王代智 戴 俊

（1.陸軍軍官學(xué)院指揮二系 合肥 230031）（2.陸軍軍官學(xué)院研究生管理大隊 合肥 230031）

1 引言

為了使激光末制導(dǎo)炮彈精確進入慣性制導(dǎo)段并適時接收激光目標(biāo)指示器照射目標(biāo)后的反射激光信號，除了要精確決定目標(biāo)射擊開始諸元（表尺、方向），還要決定炮彈的輔助諸元（程裝、延時等），使激光末制導(dǎo)炮彈可靠命中目標(biāo)。本文主要分析末制導(dǎo)炮彈輔助諸元的作用及其對制導(dǎo)的影響。

2 末制導(dǎo)炮彈輔助諸元

為了保證末制導(dǎo)炮彈能夠準(zhǔn)確命中目標(biāo)，制導(dǎo)炮彈射擊時裝定的輔助諸元有：程裝、助推發(fā)動機密封蓋調(diào)整、制導(dǎo)系統(tǒng)工作方式、引信、延時等，對制導(dǎo)彈道影響較大主要是程裝和延時[2]。

程裝是個時鐘控制裝置，在彈丸飛行過程中，確定彈載電池觸發(fā)脈沖、慣性陀螺工作、鼻錐部拋撒、方向舵展開等彈上動作的時刻和程序，主要用于控制炮彈開始制導(dǎo)的時間。射表中程裝的單位是用“分劃”來表征的，是裝定在彈上的一項重要諸元。末制導(dǎo)炮彈對應(yīng)射程較近和較遠時，制導(dǎo)系統(tǒng)有“近區(qū)域”和“遠區(qū)域”兩種工作方式，此時，程裝的數(shù)值也有很大差異。另一個重要的輔助諸元是激光指示器上裝定的“延遲時間”。該項諸元用于控制激光指示器照射的時機，以確保在制導(dǎo)炮彈拋開鼻錐部并打開光瞳后能可靠接收反射激光，使炮彈能準(zhǔn)確命中目標(biāo)。

3 程裝與延遲時間對彈道的影響

3.1 程裝分析

圖1 其它諸元相同程裝越小射距離越大

分析末制導(dǎo)炮彈彈道和高低云層射表數(shù)據(jù)可知，程裝分劃數(shù)值的大小與射距離有密切關(guān)系，根據(jù)射表數(shù)值給出末制導(dǎo)炮彈裝定同一諸元和不同程裝分劃情況下射距離的變化情況（圖1）。彈道1和彈道2分別是同一諸元，但裝定不同數(shù)值程裝時的兩條彈道，A點是彈道1的程裝工作開始點，B是彈道2程裝工作開始點。前已述及，程裝是控制末制導(dǎo)炮彈自動駕駛儀中慣性陀螺工作的，當(dāng)?shù)竭_待發(fā)程序裝置裝定的“啟動”時刻，慣性陀螺的轉(zhuǎn)子解脫并高速轉(zhuǎn)動，并保持與此時刻彈丸的彈軸方向一致，同時彈丸開始由最高點開始下降，并不斷改變彈丸縱軸的方向，當(dāng)慣性陀螺轉(zhuǎn)子軸與彈丸縱軸夾角達到α的瞬間，彈丸縱軸不再改變方向，使彈丸沿一確定角度飛行，此時慣性制導(dǎo)段開始。在圖3中，A1是彈道1程裝啟動時間點A的切線，也是慣性陀螺轉(zhuǎn)子軸的方向（在此忽略從程裝開始工作到慣性陀螺正常工作的微小時間差），A2是彈丸縱軸與慣性陀螺轉(zhuǎn)子軸夾角達到α瞬間點的切線，B1是彈道2程裝啟動時間點B的切線，B2是彈丸縱軸與慣性陀螺轉(zhuǎn)子軸夾角達到α瞬間點的切線，由于彈道1的程裝工作點比彈道2早，即彈道1程裝分劃比彈道2程裝分劃小，導(dǎo)致慣性制導(dǎo)階段彈道1的速度方向的彈軸傾角（彈軸與水平面夾角）比彈道2小，從而使彈道1的射距離增大。

