坦克火控系统主要性能系指“首发命中率”和“设计反应时间”。火控系统性能影响坦克的“战斗射速”。
装甲车辆在规定的条件下，设计某一距离上的目标，第一发炮弹命中目标的概率称为首发命中率（%）。火控系统的首发命中率如何，通常用首发命中率曲线：首发命中率和射击距离的函数关系曲线来表示。
手法命中率曲线可以用实弹设计的方法“打出来”，也可以用概率理论分析方法计算出来。从事火控系统的研制和分析评定工作，一般往往使先做理论计算，再在某几个距离上用实弹射击的方法进行验证（通常只在命中率为60%附近的一点上），用这两种方法互相补充。
任何一条首发命中率曲线都附有一定的条件，以使人们知道它是在什么情况下得出的。在这些条件中，除了要指明坦克和火炮类型、弹种、靶子尺寸、以及目标运动速度等条件外，还需要说明试验的类型。
首发命中率试验通常分为检验性射击试验和准战斗射击试验两种。检验性射击试验通过精确测量与控制试验条件，尽量排除和火控无关的因素，以充分显示火控系统本身的性能；准战斗射击试验是在模拟实战条件下，考核车辆射击反应时间及首发命中率的试验。设计试验条件见表1.1
实际射击试验中，各发射弹符合表1.1规定的试验条件时，其连续射击的各发弹均作为首发射弹。利用前一发弹着点偏差进行修正后的射弹，不属于首发射弹。
（1） 假定随机误差符合高斯分布曲线，在今后分析误差源时将会看到，大多数误差是带零均值的高斯分布函数。对于平均值不是零的误差，不能取零均值，而这一因素将被看作是固定系统误差。
（2） 标准偏差σ的确定。各种随机误差的σ值，有的可从射表中查出，有的可通过计算得出；当起因不清时，可取极值除以3作为一个σ值（对于高斯分布，3σ值占所有情况的99.99%）。
（3） 假设所有误差都是独立的。即假定一个误差的大小，不因其它误差的存在而受影响。这样，在垂直和水平方向的命中率可以分别计算，而对目标最后的命中率可认为是上述两个一维命中率的乘积。
图1.5（a）-（c）分别为装有原始火控系统的坦克（仅配有光学瞄准镜，用瞄准镜分划板上的测距分划测距），在用火控系统改装前后，按检验试验条件和准战斗条件、三种105mm火炮的炮弹（碎甲弹、破甲弹和脱壳穿甲弹）、对静止和运动目标进行射击时的首发命中率曲线。目标为2.3m X 2.3m正方形靶，运动目标以20km/h的速度相对于瞄准线进行法向运动。
由图1.5可以看得出来：
（1） 坦克装有火控系统后，首发命中率大幅度提高，尤其是对运动目标射击时，效果更为显著。
（2） 在检验试验条件和准战斗条件下，首发命中率不同，后者低于前者。
（3） 采用火控系统后，对运动目标射击的首发命中率和对静止目标射击的首发命中率之间相差不是很大（和原始火控系统相比）。
（4） 随着炮弹初速不同（碎甲弹为731.5m/s，破甲弹为1173.5m/s，脱壳穿甲弹为1455m/s），首发命中率的情况不同。人们通常以保持50%首发命中率的距离来评价一个火控系统首发命中率的性能。表1.2列出了三种炮弹首发命中率下降到50%时的距离。
不同的火控系统，随着原理、结构和组成的不同，产生误差的具体因素和大小也不完全相同。图1.6为典型火控系统的误差源对首发命中率影响的示意图。
误差源可以归纳为以下几类：
（1） 火炮、弹药：有射弹三步误差、初速误差、跳角误差、调零误差、火炮身管弯曲误差、偏流误差等
（2） 车辆：有视差误差、火炮间隙误差等。
（3） 气象：有横风修正误差、阵风误差、逆风（轴向风）误差、气温修正误差、气压修正误差等。
