單座單管艦炮對海發(fā)射方式選擇分析＊

田 峰 白 江 孫續(xù)文

（海軍大連艦艇學(xué)院導(dǎo)彈與艦炮系 大連 116018）

1 引言

發(fā)射方式指艦炮發(fā)射時采用的方式。艦炮發(fā)射一個單發(fā)稱之為單發(fā)射，多門（管）艦炮同時發(fā)射一個單發(fā)稱為一個齊射。確定發(fā)射方式主要依據(jù)射擊要求、不同射擊階段的任務(wù)、不同的射擊方法、射擊精度、極限發(fā)射數(shù)、射擊時間要求等方面綜合考慮［1，8］。

通常雙管艦炮在確定中央彈著點的精度時，一般以齊射平均彈著點代替中央彈著點的方法進行［2］，而對于單座單管艦炮，應(yīng)以最大發(fā)射率連續(xù)發(fā)射作為一組射擊，以期達到齊射水柱的效果。

2 試射階段

在試射階段，主要是為提高射擊精度，其它限制一般不考慮。此時，對于單座單管艦炮，應(yīng)以最大發(fā)射率連續(xù)發(fā)射兩發(fā)作為一組射擊，以形成近似齊射的效果。衡量確定中央彈著點的精度高低，可以用平均彈著點代替中央彈著點的精度指標(biāo)以其誤差的概率誤差來表示，見圖1。

以單管艦炮最大發(fā)射率連續(xù)發(fā)射兩發(fā)射擊為例，設(shè)兩個彈著出現(xiàn)的時間差為Δt，各彈著與各自中央彈道在距離上的散布誤差分別為Δd1和Δd2，各中央彈道對應(yīng)平均中央彈道的誤差分別為Δdc1、Δdc2，存在距變率誤差為n，見圖1，則平均彈著點（P）對于平均中央彈著點（O）在距離上的隨機誤差（Δdp）為下式：

圖1 用平均彈著點代替中央彈著點的精度示意圖

根據(jù)誤差綜合定理，誤差（Δd1＋Δd2）＋（Δdc1＋Δdc2）的綜合概率誤差為

因此，平均彈著點對于平均中央彈著點在距離上的概率誤差（Edp）為

同理可得，在方向上的概率誤差為

如果出現(xiàn)的彈著數(shù)為k，可以用上述同樣方法證明平均彈著點對于平均中央彈著點的距離和方向上的概率誤差分別為

從式（3）到式（6）可以看出，為了減小平均彈著點對于平均中央彈著點的距離和方向上的概率誤差，可以采用以下兩個途徑：在彈著數(shù)量不變時，可以減小彈著出現(xiàn)的時間差；在彈著出現(xiàn)的時間差不變時，可以通過提高射速增加彈著的數(shù)量k。當(dāng)在增加彈著數(shù)量的同時，如果彈著出現(xiàn)的時間差也增加，則應(yīng)綜合考慮其影響。

實際射擊中，當(dāng)使用一座單管艦炮射擊時，由于利用一個彈著判定彈著偏差或符號的誤差較大，為了減小相應(yīng)的誤差，需要觀測數(shù)個彈著進行判定。為了獲得這數(shù)個彈著，就需要連續(xù)發(fā)射數(shù)發(fā)彈丸。單管艦炮在增加彈著的同時，彈著出現(xiàn)的時間差也在增大，應(yīng)根據(jù)式（3）到式（6）綜合考慮兩方面的影響。

表1、表2、表3列出了單管炮出現(xiàn)不同彈著數(shù)時，將平均彈著點當(dāng)作中央彈著點的距離概率誤差［6］。

表1 Edq＝50m，n＝0.25m／s，艦炮發(fā)射間隔為2s

表2 Edq＝50m，n＝1m／s，艦炮發(fā)射間隔為2s

表3 Edq＝50m，n＝1m／s，艦炮發(fā)射間隔為4s

從表1、2、3中可以看出，連續(xù)發(fā)射的彈著數(shù)越多，將平均彈著點當(dāng)作中央彈著點的概率誤差越小，能提高以平均彈著點代替中央彈著點的精度。但是在裝備單座單管艦炮的艦艇上增加彈著數(shù)無疑也會延長試射時間，彈藥消耗增多，而且觀測也困難。且從表中可以看出當(dāng)彈著數(shù)增加到4發(fā)后，精度提高越來越不明顯。因此，綜合考慮試射一般取2～4發(fā)適宜。從表1、2、3中還可以看出，在相同試射發(fā)數(shù)的情況下，發(fā)射間隔較小時概率誤差減小的百分比較大，以平均彈著點代替中央彈著點的精度也較高。因此，應(yīng)該盡量減小各彈丸之間的發(fā)射間隔，即要求采用艦炮的最大射速進行試射。

確定高速連續(xù)發(fā)射的發(fā)數(shù)時不僅要考慮提高精度，還要考慮觀測能力。從理論上說，只要能夠準(zhǔn)確完成對每個彈著的測量工作，取數(shù)個彈著偏差平均值的精度與一次測量數(shù)個彈著平均偏差值的精度是基本相同的。但是，在高速連續(xù)發(fā)射過程中，通常無法保證對每發(fā)彈著的有效觀測，因此實際中只能采用一次測量數(shù)個彈著的平均值。一次測量數(shù)個彈著平均值的前提是彈著能夠同時顯現(xiàn)，由于一管炮連續(xù)發(fā)射的各發(fā)彈著為非同時彈著，為保證彈著能夠同時被觀測，發(fā)射K發(fā)炮彈的前后時間差應(yīng)滿足式（7）：

