一維修正彈射擊校正方法

【裝備理論與裝備技術(shù)】

一維修正彈射擊校正方法

舒延春

(92941部隊(duì)94分隊(duì)，遼寧 葫蘆島125001)

摘要：一維增程修正彈的工作機(jī)理使得火炮射擊校正方法與傳統(tǒng)常規(guī)彈的射擊校正方法發(fā)生了改變，即從射擊諸元的校正方式向改變彈上控制機(jī)構(gòu)(阻力環(huán))作用時(shí)刻的方式轉(zhuǎn)變。通過分析一維修正彈的工作機(jī)理、誤差表現(xiàn)形式和阻力環(huán)作用時(shí)刻解算理論，提出了誤差校正的新方法，希望該方法在靶場(chǎng)試驗(yàn)中得以驗(yàn)證和推廣，為部隊(duì)作戰(zhàn)與訓(xùn)練提供科學(xué)的依據(jù)與借鑒。

關(guān)鍵詞：一維修正彈；校正；阻力環(huán)；預(yù)報(bào)誤差

收稿日期：2014-10-19

作者簡介：舒延春(1970—)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事武器系統(tǒng)試驗(yàn)與鑒定研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.02.001

中圖分類號(hào)：E932.2

文章編號(hào)：1006-0707(2015)02-0001-03

本文引用格式：舒延春.一維修正彈射擊校正方法[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2015(2):1-3.

Citation format:SHU Yan-chun.Method for Correcting Firing Errors of One-Dimensional Trajectory Correction Projectile[J].Journal of Sichuan Ordnance,2015(2):1-3.

Method for Correcting Firing Errors of One-Dimensional

Trajectory Correction Projectile

SHU Yan-chun

(No. 94 Contingent, the 92941stTroop of PLA, Huludao 125001, China)

Abstract:Compared with the conventional formal cannonball without control in work principles, the method of correcting firing errors for the one-dimensional trajectory correction projectile changed, which is that the method of correcting firing errors nearly transformed from correcting firing elements to correcting action time of D-rings drag brakes which deployed in the one-dimensional trajectory correction projectile. We analyzed the one-dimensional trajectory correction projectile’s principle, firing errors figure and correcting action time of computing theory for the D-rings drag brakes, and put forward a new method of correcting firing errors with the hope that to verify and spread this method at the test range, as well as to provide scientific bases and reference for the unit campaign and training action.

Key words: one-dimensional trajectory correction projectile; correct; D-rings drag brakes; predicting errors

為了提高艦炮射擊密集度，目前無控彈藥上采用了一種低成本的利用阻力環(huán)進(jìn)行縱向距離修正的彈道修正技術(shù)，該彈藥稱為一維修正彈[1]，其工作原理如圖1所示。彈道測(cè)量設(shè)備對(duì)射擊后飛行的彈丸在一定距離上進(jìn)行跟蹤，測(cè)量彈丸的速度與位置信息，并將這一信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)往火控系統(tǒng)?；鹂叵到y(tǒng)將這些信息用于彈道計(jì)算，并與標(biāo)準(zhǔn)彈道進(jìn)行比較，形成彈道偏差。利用彈道偏差，形成修正指令，指令發(fā)送裝置向彈上發(fā)送修正指令，彈上指令接收裝置接收到修正指令，并傳給彈載控制艙中的控制處理器形成控制指令，阻力環(huán)適時(shí)開環(huán)，增大阻力，減小射程，實(shí)現(xiàn)距離上的修正，提高縱向密集度[2]。由于一維修正彈工作原理的變化，要求艦炮武器系統(tǒng)具有射擊校正功能，而常規(guī)彈藥的射擊校正方法已經(jīng)不適用一維修正彈的射擊校正。本研究根據(jù)一維修正彈的工作原理及射擊誤差特點(diǎn)，依附靶場(chǎng)進(jìn)行射擊誤差校正的方法研究。

