提高艦炮武器系統射擊精度的方法分析*

叢樹學 高俊云 柳 磊

(92941部隊94分隊 葫蘆島 125000)

1 引言

在作戰、試驗中,武器系統的精度是人們最關注的性能指標,它影響到武器系統的最終命中結果。但影響武器系統精度的因素很多,如艦艇的運動、目標的機動性、環境的復雜性以及各分機的安裝調試等。系統是相互作用和互相依賴的若干組成部分結合而成的具有特定功能的有機整體,也就是說,從系統的角度考慮,無論從哪部分提高精度,都會提高整個艦炮武器系統整體作戰效能。首先,把好安裝關,然后再從軟件著手考慮,以提高艦炮火控系統精度,最終提高武器系統的射擊精度。

2 零位修正提高水平精度的方法

1)零位調整法

艦炮武器系統進行海上鑒定試驗,一般是安裝在靶場的試驗船上進行。安裝好后,首先要進行零位調整。這里的零位調整法是在進行系統對準標校時所采用的糾正對準精度超差的方法,既調整機械零位(武器上的碼盤),改變武器的零位,使武器的零位與雷達的零位差在允許范圍內。例如,在武器水平度測量時碼盤值為零,如果在武器系統對準時發射裝置與雷達相差+2密位,則在發射裝置的碼盤上設置-2密位,反之亦然。然后在檢查電器零位,使之與機械零位一致。這是常用的調整方法,但效果不是很理想。因此,要在此基礎上進行軟件修正。

2)軟件修正

首先均勻選取 N個角度,充分測量發射裝置的水平度,擬合出修正公式

其中,ε為火控設備最終輸出的高低瞄準角;ε0為火控設備解算不考慮水平修正時輸出的高低瞄準角;Δ為水平修正量。

發射裝置基座的水平誤差是隨著方向變化的,即水平修正量是方向瞄準角的函數:

如果火炮基座剛性比較好,符合正、余弦規律,則按下列公式修正:

式中:A為修正系數;γ、φ分別為艦炮方向瞄準全角及全角初始值;α為修正常數,根據實際情況而定。

在試驗中,安裝已基本完成,一般情況不予調整,因此只能應用軟件修正解決安裝水平度超差問題,以提高水平精度。

但在海上鑒定或科研試驗中,影響射擊精度的因素不只是安裝因素,還有航行時帶來的風速影響等等。

3 航行時風的修正提高射擊精度方法

1)傳統火控系統修正方法

如圖1所示,目標經過一個彈丸飛行時間后到達Mp點。由于艦炮隨我艦運動,彈丸按以 M′p點求解出的射擊諸元射擊正好命中Mp點。

2)修正方法

當我艦運動時,艦炮發射的彈丸在離開炮口的瞬間,有兩個速度作用在彈丸上。一個是初速Vi,另一個我艦運動帶來的牽連速度Vw。因此彈丸相對于大地的絕對速度V′i是這兩個速度的合成,使得彈丸實際初速度大大小、方向發生改變。

該方法使用的的坐標建立在大地上。即對經過一個彈丸飛行時間后目標到達的實際位置點接命中,求解未來點

對式(2)的M′p點的解命中過程求出的射擊諸元其實是合成初速度V′i的指向,假設求出的速度V′i指向的方位角為 β′,高低角為 ε′,而最后要求的跑官實際指向β,ε。為此給出下列求解方法。

3)仿真計算

為進一步分析此種修正方法,文中進行仿真計算。第一組目標距離 500m,方位0°,高低2°;第二組 1500m,方位 0°,高低 2°。兩組的航向為 0°,270°;航速分別為 0、10 、20m/s。對速度不快的艦船,解算的射擊諸元差異不大。當航向為0°,射擊與運動方向相同時,差異體現在高低角上;當航向為270°時,射擊與航行方向垂直,則體現在方位角上。

在艦船運動中,航行時已經考慮風速的影響,但航行本身所帶來的風沒有考慮在內,將艦船等效為航行風的方法是可行的。

4 結語

上述兩種方法從不同的角度描述了提高艦炮武器系統射擊精度的方法,經過仿真計算,無論哪種方法,均為有效方法。尤其是在海上鑒定試驗中,航行風的修正更為行之有效。艦船航行之前,水平精度基本調整好,在軟件上已加以修正。在航行中,將航行風的修正方法再融入解算中,尤其目前已經應用解彈道微分方程的方法,很自然帶入方程中解算,彈丸的速度就是彈丸自身的速度和航行風的合成速度。這在艦炮武器系統海上試驗中,尤其速度高時,就會大大提高火控系統即武器系統的射擊精度,提高系統命中率。在艦炮武器系統海上鑒定試驗中,對風的修正只是對當時的風速修正,而沒有充分考慮航行風,如利用上述方法進行修正,可以提高艦炮武器系統的射擊精度。

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