提高舰炮武器系统射击精度的方法分析*
2010-04-26丛树学高俊云
丛树学 高俊云 柳 磊
(92941部队94分队 葫芦岛 125000)
1 引言
在作战、试验中,武器系统的精度是人们最关注的性能指标,它影响到武器系统的最终命中结果。但影响武器系统精度的因素很多,如舰艇的运动、目标的机动性、环境的复杂性以及各分机的安装调试等。系统是相互作用和互相依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体,也就是说,从系统的角度考虑,无论从哪部分提高精度,都会提高整个舰炮武器系统整体作战效能。首先,把好安装关,然后再从软件着手考虑,以提高舰炮火控系统精度,最终提高武器系统的射击精度。
2 零位修正提高水平精度的方法
1)零位调整法
舰炮武器系统进行海上鉴定试验,一般是安装在靶场的试验船上进行。安装好后,首先要进行零位调整。这里的零位调整法是在进行系统对准标校时所采用的纠正对准精度超差的方法,既调整机械零位(武器上的码盘),改变武器的零位,使武器的零位与雷达的零位差在允许范围内。例如,在武器水平度测量时码盘值为零,如果在武器系统对准时发射装置与雷达相差+2密位,则在发射装置的码盘上设置-2密位,反之亦然。然后在检查电器零位,使之与机械零位一致。这是常用的调整方法,但效果不是很理想。因此,要在此基础上进行软件修正。
2)软件修正
首先均匀选取 N个角度,充分测量发射装置的水平度,拟合出修正公式
其中,ε为火控设备最终输出的高低瞄准角;ε0为火控设备解算不考虑水平修正时输出的高低瞄准角;Δ为水平修正量。
发射装置基座的水平误差是随着方向变化的,即水平修正量是方向瞄准角的函数:
如果火炮基座刚性比较好,符合正、余弦规律,则按下列公式修正:
式中:A为修正系数;γ、φ分别为舰炮方向瞄准全角及全角初始值;α为修正常数,根据实际情况而定。
在试验中,安装已基本完成,一般情况不予调整,因此只能应用软件修正解决安装水平度超差问题,以提高水平精度。
但在海上鉴定或科研试验中,影响射击精度的因素不只是安装因素,还有航行时带来的风速影响等等。
3 航行时风的修正提高射击精度方法
1)传统火控系统修正方法
如图1所示,目标经过一个弹丸飞行时间后到达Mp点。由于舰炮随我舰运动,弹丸按以 M′p点求解出的射击诸元射击正好命中Mp点。
2)修正方法
当我舰运动时,舰炮发射的弹丸在离开炮口的瞬间,有两个速度作用在弹丸上。一个是初速Vi,另一个我舰运动带来的牵连速度Vw。因此弹丸相对于大地的绝对速度V′i是这两个速度的合成,使得弹丸实际初速度大大小、方向发生改变。
该方法使用的的坐标建立在大地上。即对经过一个弹丸飞行时间后目标到达的实际位置点接命中,求解未来点
对式(2)的M′p点的解命中过程求出的射击诸元其实是合成初速度V′i的指向,假设求出的速度V′i指向的方位角为 β′,高低角为 ε′,而最后要求的跑官实际指向β,ε。为此给出下列求解方法。
3)仿真计算
为进一步分析此种修正方法,文中进行仿真计算。第一组目标距离 500m,方位0°,高低2°;第二组 1500m,方位 0°,高低 2°。两组的航向为 0°,270°;航速分别为 0、10 、20m/s。对速度不快的舰船,解算的射击诸元差异不大。当航向为0°,射击与运动方向相同时,差异体现在高低角上;当航向为270°时,射击与航行方向垂直,则体现在方位角上。
在舰船运动中,航行时已经考虑风速的影响,但航行本身所带来的风没有考虑在内,将舰船等效为航行风的方法是可行的。
4 结语
上述两种方法从不同的角度描述了提高舰炮武器系统射击精度的方法,经过仿真计算,无论哪种方法,均为有效方法。尤其是在海上鉴定试验中,航行风的修正更为行之有效。舰船航行之前,水平精度基本调整好,在软件上已加以修正。在航行中,将航行风的修正方法再融入解算中,尤其目前已经应用解弹道微分方程的方法,很自然带入方程中解算,弹丸的速度就是弹丸自身的速度和航行风的合成速度。这在舰炮武器系统海上试验中,尤其速度高时,就会大大提高火控系统即武器系统的射击精度,提高系统命中率。在舰炮武器系统海上鉴定试验中,对风的修正只是对当时的风速修正,而没有充分考虑航行风,如利用上述方法进行修正,可以提高舰炮武器系统的射击精度。
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