1一維修正彈射擊誤差分析

根據(jù)一維修正彈的修正原理，射擊誤差可分2部分：彈著點(diǎn)預(yù)報(bào)誤差和修正誤差。

彈著點(diǎn)預(yù)報(bào)誤差是由彈道測(cè)量設(shè)備進(jìn)行彈道參數(shù)(距離、速度、高低角與方位角)測(cè)量時(shí)的測(cè)量誤差、火控系統(tǒng)利用這些參數(shù)進(jìn)行彈著點(diǎn)解算的預(yù)報(bào)誤差，把這2個(gè)誤差統(tǒng)稱為彈著點(diǎn)預(yù)報(bào)誤差[3]。其中，如果火炮和彈道測(cè)量的載體是靜止的，預(yù)報(bào)誤差和各自的設(shè)備誤差直接相關(guān)；如果火炮和彈道測(cè)量的載體是運(yùn)動(dòng)的，無疑就會(huì)增加了由于載體擾動(dòng)誤差。如艦艇升沉、縱橫搖及航向、航速等隨機(jī)擾動(dòng)，造成了艦炮射擊諸元誤差以及彈道測(cè)量坐標(biāo)轉(zhuǎn)化誤差，此時(shí)射擊諸元誤差中只有方位誤差對(duì)彈著點(diǎn)的橫向散布產(chǎn)生影響，而射角誤差影響彈道測(cè)量設(shè)備的初始跟蹤，對(duì)火控系統(tǒng)后續(xù)彈著點(diǎn)預(yù)測(cè)誤差并無貢獻(xiàn)，彈著點(diǎn)預(yù)報(bào)誤差包括了彈道模型誤差、彈丸結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差、氣象誤差等[4]。

圖1　一維增程修正彈原理框圖

修正誤差是指阻力環(huán)打開的工作誤差。主要包括阻力環(huán)開環(huán)的時(shí)間誤差、阻力環(huán)外露高度誤差、阻力環(huán)開環(huán)后的氣象誤差等。

2射擊時(shí)的誤差表現(xiàn)

圖2　常規(guī)彈彈著點(diǎn)正態(tài)散布的一般表現(xiàn)

圖3　一維修正彈彈著點(diǎn)正態(tài)散布的一般表現(xiàn)

3射擊校正方法

3.1常規(guī)彈的射擊校正方法

(1)

(2)

(3)

(4)

3.2一維修正彈的射擊校正方法

依據(jù)上述一維修正彈誤差分析,一維修正彈的射擊校正方法可采用綜合校正與分步校正。

3.2.1綜合校正

首先，對(duì)阻力環(huán)開環(huán)時(shí)刻計(jì)算的直角坐標(biāo)系質(zhì)心運(yùn)動(dòng)方程組進(jìn)行理論分析。

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

式中：μ，w分別為速度v的水平分量與垂直分量；c為彈道系數(shù)；Hτ(y)為空氣密度函數(shù)；τ表示虛溫；y表示彈道高；G(vτ)=4.747×10-4·con(Ma)·v；con(Ma)表示標(biāo)準(zhǔn)條件下阻力系數(shù)。

火控系統(tǒng)計(jì)算理論阻力環(huán)開環(huán)時(shí)刻T理采用的方法是：基準(zhǔn)彈道計(jì)算是以阻力環(huán)閉環(huán)(無控彈道)的彈道系數(shù)c1進(jìn)行計(jì)算，方程組積分的起始條件為彈道測(cè)量設(shè)備(如艦載雷達(dá))跟蹤測(cè)量的一組數(shù)據(jù)(Di,φi,εi,vi)，包括斜距、方位、高低、速度等，經(jīng)過火控系統(tǒng)平滑濾波處理后確定，C點(diǎn)為通過上述方程計(jì)算的預(yù)測(cè)落點(diǎn)?；鹂叵到y(tǒng)修正彈道計(jì)算以阻力環(huán)開環(huán)彈道系數(shù)c2(c1