我們得到一個重要結(jié)論：在其他諸元相同條件下，改變程裝分劃可以得到不同的彈道。程裝越小射距離越大，這樣，可以通過調(diào)節(jié)程裝來控制末制導(dǎo)炮彈的彈道和射距離。

3.2 延遲時間分析

3.2.1 對延遲時間的說明

延遲時間用于確定激光指示器的接通時間。通常在末制導(dǎo)炮彈飛至目標(biāo)約剩余t時，激光指示器開機并指示目標(biāo)，直至射彈命中目標(biāo)，延遲時間等于飛行時間減照射時間。激光指示器可持續(xù)照射tz即一個照射周期為tz。實際上確定延遲時間，盡量減小激光指示器照射時間，否則會造成因為照射時間長而暴露照射手位置和攻擊企圖；也不可提前結(jié)束照射，否則會使炮彈過早結(jié)束制導(dǎo)而未能精確導(dǎo)向目標(biāo)，造成無法精確命中目標(biāo)的情況。

3.2.2 表定延遲時間的求取

末制導(dǎo)炮彈在進入慣性制導(dǎo)，拋撒鼻錐的時刻，就可以接收激光信號。只要有激光反射信號，同時在末制導(dǎo)炮彈導(dǎo)引頭作用范圍內(nèi)，導(dǎo)引頭就能接收到激光信號進入制導(dǎo)段飛行。因此，延遲時間的求取，關(guān)鍵是要確定慣性制導(dǎo)段的開始點時刻的時間。

根據(jù)末制導(dǎo)炮彈飛行原理，慣性制導(dǎo)段的開始時刻與程裝密切相關(guān)，因此，利用程裝可以確定慣性制導(dǎo)段開始時刻時間。前文已對程裝的確定作了詳盡的分析，當(dāng)程序裝置開始工作時，慣性陀螺啟動，當(dāng)慣性陀螺轉(zhuǎn)子軸與不斷改變飛行姿態(tài)的彈丸彈軸夾角達到α?xí)r，彈丸不再改變運動方向，同時方向舵打開，進入慣性制導(dǎo)段。而慣性陀螺轉(zhuǎn)子軸與彈軸夾角達到α這一點的時刻，便是要求取的慣性制導(dǎo)段開始點的時刻。

這里存在兩種情況，1）當(dāng)慣性制導(dǎo)段飛行時間大于或者等于tz時，照射時間為tz；2）當(dāng)慣性制導(dǎo)段飛行時間小于tz時，照射時間即為這慣性制導(dǎo)段的飛行時間。

當(dāng)飛行時間與慣性制導(dǎo)段開始時刻的時間之差小于tz時，慣性制導(dǎo)段開始時刻的時間作為延遲時間，見圖2，圖中慣性制導(dǎo)段開始點時間to1為延遲時間；當(dāng)飛行時間與慣性制導(dǎo)段開始時刻的時間之差大于等于tz時，延遲時間為飛行時間減去tz，圖3中延遲時間為T－tz。據(jù)此，計算延遲tY時間的計算公式：

圖2 T－to1≤tz時，to1為延遲時間

圖3 T－to1＞tz時，T－tz為延遲時間

4 程裝與延遲時間的使用

4.1 高低云層時程裝的應(yīng)用

4.1.1 云層下限高度

在激光末制導(dǎo)炮彈射表使用中，必須根據(jù)云層高度確定使用高云層射表還是低云層射表。發(fā)射激光末制導(dǎo)炮彈時，由于激光制導(dǎo)信號受云層遮隔而影響末制導(dǎo)炮彈接收制導(dǎo)信號，因此，末制導(dǎo)炮彈射擊時規(guī)定云層高度低于某個下限值時，便不宜進行射擊。解決的辦法是云層高度大于表中數(shù)值時，則選用高云層射表，否則選用低云層射表。

