测速雷达在舰炮试射中的应用方法*

黄 义，马乐梅，解维河

(海军大连舰艇学院，辽宁 大连 116018)

新型舰炮武器系统配备了测速雷达用于逐发测量弹丸初速，并向火控系统提供初速实测数据和下一发弹丸初速预测值，由火控修正射击诸元，实现初速修正，提高舰炮射击精度［1］。但是，目前测速雷达在舰炮试射中有一些需要解决的问题，本文对此进行分析，提出解决问题的方法。

1 测速雷达在舰炮试射中需要解决的问题

1.1 计算试射诸元需要使用精确的初速值

初速误差是舰炮射击误差的主要因素之一［2］。初速修正的前提是测速雷达测量了已发射弹的初速值，对后续射弹进行修正。但是，目前试射时计算射击诸元所用初速值为火控台人工装定的初速估计值，由于弹丸初速影响因素复杂［3-4］，估计初速有误差使试射精度低。所以，计算试射诸元需要使用精确的初速以提高试射精度。

1.2 初速修正和射击校正对预估初速误差进行了重复修正

初速修正是指火控根据估计初速值(有误差)、气象条件和目标位置坐标等信息，计算射击诸元，发射后测速雷达测量弹丸初速，火控根据实测初速值预测下一发初速用于诸元计算，由于预测初速值的精度高于估计初速值，所以，火控自动对预估初速误差进行了修正。射击校正是指人员利用弹着点相对目标或提前点偏差，对后续弹射击诸元进行校正。弹着点相对目标或提前点偏差反应了火炮射击的综合误差，即包括预估初速误差，也包括其他误差。可见，射击校正和初速修正对预估初速误差均进行了修正，即进行了重复修正，不利于射击精度的提高。

1.3 当射击距离变化时需要火控提供合理的距离校正量

虽然对海射击时跟踪雷达能够测量弹着偏差，但是，射击距离的改变会引起弹着偏差的改变。当射击距离变化时，不能简单地根据已测弹着偏差确定对后续弹的射击校正量［5］。对海上运动目标射击，射击距离不断变化，需要火控提供合理的距离校正量以提高校射精度。

1.4 火控需要使用测速雷达实测数据计算冷膛修正量

火炮发射第一发弹炮膛为冷膛，冷膛对弹丸初速有较大影响，最终影响弹着落点。过去常采用经验做法确定第一发弹的冷膛修正量，确定的冷膛修正量不准确，由此带来两个问题:其一为首发弹射击精度低;其二为根据试射弹着偏差确定校正量时难以剔除首发冷膛的影响，使校射精度低。冷膛的影响反映在初速上，火控需要使用测速雷达实测数据确定冷膛修正量。

2 测速雷达在舰炮试射中应用方法

2.1 试射诸元所用初速值的计算方法

由于弹丸初速影响因素复杂，每一次射击前要精确计算实际初速值比较困难，也不太可能。本文提出一种试射诸元所用初速值的计算方法，可用于射击前在火控台装定初速，该方法比现有的人工估计初速值的方法要精确，已在实际中得到应用。

由于初速的影响因素主要包括膛蚀、药温、弹重;膛蚀对上次射击最后一组弹和本次射击首组弹的影响差异较小。所以，利用上次射击最后一组弹的实测初速平均值，考虑本次射击与上次射击药温之差和弹重之差，由火控计算机自动计算本次射击试射弹的初速，用于计算射击诸元。试射时计算射击诸元所用初速的计算公式为

式中，V0F为本次试射计算射击诸元所用初速;V'0M为上次射击最后一组弹实测初速的平均值;ΔV0T为本次射击的药温与上次射击的药温之差引起的初速改变量，由于射击时间和射击海域的不同，两次射击的药温可能相差较大。药温每变化10°C(各型炮的具体数值见射表)相当于初速变化1%，设本次射击的药温与上次射击的药温之差为ΔTy，标定初速为V0，则

式中，ΔV0q为本次射击的弹重与上次射击的弹重之差引起的初速改变量。在同一装药的情况下，弹丸重量增加，发射时弹丸运动的加速度减小，获得的初速就小，轻弹则相反。设本次射击的弹重与上次射击的弹重符号之差为:“----”、“---”、“--”、“-”、“±”、“+”、“++”、“+++”、“++++ ”，其中，“-”代表轻一个弹重符号、“±”表示两次射击弹重相同、“+”表示重一个弹重符号，则本次射击的弹重与上次射击的弹重之差引起的初速改变量可按表1确定。

表1 弹重偏差引起的初速偏差量表

计算试射诸元所用初速值的要领:1)火控计算机记录上次射击的药温、弹重符号及各发弹的实测初速;2)人工装定本次射击的药温，火控计算机按式(2)计算药温之差引起的初速改变量;3)人工装定本次射击的弹重符号，火控计算机按表1计算弹重之差引起的初速改变量;4)火控计算机按式(1)计算初速，用于试射诸元解算。

