李焱明，郜 鵬，孫 鰲，梁 琦，林慧楨

(中國人民解放軍第4328工廠光電研究所，山西長治 046011)

0 引言

導彈武器系統(tǒng)精度是導彈武器系統(tǒng)的重要技術(shù)指標，也是導彈武器系統(tǒng)評定的重要內(nèi)容之一。導彈武器系統(tǒng)精度分析的任務就是確定具有代表性的精度指標，分析影響精度的各個誤差因素，進而科學地進行試驗分析，運用統(tǒng)計理論完成精度評定。

反艦導彈精度一般指導彈的射擊精度，它是射擊精確度的簡稱，它的概念包括射擊準確度和射擊散步度兩個部分。反艦導彈的射擊精度，可以用單發(fā)導彈在無故障飛行條件下命中目標的概率來表示。

由于設備誤差、零漂及各種干擾的隨機性，在討論射擊精度問題時，通常選取彈道特征點為分析計算的依據(jù)。對于自控加自導控制體制的飛航導彈，特征點通常選在自控飛行終點和命中點。因此，對于反艦導彈研究自控終點散布和命中點散步是精度分析的主要任務，以下重點對反艦導彈的自控終點的散布進行分析［1］。

1 自控終點散布分析

導彈的實際彈著點相對散布中心的離散程度稱為散步度，通常用隨即變量的標準差或均方根偏差來表示。所謂自控終點，即是末制導雷達開機時導彈所在的位置。自控終點(偏差)散布，即是實際飛行彈道的自控終點與理論的自控終點的偏差。這個偏差直接影響末制導雷達開機后對目標的捕捉概率。由于在自控段彈道均處于平穩(wěn)飛行(無故障情況)，因此把自控終點(偏差)散布分為側(cè)向散布和縱向散布。

1.1 自控終點側(cè)向散布分析

(1)火控系統(tǒng)輸出射擊諸元誤差引起的自控終點散布

導彈在實施射擊之前，火控系統(tǒng)設備要進行一系列工作:來自目標探測系統(tǒng)的目標運動參數(shù)不斷提供給射擊指揮儀，由其進行射擊諸元的計算和裝定。這個工作過程的每一個環(huán)節(jié)，無論是測量、計算和裝定都存在設備誤差。計算和裝定參數(shù)都是服從一定分布的隨機變量，因而射擊諸元誤差將使導彈在自控終點產(chǎn)生側(cè)向散布［2］。

通?；鹂叵到y(tǒng)造成的自控終點散布可用下式表示:

式中:rzk—自控飛行距離;

σhk—由火控系統(tǒng)誤差而引起的自控終點散布標準差。

(2)飛行控制誤差引起的自控終點散布

導彈發(fā)射后，理論上講應沿著預先瞄準的戰(zhàn)斗航向飛行，有自動駕駛儀進行自主控制的導彈，戰(zhàn)斗航向由自由陀螺儀的oxth軸決定。在飛行過程中，oxth軸并非是始終保持不變的，由于陀螺漂移，實際上oxth軸是在開鎖位置隨機變化的。這種變化相當于射向基準軸本身發(fā)生的變化，是彈上航向陀螺所無法避免的。它對導彈自控終點所造成的側(cè)向散布，一般可由下式確定:

式中:υd—導彈的巡航速度;

φmax—航向陀螺最大漂移速度;

tzk—自控飛行時間。

為克服常值干擾，在自動駕駛儀中設計了積分機構(gòu)。它一般都有一段非靈敏區(qū)，在非靈敏區(qū)內(nèi)即使由于干擾引起航向姿態(tài)變化，積分機構(gòu)也不能敏感，以致無法產(chǎn)生控制信號去消除干擾對飛行姿態(tài)的影響，它引起的自控終點的航向分布為:

式中:Δφj—積分機構(gòu)非靈敏區(qū);

tzk—自控飛行距離。

(3)航向姿態(tài)角誤差Δφ引起的自控終點散布

航向姿態(tài)角誤差Δφ對自控終點散布的影響機理是:導彈沿理論彈道飛行至自控終點時導引頭開機，此時導彈縱軸應與目標瞄準線(目標與導彈的連線)重合。由于各種干擾及導彈本身誤差的影響，彈軸與目標瞄準線是不可能重合的，即存在一夾角Δφ。它對導彈捕捉目標的影響可折算成側(cè)向散布，認為導彈縱軸ox1與目標瞄準線平行。這樣處理同該夾角對導彈捕捉目標的影響是完全等效的。因此有:

σzΔφ=rzdσΔφ.

式中:rzd—裝定自導距離;

σΔφ—姿態(tài)角散布標準差。

以某型空艦導彈為例，姿態(tài)角散布標準差是由以下誤差綜合而成。定向誤差(戰(zhàn)斗射向的初始偏差)，它包括指揮儀計算扇面發(fā)射角誤差ε1;航向陀螺開鎖誤差 ε2;結(jié)構(gòu)安裝偏差(彈軸—載機軸的安裝誤差)ε3;前置角裝定誤差ε4;航向電位計零位誤差ε5;自由陀螺漂移誤差ε6;積分機構(gòu)非靈敏區(qū)誤差ε7。且

由航向姿態(tài)誤差所引起的自控終點散布σzΔφ為:

