叢樹(shù)學(xué) 高俊云 柳 磊

(92941部隊(duì)94分隊(duì) 葫蘆島 125000)

1 引言

在作戰(zhàn)、試驗(yàn)中,武器系統(tǒng)的精度是人們最關(guān)注的性能指標(biāo),它影響到武器系統(tǒng)的最終命中結(jié)果。但影響武器系統(tǒng)精度的因素很多,如艦艇的運(yùn)動(dòng)、目標(biāo)的機(jī)動(dòng)性、環(huán)境的復(fù)雜性以及各分機(jī)的安裝調(diào)試等。系統(tǒng)是相互作用和互相依賴的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體,也就是說(shuō),從系統(tǒng)的角度考慮,無(wú)論從哪部分提高精度,都會(huì)提高整個(gè)艦炮武器系統(tǒng)整體作戰(zhàn)效能。首先,把好安裝關(guān),然后再?gòu)能浖挚紤],以提高艦炮火控系統(tǒng)精度,最終提高武器系統(tǒng)的射擊精度。

2 零位修正提高水平精度的方法

1)零位調(diào)整法

艦炮武器系統(tǒng)進(jìn)行海上鑒定試驗(yàn),一般是安裝在靶場(chǎng)的試驗(yàn)船上進(jìn)行。安裝好后,首先要進(jìn)行零位調(diào)整。這里的零位調(diào)整法是在進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)校時(shí)所采用的糾正對(duì)準(zhǔn)精度超差的方法,既調(diào)整機(jī)械零位(武器上的碼盤(pán)),改變武器的零位,使武器的零位與雷達(dá)的零位差在允許范圍內(nèi)。例如,在武器水平度測(cè)量時(shí)碼盤(pán)值為零,如果在武器系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)發(fā)射裝置與雷達(dá)相差+2密位,則在發(fā)射裝置的碼盤(pán)上設(shè)置-2密位,反之亦然。然后在檢查電器零位,使之與機(jī)械零位一致。這是常用的調(diào)整方法,但效果不是很理想。因此,要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件修正。

2)軟件修正

首先均勻選取 N個(gè)角度,充分測(cè)量發(fā)射裝置的水平度,擬合出修正公式

其中,ε為火控設(shè)備最終輸出的高低瞄準(zhǔn)角;ε0為火控設(shè)備解算不考慮水平修正時(shí)輸出的高低瞄準(zhǔn)角;Δ為水平修正量。

發(fā)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(zhǔn)角的函數(shù):

如果火炮基座剛性比較好,符合正、余弦規(guī)律,則按下列公式修正:

式中:A為修正系數(shù);γ、φ分別為艦炮方向瞄準(zhǔn)全角及全角初始值;α為修正常數(shù),根據(jù)實(shí)際情況而定。

在試驗(yàn)中,安裝已基本完成,一般情況不予調(diào)整,因此只能應(yīng)用軟件修正解決安裝水平度超差問(wèn)題,以提高水平精度。

但在海上鑒定或科研試驗(yàn)中,影響射擊精度的因素不只是安裝因素,還有航行時(shí)帶來(lái)的風(fēng)速影響等等。

3 航行時(shí)風(fēng)的修正提高射擊精度方法

1)傳統(tǒng)火控系統(tǒng)修正方法

如圖1所示,目標(biāo)經(jīng)過(guò)一個(gè)彈丸飛行時(shí)間后到達(dá)Mp點(diǎn)。由于艦炮隨我艦運(yùn)動(dòng),彈丸按以 M′p點(diǎn)求解出的射擊諸元射擊正好命中Mp點(diǎn)。

2)修正方法

當(dāng)我艦運(yùn)動(dòng)時(shí),艦炮發(fā)射的彈丸在離開(kāi)炮口的瞬間,有兩個(gè)速度作用在彈丸上。一個(gè)是初速Vi,另一個(gè)我艦運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的牽連速度Vw。因此彈丸相對(duì)于大地的絕對(duì)速度V′i是這兩個(gè)速度的合成,使得彈丸實(shí)際初速度大大小、方向發(fā)生改變。

該方法使用的的坐標(biāo)建立在大地上。即對(duì)經(jīng)過(guò)一個(gè)彈丸飛行時(shí)間后目標(biāo)到達(dá)的實(shí)際位置點(diǎn)接命中,求解未來(lái)點(diǎn)

對(duì)式(2)的M′p點(diǎn)的解命中過(guò)程求出的射擊諸元其實(shí)是合成初速度V′i的指向,假設(shè)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(shí)際指向β,ε。為此給出下列求解方法。

3)仿真計(jì)算

為進(jìn)一步分析此種修正方法,文中進(jìn)行仿真計(jì)算。第一組目標(biāo)距離 500m,方位0°,高低2°;第二組 1500m,方位 0°,高低 2°。兩組的航向?yàn)?0°,270°;航速分別為 0、10 、20m/s。對(duì)速度不快的艦船,解算的射擊諸元差異不大。當(dāng)航向?yàn)?°,射擊與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí),差異體現(xiàn)在高低角上;當(dāng)航向?yàn)?70°時(shí),射擊與航行方向垂直,則體現(xiàn)在方位角上。

在艦船運(yùn)動(dòng)中,航行時(shí)已經(jīng)考慮風(fēng)速的影響,但航行本身所帶來(lái)的風(fēng)沒(méi)有考慮在內(nèi),將艦船等效為航行風(fēng)的方法是可行的。

4 結(jié)語(yǔ)

上述兩種方法從不同的角度描述了提高艦炮武器系統(tǒng)射擊精度的方法,經(jīng)過(guò)仿真計(jì)算,無(wú)論哪種方法,均為有效方法。尤其是在海上鑒定試驗(yàn)中,航行風(fēng)的修正更為行之有效。艦船航行之前,水平精度基本調(diào)整好,在軟件上已加以修正。在航行中,將航行風(fēng)的修正方法再融入解算中,尤其目前已經(jīng)應(yīng)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(fēng)的合成速度。這在艦炮武器系統(tǒng)海上試驗(yàn)中,尤其速度高時(shí),就會(huì)大大提高火控系統(tǒng)即武器系統(tǒng)的射擊精度,提高系統(tǒng)命中率。在艦炮武器系統(tǒng)海上鑒定試驗(yàn)中,對(duì)風(fēng)的修正只是對(duì)當(dāng)時(shí)的風(fēng)速修正,而沒(méi)有充分考慮航行風(fēng),如利用上述方法進(jìn)行修正,可以提高艦炮武器系統(tǒng)的射擊精度。

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