倍率有變化時不能直接使用，但是在電子分劃板上非常方便，可以通過軟件將倍率變換與瞄準點的位置變化直接關聯起來，不管哪個倍率，所顯示的瞄準點都是補償好倍率而變化的，概括起來就是電子分劃板能以后置分劃的形式同時具備前置分劃和后置分劃的優點。

1～8×30低倍可變倍瞄準鏡的上方和右側有機械調整手輪，用于瞄準鏡的歸零。根據手輪上的標識可以看出，每一個“咔噠值”對應的是0.2mrad。這個手輪尚不清楚是只控制蝕刻線分劃還是同時控制電子分劃與蝕刻線分劃，但是最合理的設計應該是兩個都控制，不然機械分劃歸零以后還要對電子分劃歸零，這在實際應用中太繁瑣。一般瞄準鏡左側的手輪是分劃照明的檔位調節，用于夜間瞄準（不開分劃照明看不見分劃線，無法瞄準），而XM157 有電子分劃，并且本身就能發亮，因此XM157 可以省略這個功能，這個位置便設計成了主要操作界面。開關機、調出菜單、上下移動選項、確定設置等這些功能也會在這里操作。當沒有線控開關時，啟動測距和彈道解算也在這里操作，類似于紅外瞄準鏡的操作按鈕。另外環境傳感器、彈道計算機的功能可能都集成在1～8×30低倍可變倍瞄準鏡上，即使沒有上方的測距模塊，也支持手動數據輸入，手動數據輸入也是在這個地方實現。

激光測距及激光指示模塊需要和下方的LPVO歸零，因此必須有調整機構

1～8×30低倍可變倍瞄準鏡的上方有兩處擴展接口，每處擴展接口都是機械接口和電子接口兩部分。機械接口主要是臺階面和螺釘孔，用于設備的連接，電子接口則是觸點，用于設備間的通信。后方接口用于安裝測距和激光指示模塊，前方接口推測用于安裝可串接的紅外或微光增強模塊，XM157 的前端物鏡正下方有線控開關的接口。

測距和激光指示模塊

激光測距及激光指示模塊的安裝接口，可以看到和瞄準鏡上電子接口對應的觸點

前端物鏡正下方有線控開關的接口，不使用時是被遮蓋住的

XM157的上方是測距和激光指示模塊，這個模塊自身不帶電源和顯示裝置，通過觸點與瞄準鏡連接，使用瞄準鏡的電源供電以及電子分劃板顯示信息。該模塊基本上就是一個盒子，因此質量非常輕。該模塊是不能夠獨立使用的，但是其采用模塊化的設計，只要安裝接口、電子接口和通信協議一致，其也可以安裝到后續的瞄準鏡上。同理，有了更先進的測距和激光指示模塊也可以安裝到1～8×30 低倍可變倍瞄準鏡上。測距和激光指示模塊需要和瞄準鏡的零位對準，因此這個模塊也需要調整高低和方向。在早期的版本中，調整結構非常明顯，但是后期的版本有所調整，導致變得不那么顯眼，可能改成了需要專門工具的設計。從外表看，該模塊只有一套高低方向調整機構，因此可以推測激光測距機和激光指示器零位的相對關系是預先調整好的，只需將測距機或指示器其中一個與瞄準鏡零位對準，另一個也自動對準，比較方便。

目前并沒有資料說明測距儀的使用范圍，但是以目前的技術水平，這種體積做到1000m 內的精確測距還是非常容易的。XM157 的激光指示也分為可見光和不可見光兩種。

線控開關

線控開關是非必須的模塊，但是筆者認為其是實現快速精確射擊的關鍵。XM157 雖然側方有操作按鍵，能通過按鍵操作測距和彈道解算模塊，但是這樣射手就不能保持原有的射擊姿勢了，射手必須在操作完成后再切換成射擊姿勢，如此就浪費了寶貴的時間。有了控制線，可以將操作測距模塊的工作交給握護手的手，從而可以維持射擊姿勢不變，測距調整好以后直接射擊，這進一步節約了反應時間。

XM157工作流程推想

對于XM157 的工作流程，目前沒有詳細的資料，它的工作過程完全可以基于上述最快完成精確射擊的思路進行推測。

在初次使用XM157時， 應當對槍械的型號和彈藥的類型做設置，因為XM157顯然不可能只配裝XM5、XM250這兩款槍。美軍肯定會將常用的槍械和彈藥信息預先內置在XM157 的操作系統內。由于槍械的型號確定，膛線的導程和旋向確定，彈頭的偏流也能確定。槍彈型號已知，所以彈道系數也確定。只需選定槍型、彈型，諸多彈道解算的常量就有了。但是槍械的初速會隨著槍械的使用而發生變化，因此目前推測XM157也有設置初速的功能。為保證彈道解算的精確性，應該會每使用一段時間槍械再使用儀器測量槍械的初速，將測到的初速數據替換原有的初速數，重新作為彈道解算的基準。

