朱紹強 李相民 李 丹

（1.海軍航空工程學院 煙臺 264001）（2.天津市全紅電子裝備新技術(shù)發(fā)展有限公司 天津 300385）

1 引言

為使近程反導艦炮武器系統(tǒng)（CIWS）設(shè)計定型試驗具有接近實際使用的目標背景，靶場專項研制了FFY1拖靶。其外型、結(jié)構(gòu)尺寸、目標特性均仿“MM－38”型反艦導彈，作為試驗的主要用靶［1～2］。但FFY1拖靶與“飛魚”類反艦導彈在飛行速度、飛行高度以及航路捷徑等方面存在較大差異。這些差異給CIWS設(shè)計定型試驗帶來了很多問題。本文通過仿真計算分析，說明了這些差異所造成的影響，并提出“有必要對‘飛魚’類反艦導彈進行攔截試驗”。

2 FFY1拖靶應(yīng)用分析

FFY1拖靶由轟－五飛機拖帶，飛行速度為150～160m／s，靶上控高系統(tǒng)定高指標為5m。試驗使用時，考慮到安全性等因素，F(xiàn)FY1拖靶的實際航路參數(shù)及“飛魚”類反艦導彈的飛行參數(shù)主要差別如表1［3］所示。

表1 “飛魚”類反艦導彈與FFY1拖靶飛行參數(shù)區(qū)別

從表中可以看出，相比之下，F(xiàn)FY1拖靶飛行參數(shù)：

1）飛行速度低，150～160m／s；

2）飛行高度偏高；

3）捷徑dj≠0；

4）勻速直線飛行。

以下分析計算這些差別對射擊結(jié)果的影響：

2.1 飛行速度低的影響

設(shè)目標勻速直線飛行，相對高度15m，徑向進入（捷徑dj＝0）：

1）目標速度150m／s，命中點距離1400m～300m時，目標飛行時間t＝3.667s。彈丸到相遇點D＝1400m時，飛行約1.2s，到達相遇點D＝300m時，飛行約0.2s。即：從開火到?；?，火炮的累計射擊時間長度約4.66s，按射速4200發(fā)／分計算，射彈數(shù)約為320發(fā)。

2）仿真計算結(jié)果：全航路至少命中一發(fā)概率P1＝0.64［4］。

3）若命中區(qū)段和射彈數(shù)（320發(fā)）不變，由于拖靶飛行速度150m／s，必須把射速降到2100發(fā)／分，連續(xù)射擊時間9.3s。但這種方案是不可行的。一方面，CIWS連續(xù)射擊時間最長5s；另一方面，2100發(fā)／分射速時精度低，不是CIWS的戰(zhàn)斗射速。

4）如果目標速度Vm＝150m／s、徑向進入，射速4200發(fā)／分，一個航次連續(xù)射擊320發(fā)，則射擊區(qū)段為850m～300m。與Vm＝300m／s相比在射擊區(qū)段內(nèi)，目標每移動一個靶位平均受彈數(shù)增加一倍（由1發(fā)增加到2發(fā)），又因為近距離上射擊諸元精度高（線量誤差小），所以這種射擊試驗條件下的全航路至少命中一發(fā)概率明顯提高。

仿真計算結(jié)果：全航路至少命中一發(fā)概率P1＝0.80［5］。

5）結(jié)論：如果在一個航次上發(fā)射炮彈數(shù)固定（例如320發(fā)）、最近相遇點距離300m不變，則目標速度越低，最遠相遇點距離越小，射擊區(qū)段上命中目標概率提高16%。

2.2 飛行高度偏高的影響

如果相遇點距離D＝1400m～300m：目標飛行高度H＝5m時，目標高低角ε＝－0.331°～－0.15°；H＝15m時，ε＝－0.08°～1.5°。

CIWS裝在試驗艦時，雷達天線高程h≈10m，D＝1400m～300m，H＝15m時，ε＝0.2°～0.95°。

從目標高低角變化范圍可知：在戰(zhàn)斗艦艇上，即使目標飛行高度H＝15m。在2000m～300m距離內(nèi)，雷達主波瓣仍照射在水面，而且距離越大，ε值越小。因此從考慮雷達捕獲、跟蹤目標性能角度出發(fā)也是可以的；裝在試驗艦時，目標飛行高度 H＝15m，D＝300m時，ε≈0.6°；D＝370m時，ε≈0.5°；即：D＝374m時，雷達主波瓣的下邊緣已照射到水面上。所以，只要目標飛行高度不超過15m，從考慮雷達的跟蹤性能來說（條件略好些）是可以接受的。對射擊結(jié)果沒有影響。

結(jié)論：目標飛行高度不同主要影響雷達跟蹤的質(zhì)量，對射擊結(jié)果的影響可不考慮［6］。

2.3 航路捷徑不為零的影響

射擊試驗時，假設(shè)其他條件不變，由于dj≠0會造成命中概率有較大變化，這是因為：一個航次射彈數(shù)確定后，dj不同，上限命中點距離DTK不同，影響命中概率；另一方面，目標受彈面積A值隨dj不同變化較大，也影響彈丸命中目標的概率［4］。具體分析計算如下：