（4） 地形：有火炮耳轴倾斜误差、炮目高低角误差等
（5） 射手操作：有目标中心判定误差、瞄准误差、测速误差等
（6） 火控系统：有计算机结算误差、武器校正误差、镜炮同步误差、测距误差、装表伺服系统误差、火炮跟随瞄准线误差、瞄准线稳定精度误差等。
下面解释每种误差的含义，说明它们对首发命中率的影响，并定量确定每一种误差源标准误差σ的值。它们是正确计算首发命中率的基础。
（1） 火炮、弹药的误差
a) 射弹散步误差。将火炮牢牢地固定在钢筋座上，炮弹放在恒温间，通过精确的光学系统准确地瞄准位于某距离上的目标，然后连续发射多发炮弹。这些射弹不是落在同一点上，而是落在一定范围内，这种现象叫射弹散布。这时一种带零均值的随机误差，其标准偏差由实验来确定，其数值可在射表上查到。
此种误差主要是由于弹药生产的不一致性所致（如装药的重量、湿度、温度和弹丸的重量、形状、表面的清洁光滑程度等都有差异）；每次发射时炮膛冷热和清洁程度不一样，射弹飞行时气象条件的不同，以及射手瞄准不一致也有一定程度的影响。
b) 初速误差。初速变化的主要原因是药温变化和身管磨损的结果。药温由人工输入，通常为5℃一档。身管磨损一般通过测量炮膛直径的变换得知，并在身管寿命的范围内分为若干档（例如8档），然后用面板人工输入的方法输给计算机以进行初速修正。表1.3是105mm线膛炮初速误差的σ值（m/s）；通过射表可折算成弹丸在目标处造成的高低偏差量。
c) 火炮跳角误差。在弹丸脱离炮口的瞬间，炮身轴线的延长线（掷线）与瞄准完毕后炮身轴线延长线（射线）的方向通常不一致。两者之间的夹角称为跳角。火炮射击时，在垂直和水平方向均存在着跳角。跳角主要由以下四个因素产生：
i. 由于炮管是一种悬臂结构，静止状态炮膛并非一条直线而是略有弯曲。火炮身管越长，弯曲越明显。设计时弹丸高速通过炮膛，对身管弯曲有一定的矫正效应，由于炮管金属材料有弹性作用，致使在发射弹丸的一瞬间，炮管甚至稍稍向上翘起。
ii. 当弹丸在跑趟内旋转前进时，身管所承受的反作用也影响跳角。
iii. 当弹丸沿炮膛运动时，弹丸炮管系统的中信向炮口方向偏移，使炮口向俯角方向移动。
iv. 当炮的各部分及炮架刚性不够时也产生跳角。
当火炮射击时，上述4种影响同时作用，而且不一定有相同的方向。由于没有确切的方法来决定这些因素的大小和方向，所以每一门火炮的跳角都是凭试验或经验来决定的。
经过调零后，该项误差的剩余部分只是随机误差，称为跳角误差。
需要指出的是，同一门火炮弹种不同跳角也不同，表1.4是105mm线膛炮在经过调零后跳角的标准偏差值。
d) 调零误差。调零用于减小固定系统误差和某些未控的误差，调零时对一定距离（105mm火炮通常为1200m）带标记的目标至少发射3发弹，目标中心和命中点中心之间在高低和水平方向的偏差就是调零补偿值。经过调零补偿之后，剩余的误差大多是随机误差。
调零可以减少固定系统误差，但调零过程本身又引人一种误差，叫做调零误差。这种误差是由于在调零过程中随机的条件产生的，显然，增加调零时的发射炮弹数量，可以减少调零误差。表1.5是某105mm火炮的调零误差。
e) 火炮身管弯曲误差。这是一种在高低和方向上都有的误差。身管弯曲是由于身管上存在温度梯度造成的。在现代火控系统中，炮管上通常安装热护套。一般，没有热护套的火炮，身管弯曲的误差为0.2mil；若使用热护套，误差值减少到0.1mil。再检验试验条件下，由于可以发射1发炮弹校1次炮，身管弯曲的影响可以被排除，误差认为是0.