2.2 重复修正预估初速误差的解决方法

为了避免预估初速误差的重复修正，可以从弹着点相对目标或提前点偏差中剔除初速误差的影响，再对后续弹射击诸元进行校正，校正原理如图1所示。图1中，射击校正量计算公式为

图1 射击校正原理图

式中，ΔDXZ为射击校正量，Δd为弹着点相对目标或提前点总偏差，ΔV0·为初速误差引起的偏差量，ΔV0为实测初速与估计初速之差，为初速改变1m/s引起的射程改变量。

避免预估初速误差重复修正的要领:1)火控逐发计算试射弹实测初速与预测初速之差引起的射程改变量，并计算平均值;2)火控将实测初速与预测初速之差引起的射程改变量的平均值显示在页面上;3)火控将弹着偏差平均值，减去实测初速与预测初速之差引起的射程改变量的平均值，并将其差值显示在页面上供人员使用。

2.3 射击距离变化时射击校正方法

射击距离的改变会引起弹着偏差的改变。所以，当射击距离变化时，如果简单地根据已测弹着偏差确定对后续弹的射击校正量，则会产生新的误差。射击误差主要包括初速、空气密度、风等误差。严格地说，最精确的校正方法是将因初速、空气密度等误差引起的距离偏差量，从测得的距离偏差量中分离出来，然后分别进行校正，但是在实际中无法实现。因为难以确定各误差源大小，若能确定也不需要试射。为解决这一问题，传统上火控系统将平均距离偏差折合成初速差进行校正。既然现在有了测速雷达，能够测量弹丸初速，将初速误差已进行了单独校正，那么，就不应该再折合成初速差进行校正。舰炮试射时除初速误差外，射击误差主要为空气密度误差。所以，射击距离变化时，应将试射弹着偏差平均值减去初速误差引起的弹着偏差平均值，再折合成空气密度误差进行校正［5］。当然，试射后目标距离变化不会太大，当距离变化太大时，需要研究新的校正方法。

2.4 利用测速雷达计算首发弹冷膛修正量的方法

实践表明，针对某一门火炮自身冷膛的影响具有重复性和可修正性。由于首发弹冷膛的影响反映到首发弹初速的减低，所以，利用测速雷达实测初速值计算首发弹冷膛修正量的公式为

式中，ΔDLT为第一发弹的冷膛修正量，ΔV0L为冷膛引起的初速改变量，为初速改变1m/s引起的射程改变量，ΔV0L的计算公式为

式中，V0i为第i发试射弹的实测初速，n为试射发数，V01为第一发弹的实测初速。利用最近几次射击试射弹初速实测数据，按照式(5)计算取平均值作为冷膛引起的初速改变量。

利用测速雷达确定首发弹冷膛修正量的要领:1)火控逐发记录弹丸初速;2)火控利用最近几次射击试射弹初速实测数据，按照式(5)计算取平均值作为冷膛引起的初速改变量;3)火控按式(4)计算首发弹的冷膛修正量，而不是人工计算冷膛修正量，因为不同的射击距离冷膛修正量不同，接收目标指示后才能确定射击距离，为了减轻人员操作负担应由火控计算机自动计算;4)火控自动给首发弹增加冷膛修正，第二发后自动去掉冷膛修正。

3 结束语

本文利用舰炮火控原理和舰炮射击理论，分析了测速雷达在舰炮试射中需要解决的四个问题:1)计算试射诸元需要使用精确的初速值;2)初速修正和射击校正对初速误差进行了重复修正;3)当射击距离变化较大时需要火控提供合理的距离校正量;4)火控需要使用测速雷达实测数据计算冷膛修正量，提出了问题的解决方案，给出了方法要领。研究成果能够提高舰炮试射精度，提高测速雷达在舰炮武器系统中的作用。

［1］ 刘海林.测速雷达在舰炮武器系统中的应用［J］.无线电工程，2008，38(11):55-57.

［2］ 关庆云，汪德虎.采用测量距离方向法试射时距离误差的新校正方法［J］.兵工学报，2007，28(9):1122-1126.

［3］ 王秀玲，赵刚.基于炮口雷达的初速综合预测技术［J］.火力与指挥控制，2009，34(7):165-167.

［4］ 舒延春.舰炮测速雷达的初速预测精度分析［J］.舰船电子工程，2014，34(3):80-83.

［5］ 解维河，朱涛，汪德虎.新型舰炮使用测速雷达后观测距离偏差射击校正方法［J］.指挥控制与仿真，2014，36(5):133-135.