式中τ為發(fā)與發(fā)的發(fā)射間隔，（K－1）τ為發(fā)射K 發(fā)炮彈的時間差；ΔT為允許彈著水柱出現(xiàn)的時間差，即第一發(fā)彈著水柱仍處于有效觀測高度、最后一發(fā)彈著水柱已進入有效觀測高度時，前后數(shù)發(fā)彈著之間允許的時間差，ΔT按式（8）計算：

式中：ha為水柱能被有效觀測的高度（m）；g為重力加速度（g＝10m／s2）；hmax為水柱升起的最大高度（m）。水柱升起的最大高度與彈丸裝藥的梯恩梯當(dāng)量、引信的延遲作用時間、炮彈落速、落角等有關(guān)。以單管大口徑艦炮彈丸為例，當(dāng)引信處于瞬發(fā)或慣性狀態(tài)時，引信在撞擊水面0.005～0.01s后引爆彈丸，當(dāng)Vc＝500m／s時，炮彈落角為15°。則炮彈引爆深度為0.621～1.242m，可能產(chǎn)生的水柱最大高度為73.5m左右。

考慮彈著出現(xiàn)的距離和引信實際作用時間有一定范圍，平均取hmax＝50m、ha＝10m，則按式（8）計算出來的允許彈著水柱出現(xiàn)的時間差ΔT＝3.5s。若高速發(fā)射間隔τ＝2s，根據(jù)式（7）計算，允許連續(xù)發(fā)射的炮彈數(shù)K＝2。

綜合上述，試射一組的彈藥數(shù)取兩發(fā)，用艦炮的最大射速進行。由于兩發(fā)炮彈落水時間間隔為2s，可以近似將一組彈著作為齊射彈著處理，即可以保證觀測的需要，又可以減小射擊觀測的假現(xiàn)象，射擊觀測精度也能滿足要求［5］。同時，在目標(biāo)運動的情況下，也容易準(zhǔn)確判定彈著符號和偏差量。

3 效力射階段

在效力射階段，主要考慮以殺傷目標(biāo)為主，同時兼顧保持一定的射擊持續(xù)能力。一般來說，在毀傷目標(biāo)概率較大的情況下，可采用較高發(fā)射率射擊，力爭在最短的時間內(nèi)毀傷目標(biāo)，同時也可減小目標(biāo)機動的影響。在毀傷概率不高的條件下，應(yīng)使用較低的發(fā)射率［4］。

具體說來，如果火控系統(tǒng)能夠正常工作，且目標(biāo)未進行機動，當(dāng)射擊距離很近時，通常采用最大發(fā)射率的連續(xù)射擊；當(dāng)射擊距離較近時，可連續(xù)射擊較多的組數(shù)，組間發(fā)射間隔也較短；當(dāng)目標(biāo)距離較遠時，連續(xù)射擊的組數(shù)適當(dāng)減少，并且組間發(fā)射間隔也適當(dāng)延長。當(dāng)火控系統(tǒng)不能正常工作時或目標(biāo)轉(zhuǎn)向時，連續(xù)射擊的組數(shù)最少，組間發(fā)射間隔延長，同時射擊方式也會發(fā)生改變。

對海上高速小目標(biāo)射擊，主要是指高速巡邏艇、氣墊船等小目標(biāo)，由于目標(biāo)運動參數(shù)變化大，威脅大，射擊精度相對低，一般情況下目標(biāo)距離也較近，所以，艦炮發(fā)射采用最大射速的連續(xù)射擊［3，7］。

4 結(jié)語

在實彈射擊訓(xùn)練的體驗射擊中，由于其目的是鍛煉新干部、新職手或為了克服某些薄弱環(huán)節(jié)所進行的射擊訓(xùn)練，為保護炮管壽命，應(yīng)采用低射速的單發(fā)射［9～10］。

上述發(fā)射速度的使用時機是對于正常情況下的艦炮使用方式，作戰(zhàn)情況是極其復(fù)雜的，指揮員有權(quán)在任何時候根據(jù)作戰(zhàn)條件，選擇增大或降低發(fā)射速度。

［1］汪德虎.艦炮射擊基礎(chǔ)理論［M］.大連：海軍大連艦艇學(xué)院，1998.

［2］王連柱，李進軍.艦炮對海岸射擊［M］.大連：海軍大連艦艇學(xué)院，2010.

［3］艦炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)使用［M］.北京：海軍司令部，2007.

［4］潘承泮.武器系統(tǒng)射擊效力［M］.北京：國防工業(yè)出版社，1994，81.

［5］邢昌風(fēng).艦載武器系統(tǒng)效能分析［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2008，70.

［6］戴耀.艦炮彈道觀測射擊校正研究［D］.大連：海軍大連艦艇學(xué)院，2003.

［7］白江.艦炮射擊指揮自動化基礎(chǔ)［M］.大連：海軍大連艦艇學(xué)院，2009.

［8］中國人民解放軍海軍軍語［M］.北京：海軍司令部，2006.

［9］戴自立.現(xiàn)代艦載武器作戰(zhàn)系統(tǒng)［M］.北京：兵器工業(yè)出版社，1999.

［10］王繼堂.艦炮武器系統(tǒng) ［M］.大連：海軍大連艦艇學(xué)院，2006.