f) 偏流误差。旋转运行的弹丸在空中飞行时，由于空气阻力的影响，逐渐离开射面，偏向旋转的一方，形成方向上的偏差，这种现象叫做偏流。右旋膛线的火炮偏流向右。
偏流是一种方向上的固定系统误差。偏流的规律对于一定种类的弹药是固定的。它的大小取决于弹丸飞行的距离。距离越远，偏流量越大（射表中载有偏流修正量）。
现代火控系统，由于偏流造成的方向误差可以完全被计算机补偿掉。
（2） 车辆误差源
a) 视差误差。这是一种由于瞄准具没有准确地位于火炮轴线上，而且是在某个固定距离进行校炮所产生的固定系统误差。在现代火控系统中，虽然存在着视差，但是通过计算机能获得完全的补偿，故认为此项误差为0.
b) 火炮间隙误差。其静态误差在校炮时已修正，但在动态条件下，炮身轴线在间隙范围内作随机摆动，是影响动态射击精度的重要误差源之一，其误差值为0.1mil。
（3） 气象及传感器误差源
a) 横风测量误差。横风是造成弹丸产生方向偏差的主要因素。横风数值由横风传感器自动测量并输入到计算机。在检验试验和准战斗条件下，横风的标准偏差均认为是2m/s，知道横风的标准偏差后，使用舍标按照线性插值方法，可以求出在目标处造成的偏差数值。
b) 阵风误差。阵风是横风中的随机部分，这种随机误差是由风速突然变化产生的。由于检验试验条件下其气候条件要比准战斗条件好些，顾标准偏差值也稍微小些。通常，在检验试验条件下，取阵风的一个偏差值在0.75m/s，而在准战斗条件下一个偏差值为1m/s。
c) 逆风（轴向风）误差。轴向风影响射击距离。准战斗条件下取轴向风的一个误差值为4m/s，检验试验条件下为2m/s。
d) 气温修正误差。气温影响空气密度，而空气密度变化影响空气阻力因而影响弹丸的射程。在火控系统中，气温通常由人工输入，5℃一档。在检验试验条件下，取一个误差值为2℃；在准战斗条件下，取误差值为5℃。
e) 气压修正误差。这时一种主要受高度影响的误差。气压的变化改变空气密度因而影响空气阻力以至影响弹丸的射程。可以这样近似表示，高度每变化100m，气压变化1kPa。火控系统用人工输入当地的海拔高度来反应气压的大小，每100m一档。在准战斗条件下取气压的一个误差值为2kPa；在检验试验条件下为1.5kPa。
f) 瞄准线弯曲误差。这种误差是由于空气不均质而影响光的折射率造成，即实际上瞄准线不是一条笔直的线。这就导致瞄准产生偏差。方位上和高低上都有折射率的变化（又称“光束蜿蜒”），通常假设两个方向的误差是相同的。该误差取值为0.03mil/km。
（4） 地形引起的误差
a) 耳轴倾斜误差。坦克火炮耳轴倾斜，使射角减小并使弹着点偏向倾斜的一方，造成方向和距离上的偏差。倾斜角度越大，偏差角也越大。火控系统采用耳轴倾斜角传感器对倾斜角进行自动检测并输送给计算机。倾斜传感器的测量精度一般为0.5°左右。在准战斗条件下倾斜角的一个误差值取为0.25°；在检验试验条件下，由于耳轴倾斜角度经过精确的标定和调整而认为是0°。
b) 炮目高低角误差。这种误差是坦克和目标位于不同高度时发生的，由于炮目高低角不同，弹丸的弹道也略微不同。这种影响只在高低向上有，而且当炮目高低角不大时（小于15°），影响很小。在准战斗条件下，泡沐高低角的误差值取为2°，而在检验试验条件下认为是0°。
（5） 射手操作误差
a) 目标中心判定误差。此误差是射手难于准确确定目标中心这一事实的结果。按照惯例，此项误差规定为目标宽度和高度的1/6，而对于远距离的静止目标，还要附加0.05mil的补偿。总的目标中心判定误差由上述两项按平方和求取。