先用方框套住目標，按下測距按鈕，XM157開始工作

XM157會完成測距及彈道計算并給出瞄準點，用提示的瞄準點瞄準目標即可命中

當然，初次使用瞄準鏡，最重要的工作是歸零。就是要在特定的距離上（歸零距離理論上可以隨意，但是最常用的距離是100m）將瞄準鏡上的特定瞄準點（一般是最中央的十字線）和彈著點調到完全一致。必須做到瞄準哪里，彈著點就在哪里，如果這一步有誤差，那么遠距離的誤差就會越遠越大，彈道解算得再精準也毫無作用。這時候調整的是機械分劃即蝕刻線分劃，當然，根據XM157的結構，蝕刻線分劃和電子分劃都會一起移動。XM157上的測距和激光指示模塊也需要調整，必須和下方已經完成歸零的瞄準鏡的光軸調成平行（這里必須是調平行，不能和彈道歸零一樣調相交，否則距離變化后會不準）。這些前提條件完成后，XM157 才可以正常使用。

當射手發現目標后，用中心的方框套住目標，按下線控模塊上的按鈕，激光測距模塊和內置的環境傳感器立即開始工作，開始測距及獲取氣象參數（氣壓、濕度）。由于XM157 自帶羅盤，射擊方向也是自動確定的。有可能經緯度、海拔、俯仰角也能夠自動確定，再集成定位、俯仰角傳感器并不是什么太難的事情。由于所有測距儀、環境傳感器、彈道計算機都集成在一個設備內，所有測量數據都以有線傳輸的形式匯總到彈道計算機。彈道計算機根據這些數據很快就計算出修正量，然后將計算結果直接顯示在電子分劃板上，給射手一個瞄準點或者彈著點提示，整個過程在0.1秒內完成，完全感覺不到遲滯。射手再用這個瞄準點瞄準目標，然后就能準確命中目標。

從外觀上看，XM157上并沒有測量風速和風向的模塊，而風向和風速是中遠距離射擊非常關鍵的因素。因此，XM157 在沒有風向和風速的時候做了一定的簡化，其計算出的瞄準點并不是只有一個，而是三個（上圖標識的1、2、3），這三個點分別對應無風條件（上圖標識為2 的瞄準點），風速為10 英里 /小時的風來自3 點方向（上圖標識為1 的瞄準點）、9點方向（上圖標識為3 的瞄準點），射手在使用的過程中根據實際情況和自己的經驗選擇無風和有風的位置瞄準射擊。這是基于風偏是彈道計算中成線性關系的量，比如同一距離上5m/s的風造成的風偏是2.5m/s 的風造成的風偏的2倍，或者同一風速下800m的風偏是400m 的風偏的2倍，非常便于換算。到了XM157上，即使沒有風速的數據，但射手感覺風有5 英里/ 小時，來自9點方向，那么就選擇第2瞄準點和第3瞄準點的中間位置瞄準射擊。聽起來好像又回到了還是要用不實際存在的瞄準點瞄準目標的套路，但是筆者認為XM157應該不至于如此。XM157具有通信功能，因此一個范圍內只要有一個氣象儀（比kestrel 5700更大、更先進的氣象儀），這個氣象儀能向一定范圍內發送包括風力風向在內的數據，就能解決這個范圍內所有士兵的測風問題（這里假設風在一定范圍內是均勻一致的）。或者某一個士兵攜帶了氣象儀，測量的風向風速與XM157 的使用者完成了數據交換，那么這個數據可以通過XM157的通信功能與其他XM157共享。由于XM157 自帶羅盤，氣象儀也會有羅盤，這樣相當于采用地磁南北極作為統一的基準，氣象儀將測到的以地磁南北極為基準的風向、風速等數據共享給每個士兵，盡管每個士兵武器的指向會有不同，但是風相對于各自射擊方向的夾角都是準確的。那么可以推測，有了氣象儀的數據后，XM157就會只顯示一個確定的瞄準點。

XM157的其他功能

XM157并不僅僅是一個能自動測距、自動計算瞄準點的瞄準鏡，由于電子分劃板、通信功能的存在，XM157瞄準鏡可以衍生出很多其他功能。比如有些文章提到的顯示方位、顯示導航點這些功能，如果僅僅有這些功能似乎可惜了XM157的硬件，據推測XM157至少還能實現目標標記和對運動目標射擊這些功能。

由于羅盤、測距信息的存在，也有可能還有自身定位信息的存在，XM157瞄準鏡可以很容易地完成目標標記。已知自己的位置、測量目標的方位、距離就能獲取目標的位置信息，并且士兵能夠根據自己的觀察，確定目標類型，比如是敵軍士兵、堅固掩體還是裝甲車輛。而獲取的信息通過通信功能，能夠傳遞給指揮系統或者共享給班組的其他成員。如果是步兵不能解決的目標，指揮系統就可以指派遠程炮火或呼叫空中支援。類似于《戰地》系列游戲中標記敵人位置的功能。另外，其他平臺比如無人機、無人車識別出的目標也能共享給XM157瞄準鏡，并在電子分劃板上顯示出來，這樣士兵就獲得了極強的態勢感知能力。