(4)目標機動修正誤差所引起的自控終點散布

導彈火控系統(tǒng)計算射擊諸元時，一般假設目標作勻速直線運動，而實際情況是，在導彈飛行過程中，目標在發(fā)現(xiàn)導彈后，除采用其他手段對導彈實施干擾和抗擊，使之喪失戰(zhàn)斗力之外，還可以用改變航速航向等機動運動方式“擺脫”導彈的跟蹤，也就是說目標不作典型的勻速直線運動，尤其在受到速度低、飛行時間長的飛航導彈的攻擊時，目標實施機動性的可能性更大。由目標機動產(chǎn)生的射擊諸元計算誤差難以估計。作為一種補償，在指揮儀的計算公式中對目標的運動速度用修正系數(shù)κ加以修正，即以κVm作為參數(shù)Vm的輸入值。在計算目標機動所造成的自控終點誤差σzm時，采用Δκ作為系數(shù)κ值的修正誤差。

(5)大氣干擾引起的誤差所引起的自控終點散布

大氣干擾主要指的是風，包括風速、風向及大氣溫度等對導彈飛行的影響，尤其是風對導彈的飛行精度影響更為明顯。為了減小風對自控終點散布的影響，目前已研制成功的幾種飛航導彈都采用了不同技術(shù)途徑對風的影響做了修正，空艦導彈采用縱向射程控制和側(cè)向航跡控制，力圖消除風對飛行誤差的影響，采用慣導對消除風的影響是非常有效的。應該說明的是，即便采取了上述的各種技術(shù)措施，由于控制系統(tǒng)敏感部件的測量精度有限，以及風的裝定數(shù)據(jù)與實際風場間存在差異，風對自控終點造成的散布是必然存在的，但這種散布可以被大大減少。對自控段進行航向姿態(tài)穩(wěn)定的飛航導彈，在射前已經(jīng)對側(cè)風的影響作了修正，但是由于測定風速、風向有誤差和風隨時間而變化，修正后的誤差仍是不可避免的，假定側(cè)風與實際側(cè)風的標準差為σf，則由于修正不準所造成的側(cè)向散布為:

式中:tzk—導彈自控飛行時間;

t0—時間常數(shù)，可預先確定。

綜合上述，導彈側(cè)向總散布

1.2 自控終點縱向散布分析

以某型空艦飛航導彈為例，縱向控制方案為射程多普勒雷達自主控制，它的控制過程簡要敘述如下:導彈火控系統(tǒng)根據(jù)目標信息及彈道方案計算出導彈的自控飛行距離rzk并將其裝定到指令計算機中，在導彈發(fā)射后的自控飛行過程，多普勒雷達不斷測算出導彈的實際地速υg，并以電信號形式將它傳送到指令計算機中積分，從而得出導彈的飛行距離xg，指令計算機將裝定的 rzk與計算得到的 xg實時進行比較，當滿足條件xg=rzk－4vd時，多普勒雷達開機，由指令計算機發(fā)出彈上末制導雷達開機指令Z3，從而結(jié)束了自控工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)入自導工作狀態(tài)。

根據(jù)射程控制方案，對縱向自控終點散布進行分析，找出以下幾種主要誤差因素:

(1)火控系統(tǒng)計算自控飛行距離誤差(σxhk)

由火控系統(tǒng)計算并裝定到指令計算機內(nèi)的自控飛行距離是末制導雷達開機的基準距離，其精度的高低對自控終點散布的影響較大，在設計階段，在一定條件下，火控系統(tǒng)的自控距離精度可利用射擊命中方程的解析方法或統(tǒng)計試驗法求得，也可通過火控系統(tǒng)的精度試驗獲得。

(2)多普勒雷達對導彈飛行距離的測算誤差(σxd)

式中:συ—多普勒雷達測地速誤差。

(3)指令計算機發(fā)出末制導雷達指令“Z3”時的距離誤差(σxzl)

根據(jù)要求，指令計算機發(fā)出“Z3”時的最大距離誤差

(4)目標機動修正誤差(σxm)

此項誤差對縱向自控終點散布的影響與對側(cè)向散布的影響相似，即有:

(5)導彈在飛行過程中受到干擾后所形成的自控終點誤差(σxΔt)［3］

設裝定的自控飛行距離為rzk，與其對應的自控飛行時間為tzk，由于飛行中受到彈上設備誤差例如自由陀螺漂移，以及發(fā)動機的推力偏差等因素的影響，將在自控終點產(chǎn)生距離散布，因此，當滿足開機條件xg=r′zk時，導彈實際飛行時間 t′zk與理論開機時間 tzk不等，設 Δtzk=tzk－t′zk.

對于運動目標，Δtzk的偏差將使目標相對預定瞄準點產(chǎn)

生射程上的偏差。

式中:υm—目標運動速度;

σΔt—時間偏差Δtzk的均方差。

飛航導彈采用縱向射程控制方案后，與通常采用的時間控制方案相比較，導彈在自控終點距離上的散布可以減小，對于時間控制方案的導彈，由Δtzk引起的自控終點散布用下式表示:

若取 υm=20 m/s，υd=306 m/s.

(6)縱風對自控終點散布的影響σxf

風對導彈的運動有很大的影響，在彈道計算中一般都是用設定的常值來進行修正。對于射程控制的飛航導彈，縱風對自控終點散布的影響機理與自控終點側(cè)向散布分析相同。

綜上所述，導彈自控終點的縱向總散布為:

2 結(jié)束語

對反艦導彈的側(cè)向散布和縱向散布進行分析，可比較準確地知道末制導雷達開機時導彈所處的位置，可大大提高反艦導彈的射擊精度，進而會影響反艦導彈在作戰(zhàn)中的射擊精確度。

［1］曲寶忠，孫曉峰.海軍戰(zhàn)術(shù)導彈試驗與鑒定［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2005.

［2］［美］艾希布拉特.戰(zhàn)術(shù)導彈的試驗與鑒定［M］.蔡道濟，等譯校.北京:國防工業(yè)出版社，1992.

［3］方有培.反艦導彈及艦艇的干擾、隱身技術(shù)［J］.航天電子對抗，2000(3):5－9.