目標在垂直射線方向的橫向?qū)挾萀和受彈面積A［10］：

表2 dj為不同值時DTK、A、L數(shù)據(jù)表

dj為不同值時的DTK、A、L值如表2所示。

不同航路捷徑時目標受彈面積A值及曲線如圖1所示。

圖1 目標受彈面積曲線圖

相應(yīng)數(shù)據(jù)表如表3所示。

表3 數(shù)據(jù)表

從以上計算可見：航路捷徑的不同使目標受彈面積變化很大，這樣在同一命中距離上，將會提高彈丸的命中概率，盡管目標尺寸變大導致跟蹤雷達的跟蹤精度降低（目標閃爍），命中概率要相應(yīng)降低些，但綜合結(jié)果的命中概率將是增大的。

仿真計算結(jié)果（未考慮目標閃爍）：

射速4200發(fā)／分，一個航次連續(xù)射擊320發(fā)。

Vm＝300m／s，射擊區(qū)段1400m～300m時：

Vm＝150m／s，射擊區(qū)段（900～670）m～300m時：

結(jié)論：在近命中點距離300m不變、一個航次連續(xù)射擊320發(fā)不變的條件下，航路捷徑越大，命中目標的概率越大。

2.4 綜合影響的計算

概略計算一發(fā)命中概率：

設(shè)：命中點距離500m；只考慮射擊諸元誤差，且經(jīng)校射后諸元的系統(tǒng)誤差為零，隨機誤差服從正態(tài)分布，σγ＝2.75mrad，σφ＝2.75mrad。

dj＝0m時，目標受彈面積A＝0.101m2，等效成正方形邊長a＝0.317m。

目標協(xié)方差矩陣：

誤差協(xié)方差矩陣：

綜合協(xié)方差：

一發(fā)命中概率：

命中點距離500m：

可見：在命中點距離500m處的一發(fā)命中概率：dj＝0m時，P＝7.72×10－3；dj＝300m時，P＝8.25×10－2，提高一個數(shù)量級。

仿真計算結(jié)果

計算條件：目標飛行高度15m，速度150m／s、300m／s、t種航路捷徑；按系統(tǒng)及單機精度指標（未考慮航路捷徑增大對跟蹤精度的影響）計算全航路至少命中一發(fā)概率結(jié)果如表4所示。

表4 全航路至少命中一發(fā)概率結(jié)果表

2.5 分析結(jié)論

仿真計算結(jié)果表明：由于射擊用靶的飛行速度低，試驗時航路有一定的捷徑（dj≠0），導致射擊效果將有明顯變化；如果考慮目標尺寸變大而導致跟蹤雷達的跟蹤精度降低，命中概率要相應(yīng)降低，但綜合結(jié)果的命中概率是增加的。

3 結(jié)語

從上面試驗條件分析可以得到以下結(jié)論：

從系統(tǒng)使命出發(fā)，由于FFY1拖靶的航路參數(shù)與實戰(zhàn)中可能打擊目標的航路參數(shù)差別較大，導致命中概率不同，尤其FFY1拖靶的速度偏低，射擊區(qū)段小，不利于考核武器系統(tǒng)在全攔擊段（1400～300m）上的射擊精度；航路捷徑的大小既影響系統(tǒng)跟蹤精度又影響目標受彈面積，進而影響命中概率。所以，有必要對速度300m／s左右的目標進行射擊試驗，為部隊使用提供參考。

［1］楊榜林，岳全發(fā).軍事裝備試驗學［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2002：255－260.

［2］黃守訓，楊榜林，田穎，等.艦炮武器系統(tǒng)試驗與鑒定［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2005：74－123.

［3］鄭樹敏，馮元偉，霍文志，等.GJB254A－2000艦炮武器系統(tǒng)設(shè)計定型試驗規(guī)程［S］.北京：國家軍用標準，2000：24－26.

［4］海軍基地.海軍靶場試驗技術(shù)之四.艦炮武器系統(tǒng)試驗［Z］.海軍試驗基地，1991：78－82.

［5］魯培耿，隋景輝.海軍裝備試驗常用詞典［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2007：111－116.

［6］陳祥國.小口徑艦炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估模型研究［J］.情報指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù)，2004（12）：58－63.

［7］過傳義，朱錫斌，毛炳祥，等.GJB592.37－91艦炮武器系統(tǒng)射擊效力評定對掠海導彈射擊評定法［S］.北京：國防科學技術(shù)工業(yè)委員會，1991：4－10.

［8］潘承泮.武器系統(tǒng)射擊效力［M］.北京：兵器工業(yè)出版社，1994：100－110.

［9］程云門.評定射擊效率原理［M］.北京：解放軍出版社，1993：120－133.

［10］汪德虎，譚周壽，王建明，等.艦炮射擊基礎(chǔ)理論［M］.北京：海潮出版社，1997：121－145.