命中運動目標是非常困難的事情，但是有了XM157瞄準鏡并不是不能做到。當射手發現運動目標后，用中央的十字線瞄準目標并按下測距，邊測距邊跟蹤一段時間，系統便能計算出目標的運動軌跡。然后火控系統會根據運動軌跡計算出相匹配的瞄準點并在電子分劃板上顯示，射手再直接用這個瞄準點瞄準射擊即可命中。

當然這些功能未經證實，可能XM157尚未達到這樣的技術水平，但是基于它的硬件和軟件，XM157完全有能力升級出這樣的功能以及更多暫時想不到的功能。

XM157的四大優勢

提升槍械命中率，消除槍彈威力增大后的副作用

如上文所述，精確射擊的難度主要集中在對測距機、氣象儀、彈道解算終端、瞄準鏡的操作和基礎的射擊技能。在以往，射手需要同時熟悉上述設備的操作，并花費較長時間達到對上述設備的熟練使用，并且流程相對繁瑣，對于普通士兵而言往往要花費較長時間才能熟練掌握。而XM157 瞄準鏡高度集成化，使上述諸多設備的功能全部集中到一個裝備上，射手只需對XM157 瞄準鏡熟練使用即可。XM157 瞄準鏡的使用非常簡單，士兵上手快，能夠大幅簡少學習、訓練的工作量，短時間即可形成戰斗力。普通士兵熟悉XM157 后至少能發揮出精準射手的作用，有了它的輔助，單發射擊也能像點射那樣致命，從而彌補槍彈威力提升后不能以點射或連發射擊帶來的命中率降低問題。有人覺得XM5 后坐力大是設計的倒退，但是有了XM157，XM5 的作戰效能真不一定倒退。

大幅提高火力反應時間

XM157帶來的變革類似從機械相機向數碼單反（自動）相機的變革

由于XM157對射擊流程的精簡，節省了測距、測風、向彈道解算終端錄入數據、射擊諸元裝定的過程，節約的時間非常可觀，將原來需要花費30秒甚至更長時間的操作縮短為1～2秒。整個過程類似于純機械相機到自動相機的變革。純機械相機在拍照前需要測光（對應射擊的測風、測距），計算曝光參數組合（對應彈道解算），然后需要調整光圈、快門、對焦（對應射擊諸元裝定）然后按下快門（對應扣扳機），這樣才能得到清晰的曝光正確的照片（對應射擊命中目標）。而自動相機只需要對準拍攝對象，半按快門，相機的測光系統、對焦系統即開始工作，瞬間完成測光和曝光參數選定，完全按下快門后就能得到清晰且曝光正確的照片。所以自動相機將那些稍縱即逝的瞬間拍攝成完美照片的概率要遠遠高于純機械相機。因為XM157極大程度地簡化精確射擊所需的技能并節省反應時間，使美軍士兵在中遠距離的對抗中先敵開火，進而獲得優勢。另外，對于那些暴露時間較短的目標，有了XM157的輔助，對其進行精確射擊亦成為可能。

減輕系統質量

這一點比較容易理解，原來的射手需要攜帶激光測距儀、氣象儀、彈道計算機等一堆設備，而XM157將這些設備的功能集成在一起，士兵只要攜帶XM157這一個裝備就行，毋庸置疑質量會輕許多。

獲得強大的衍生功能

XM157是可升級的，這個升級可以是硬件方面的也可以是軟件方面的，類似于電腦硬件和操作系統及軟件的升級。有了這個可升級的能力，XM157極有可能形成自己的生態圈，廠家也會為之開發各類可換硬件或者可升級軟件（為方便理解，可以將XM157看作帶有瞄準鏡功能的智能手機），XM157的能力也會越來越強，衍生功能也會越來越多，這些功能提升會進一步增強XM157 的效能。

不用XM157就會是這個樣子，被愛好者們稱為“圣誕樹”，這還沒有包括激光指示器

結語

XM157并不是一蹴而就的，它是近10 年為快速精確射擊而發展出的彈道計算技術、射擊諸元自動裝定技術的集大成者，并在此基礎上融合了一定的智能化技術。對于目前而言，XM157 的優勢是極大地降低了精確射擊的門檻，同時縮短了火力反應時間。有了XM157這個“ 外掛”， 菜鳥也能變神槍手，對戰場上出現時間短的目標也極具威脅。威脅不僅源于XM5、XM250，任何一款遠射程的槍加上XM157都會極具威脅，而且美軍未來10年內將會有25 萬具XM157入役。美軍的裝備使用一直強調“overmatch”這一理念，就是強調以自己的訓練水平、技術水平、裝備優勢和對手進行不對稱作戰。有了XM157的輔助，美軍一定會傾向于從中遠距離打擊對手，這需要我們在戰術上高度重視美軍的這一能力提升。

同時我們需要認識到，XM157是一個跨行業的產品，涉及光學、光電、彈道學、微電子技術、軟件技術、智能化技術的最前沿，單憑某一個行業的努力很難研制出與之匹敵的產品。這就需要國內相關行業的優質企業、院所放下往日的成見，打破行業壁壘，跨行業通力協作，汲取XM157 的先進理念和思路，銳意進取、攻堅克難，早日研制出類似的產品。

實習編輯/丁涌強