单座单管舰炮对海发射方式选择分析＊

2012-06-07孙续文

舰船电子工程 2012年10期

关键词：单管时间差舰炮

田峰白江孙续文

（海军大连舰艇学院导弹与舰炮系大连 116018）

1 引言

发射方式指舰炮发射时采用的方式。舰炮发射一个单发称之为单发射，多门（管）舰炮同时发射一个单发称为一个齐射。确定发射方式主要依据射击要求、不同射击阶段的任务、不同的射击方法、射击精度、极限发射数、射击时间要求等方面综合考虑［1，8］。

通常双管舰炮在确定中央弹着点的精度时，一般以齐射平均弹着点代替中央弹着点的方法进行［2］，而对于单座单管舰炮，应以最大发射率连续发射作为一组射击，以期达到齐射水柱的效果。

2 试射阶段

在试射阶段，主要是为提高射击精度，其它限制一般不考虑。此时，对于单座单管舰炮，应以最大发射率连续发射两发作为一组射击，以形成近似齐射的效果。衡量确定中央弹着点的精度高低，可以用平均弹着点代替中央弹着点的精度指标以其误差的概率误差来表示，见图1。

以单管舰炮最大发射率连续发射两发射击为例，设两个弹着出现的时间差为Δt，各弹着与各自中央弹道在距离上的散布误差分别为Δd1和Δd2，各中央弹道对应平均中央弹道的误差分别为Δdc1、Δdc2，存在距变率误差为n，见图1，则平均弹着点（P）对于平均中央弹着点（O）在距离上的随机误差（Δdp）为下式：

图1 用平均弹着点代替中央弹着点的精度示意图

根据误差综合定理，误差（Δd1＋Δd2）＋（Δdc1＋Δdc2）的综合概率误差为

因此，平均弹着点对于平均中央弹着点在距离上的概率误差（Edp）为

同理可得，在方向上的概率误差为

如果出现的弹着数为k，可以用上述同样方法证明平均弹着点对于平均中央弹着点的距离和方向上的概率误差分别为

从式（3）到式（6）可以看出，为了减小平均弹着点对于平均中央弹着点的距离和方向上的概率误差，可以采用以下两个途径：在弹着数量不变时，可以减小弹着出现的时间差；在弹着出现的时间差不变时，可以通过提高射速增加弹着的数量k。当在增加弹着数量的同时，如果弹着出现的时间差也增加，则应综合考虑其影响。

实际射击中，当使用一座单管舰炮射击时，由于利用一个弹着判定弹着偏差或符号的误差较大，为了减小相应的误差，需要观测数个弹着进行判定。为了获得这数个弹着，就需要连续发射数发弹丸。单管舰炮在增加弹着的同时，弹着出现的时间差也在增大，应根据式（3）到式（6）综合考虑两方面的影响。

表1、表2、表3列出了单管炮出现不同弹着数时，将平均弹着点当作中央弹着点的距离概率误差［6］。

表1 Edq＝50m，n＝0.25m／s，舰炮发射间隔为2s

表2 Edq＝50m，n＝1m／s，舰炮发射间隔为2s

表3 Edq＝50m，n＝1m／s，舰炮发射间隔为4s

从表1、2、3中可以看出，连续发射的弹着数越多，将平均弹着点当作中央弹着点的概率误差越小，能提高以平均弹着点代替中央弹着点的精度。但是在装备单座单管舰炮的舰艇上增加弹着数无疑也会延长试射时间，弹药消耗增多，而且观测也困难。且从表中可以看出当弹着数增加到4发后，精度提高越来越不明显。因此，综合考虑试射一般取2～4发适宜。从表1、2、3中还可以看出，在相同试射发数的情况下，发射间隔较小时概率误差减小的百分比较大，以平均弹着点代替中央弹着点的精度也较高。因此，应该尽量减小各弹丸之间的发射间隔，即要求采用舰炮的最大射速进行试射。

确定高速连续发射的发数时不仅要考虑提高精度，还要考虑观测能力。从理论上说，只要能够准确完成对每个弹着的测量工作，取数个弹着偏差平均值的精度与一次测量数个弹着平均偏差值的精度是基本相同的。但是，在高速连续发射过程中，通常无法保证对每发弹着的有效观测，因此实际中只能采用一次测量数个弹着的平均值。一次测量数个弹着平均值的前提是弹着能够同时显现，由于一管炮连续发射的各发弹着为非同时弹着，为保证弹着能够同时被观测，发射K发炮弹的前后时间差应满足式（7）：

式中τ为发与发的发射间隔，（K－1）τ为发射K 发炮弹的时间差；ΔT为允许弹着水柱出现的时间差，即第一发弹着水柱仍处于有效观测高度、最后一发弹着水柱已进入有效观测高度时，前后数发弹着之间允许的时间差，ΔT按式（8）计算：

式中：ha为水柱能被有效观测的高度（m）；g为重力加速度（g＝10m／s2）；hmax为水柱升起的最大高度（m）。水柱升起的最大高度与弹丸装药的梯恩梯当量、引信的延迟作用时间、炮弹落速、落角等有关。以单管大口径舰炮弹丸为例，当引信处于瞬发或惯性状态时，引信在撞击水面0.005～0.01s后引爆弹丸，当Vc＝500m／s时，炮弹落角为15°。则炮弹引爆深度为0.621～1.242m，可能产生的水柱最大高度为73.5m左右。

考虑弹着出现的距离和引信实际作用时间有一定范围，平均取hmax＝50m、ha＝10m，则按式（8）计算出来的允许弹着水柱出现的时间差ΔT＝3.5s。若高速发射间隔τ＝2s，根据式（7）计算，允许连续发射的炮弹数K＝2。

综合上述，试射一组的弹药数取两发，用舰炮的最大射速进行。由于两发炮弹落水时间间隔为2s，可以近似将一组弹着作为齐射弹着处理，即可以保证观测的需要，又可以减小射击观测的假现象，射击观测精度也能满足要求［5］。同时，在目标运动的情况下，也容易准确判定弹着符号和偏差量。

3 效力射阶段

在效力射阶段，主要考虑以杀伤目标为主，同时兼顾保持一定的射击持续能力。一般来说，在毁伤目标概率较大的情况下，可采用较高发射率射击，力争在最短的时间内毁伤目标，同时也可减小目标机动的影响。在毁伤概率不高的条件下，应使用较低的发射率［4］。

具体说来，如果火控系统能够正常工作，且目标未进行机动，当射击距离很近时，通常采用最大发射率的连续射击；当射击距离较近时，可连续射击较多的组数，组间发射间隔也较短；当目标距离较远时，连续射击的组数适当减少，并且组间发射间隔也适当延长。当火控系统不能正常工作时或目标转向时，连续射击的组数最少，组间发射间隔延长，同时射击方式也会发生改变。

对海上高速小目标射击，主要是指高速巡逻艇、气垫船等小目标，由于目标运动参数变化大，威胁大，射击精度相对低，一般情况下目标距离也较近，所以，舰炮发射采用最大射速的连续射击［3，7］。