在高低上：
在方位上：
式中：H：目标高度；W：目标宽度
b) 瞄准误差。这时一种由人眼分辩能力和抛售将瞄准分划置于某一正确位置上能力的差异所造成的随机误差。我们假定此误差值为0.1mil（在检验试验和准战斗条件下相同）。
c) 目标运动误差。目标运动误差主要是由测量目标角速度时的跟踪误差引起的。要准确地确定这项误差相当困难，因为人的因素占很大比重，实际上，在确定这项误差时，可以假定人是一个跟踪系统，并假设跟踪误差是5%，实际经验表明，跟踪误差和跟踪时的角速度有关。通常，跟踪低速目标时，跟踪误差大于5%；跟踪中速以上目标时，跟踪误差小于5%。
（6） 火控系统误差源
a) 计算机解算误差。这时一种高低和方位上都有的误差。此项误差反应计算机求解射击诸元时，由于模型误差、计算误差而产生的与射表所给的表定值之间的误差。通常，该误差在高低和方位上的误差值都取为0.1mil。
b) 距离误差。用激光测距仪测距，最大误差是正负10m。取标准偏差为6m（检验试验和准战斗条件下相同）。
c) 装表伺服系统误差。不同火控系统，由于装表的原理和结构不同，其精确程度也不相同。例如，有的火控系统通过步进电机装定表尺，有的通过投射一个光点作为瞄准标记，还有的通过控制炮长瞄准镜内的反射镜和旋转光楔来给定瞄准分划的位置等。通常，取装表伺服系统误差值为（0.1到0.15）mil左右。
d) 炮镜同步误差。指在火炮俯仰范围内，瞄准线与火炮轴线是否保持精确同步的误差（静态下）。通常取该项误差值为0.1mil左右。
e) 火炮跟随瞄准线误差。稳像式火控系统，，在一定瞄准速度范围内（高低向小于10mil/s，方向向小于20mil/s），火炮跟随瞄准线的误差。通常取该项误差值为0.2mil左右。
f) 重合门误差。稳像式火控系统火炮进入重合门可发射，重合门在一般作战距离通常设定为0.2mil。在检验试验和准战斗条件下，该项误差均取为0.1mil。
g) 校靶状态保持误差。这时一种在哎高低和水平两个方向都有的随机误差，它反应了在射击过程中校靶状态的变化。在检验试验条件下，由于可以每射击一次校一次靶，故此项误差认为是0；在准战斗条件下，通常假定一个误差值为0.3mil。
h) 瞄准线稳定精度。稳像式火控系统进行行间射击，在检验试验和准战斗条件下，该项误差均为0.1mil。
对上述误差源进行分析，可以将它们分为三类：
（1） 系统误差
这种误差对同一种坦克在任何工况和每次射击时都是固定的，如视差误差、偏流误差等。
（2） 可变系统误差
这种误差，对每一种工况是固定的，但对不同工况是变化的，如火控耳轴倾斜误差、药温误差等。
（3） 随机误差
指在相同工况下射击时，引起弹着点在高低和方向上发生变化的误差，如射弹散布误差、目标中心判定误差等。
在现代坦克火控系统中，系统误差对射击的影响由于可以用数学公式表示，计算机可以按照给定的公式进行完全的补偿；可变系统误差在一定工况下对弹道的影响也是有规律的，在不同的工况下，对坦克姿态或外部条件，通过用自动传感器测量和人工装定，调整的方法，也基本上能够给以补偿；随机误差（包括可变系统误差由于装定值和实际值难以完全相符而产生的随机误差）由于没有规律，不能用计算机进行补偿，这种误差是影响射击准确度的主要因素。
现代火控系统，由于能够把影响射击命中率的所有有规律的外部因素用一定的方法进行补偿，剩下的只是由随机因素引起的误差，因此在设计中如果出现偏差，将认为是偶然因素引起的，因而不进行修正，下一发仍然瞄准目标中心进行射击。这也是装有现代火控系统的坦克，以“首发命中率”作为战术技术指标中评定射击准确度的原因。