4.1.2 云層高度對制導(dǎo)精度的影響

圖4是末制導(dǎo)炮彈彈道示意圖，圖中A點是末制導(dǎo)炮彈拋撒鼻錐部后，打開方向舵的時刻，此時，A點的高度為h1。在高云層或是無云的條件下，當(dāng)激光指示器開始照射，末制導(dǎo)炮彈便可以接收來自目標(biāo)M的反射激光信號。當(dāng)有云層阻隔時，末制導(dǎo)炮彈接收不到激光制導(dǎo)信號，在慣性力和重力作用下，便繼續(xù)沿某一恒定角θ（彈軸傾角）飛行，直至飛到A′點，才能接收到激光制導(dǎo)信號。此時，末制導(dǎo)炮彈的高度為h2。然后射彈在制導(dǎo)信號的作用下攻擊目標(biāo)。h2即為云層下限高度。

圖4 末制導(dǎo)炮彈彈道示意圖

目前，解決低云層的辦法是通過減小表尺，降低彈道，同時減小程裝，使射彈提前進入慣性制導(dǎo)段，延長制導(dǎo)時間。

4.2 延遲時間修正原則

延遲時間，其中標(biāo)定延遲時間要根據(jù)開始距離在射表中“延遲時間”一欄中查取。當(dāng)由于氣象彈道條件不標(biāo)準(zhǔn)引起的延遲時間修正量和因為修正炮目高低引起的延遲時間修正量，都須在射表中查取。

由延遲時間計算方法不難看出，延遲時間是由多個不同修正量綜合而成，在計算過程中必然會有小數(shù)部分。由延遲時間分析可知：延遲時間需要保證照射時既要炮彈在制導(dǎo)段飛行，又要保證炮彈命中時有激光照射。即，既不要做無用的照射，以免暴露我方照射站位置和減少照射器使用時間和壽命；也不要提前結(jié)束照射，以免炮彈尚未精確導(dǎo)向目標(biāo)就失去導(dǎo)引而錯過目標(biāo)，尤其在對運動目標(biāo)射擊時這點尤為重要。所以在處理延遲時間的小數(shù)部分時，不采用簡單的四舍五入，而是根據(jù)具體情況決定取適當(dāng)?shù)难舆t時間值。

當(dāng)T－to1≤tz時，可以確保照射周期不會提前結(jié)束，如果在不影響隱蔽的前提下舍去延遲尾數(shù)，可以獲得較好是制導(dǎo)精度；當(dāng)決定諸元精度較高且打擊不動目標(biāo)時，可以舍去尾數(shù)取整延遲時間以減少照射時間，獲得更好的隱蔽性。

當(dāng)T－to1＞tz，此時需要保證照射不會提前結(jié)束，所以建議采用包尾數(shù)取延遲時間，以獲得較好的制導(dǎo)精度。

5 結(jié)語

對程裝的原理分析，可通過改變程裝來獲得不同的彈道，以適應(yīng)不同的環(huán)境和作戰(zhàn)要求。據(jù)此，根據(jù)不同作戰(zhàn)環(huán)境采用更加具有針對性的彈道方案，提高激光末制導(dǎo)炮彈命中精度，發(fā)揮其作戰(zhàn)效能。對延遲時間確定原理的分析，提出了延遲時間確定的一些原則，利于獲得最佳的生存條件和命中精度。為末制導(dǎo)炮彈更好地發(fā)揮作戰(zhàn)效能提供了有益的借鑒。

[1]王代智，戴俊.霾、霧環(huán)境下激光末制導(dǎo)炮彈作戰(zhàn)研究[J].四川兵工學(xué)報，2012，11（11）：32－34.

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