射击反应时间，是指从炮手在瞄准镜中发现目标到火炮击发所经历的时间。
这个时间必须考虑到抛售识别、瞄准目标、测距、跟踪测速、计算机解算射击诸元、驱动装表系统、自动调炮、精确瞄准及设计等各种操作所需用的时间。这段时间的长短和火控系统的类型、原理、组成都有密切的关系。例如，是指挥仪式还是扰动式火控系统，有无自动跟踪功能，火炮的高低和方向操作系统是否得心应手，瞄准镜内测距划分和瞄准分划是否合一，自动调炮的精确程度如何等，除此之外，还和炮手的操作技能有很大关系，特别是对运动目标射击时其差别尤为明显。
一般来说，坦克采用自动装表系统后要比过去光学测距方法缩短设计反应时间；简易火控系统通过计算机输出瞄准标记和采用自动调炮技术可进一步缩短射击反应时间；稳像式火控系统由于只进行一次瞄准，因而将可显著缩短射击反应时间；入宫采用自动跟踪系统，设计反应时间又将进一步缩短，但是不难看出，每一步缩短反应时间，都伴随系统的复杂程度增加，也就相应地增加了设备的费用。
火控系统在射击的各个阶段，时间分配通常如下：
（1） 从捕获目标到瞄准目标（2-3）s
（2） 跟踪测速、测距、解算、驱动装表和调炮（2-5）s
（3） 最后的精确瞄准射击：（0-2）s
不难看出，上面（1）（3）两项时间的长短和操作者的技能有密切关系。操作者最低响应时间是用实验方法测量的。为了让炮手得到最长的响应时间，在设计火控系统时，要尽量将系统的响应时间设计成最短。
简易火控系统射击反应时间为：
（1） 静止对静止：小于等于5s
（2） 静止对运动：小于等于10s
稳像式火控系统射击反应时间为：
（1） 静止对静止：小于等于5s
（2） 静止对运动：小于等于7s
（3） 运动对运动：小于等于10s
在实际作战中，设计反应时间是个重要参数。其所以重要，是它决定了在敌我坦克首发命中率和击毁率都相同的情况下，赢得较高的击毁对方坦克的概率和自身较高的生存率，显然首先开火的坦克具有明显的优越性。
战斗射速（发/分钟）是指坦克在规定的射击条件下，平均每分钟发射的炮弹数。
每发射一次弹通常需要搜索及选择目标、活力机动、装弹和装定射击诸元、瞄准、击发等动作。战斗射速高低使坦克火力猛烈程度的标志，是战斗车辆重要指标之一。
（1） 观察识别目标。把这段时间称为火力机动时间。影响观察识别目标的因素有：观察者的数量、搜索观察方式、乘员的训练水平及配合程度；目标的数量、外廓尺寸、有无标记、目标距离、隐蔽程度、运动状态；观察器材的性能、车辆通信设备的性能、有无敌我识别装置；以及环境条件，包括能见度、目标及周围环境的反差、目标的热辐射状态等。
（2） 弹药布置及装填方式。影响装弹时间。弹药的布置是否合理，是否有理于取弹和装填，是否具有自动装弹机构，以及弹药是分装还是定装等。
（3） 火控系统的结构及性能。火控系统的结构及性能优劣影响射击反应时间。射击反应时间是瞄准、跟踪、测距、精瞄、射击的时间总和。若装填手装弹的时间超过射击反应时间，自动装弹机构就显示出它对缩短系统反应时间的优越性。
战斗射速可用下列公式进行计算：T = t1+ t2 + t3 – t4
式中： T：发弹的战斗射击时间（s）
t1：火力机动时间（s）
t2：火控系统射击反应时间（s）
t3：装弹时间（s）
t4：t3与t1、t2重合时间（s）
则战斗射速：N – 60/T（发/分钟）
当前主战坦克射击一发弹需要（9-20）s，则战斗射速为（3-7）发/分钟。