3.2.2分步校正

一維修正彈射擊誤差的分步校正就是先校正預(yù)測(cè)誤差E預(yù)，然后再校正修正誤差E修。這種方法較適宜在靶場(chǎng)組織實(shí)施，通過靶場(chǎng)試驗(yàn)，找到武器系統(tǒng)預(yù)測(cè)誤差E預(yù)與修正誤差E修的規(guī)律，對(duì)武器系統(tǒng)進(jìn)行正式射擊前的校正。先判斷阻力環(huán)開環(huán)時(shí)刻的修正符號(hào)，假設(shè)修正到M點(diǎn)阻力環(huán)理論開環(huán)時(shí)刻為T理，實(shí)際阻力環(huán)開環(huán)時(shí)刻為T實(shí)，設(shè)阻力環(huán)開環(huán)時(shí)刻修正時(shí)間為t修。當(dāng)E預(yù)為“+”(在C點(diǎn)右側(cè))時(shí)，校正T實(shí)時(shí)，應(yīng)為“-”(即阻力環(huán)應(yīng)該提前T實(shí)-t修時(shí)刻開環(huán))；反之，當(dāng)E預(yù)為“-”(在C點(diǎn)左側(cè))時(shí)，校正T實(shí)時(shí)應(yīng)為“+”(即阻力環(huán)應(yīng)該提前T實(shí)+t修時(shí)刻開環(huán))；同樣道理，當(dāng)E修為“+”(在M點(diǎn)右側(cè))時(shí)，校正T實(shí)時(shí)，t修應(yīng)為“-”；當(dāng)E修為“-”時(shí)，t修為“+”。很顯然，上述2種誤差，雖然校正符號(hào)相同，但產(chǎn)生機(jī)理不一樣，難以通過綜合校正對(duì)一維修正彈進(jìn)行校正，所以為摸清上述2種誤差的機(jī)理與性質(zhì)，采取分步校正方法逐一進(jìn)行校正。

上述射擊條件不變，E預(yù)的校正量不變，然后進(jìn)行N發(fā)n組修正彈射擊，統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到E修值。由于E修是在阻力環(huán)開環(huán)后產(chǎn)生的，與開環(huán)后的彈道參數(shù)變量相關(guān)，所以不能直接將E修值加到武器系統(tǒng)預(yù)測(cè)量上進(jìn)行校正，應(yīng)該通過靶場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證E修～t修之間的關(guān)系，可以在射擊時(shí)序上直接加t修進(jìn)行校正，消除修正誤差。

4結(jié)束語

通過本研究論述，簡單分析了一維修正彈的射擊誤差組成及一般特性，規(guī)劃校正的一般方法，為進(jìn)一步開展靶場(chǎng)試驗(yàn)提供借鑒。從射擊校正過程可以看出，對(duì)彈著點(diǎn)的觀測(cè)非常重要，作戰(zhàn)系統(tǒng)本身希望通過無人機(jī)、衛(wèi)星及前沿觀測(cè)分隊(duì)等觀測(cè)手段，能夠快速對(duì)彈著點(diǎn)進(jìn)行定位，以便進(jìn)行快速射擊較正，提高命中概率。而一維修正彈的各種誤差特性還有待于通過試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證，制定合理的校正量與校正方案，為艦炮武器系統(tǒng)準(zhǔn)確快捷地打擊敵目標(biāo)提供支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]余勃彪,嚴(yán)平．彈道修正彈藥現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[J]．四川兵工學(xué)報(bào),2011,32(4)：37-39.

[2]李東光，周國勇，馬寶華．一維彈道修正引信彈道敏感技術(shù)[J]．兵工學(xué)報(bào)，2003，24(3)：309-312.

[3]王中原,史金光．一維彈道修正彈氣動(dòng)布局與修正能力研究[J]．南京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2008,32(3)：333-336.

[4]黃義,汪德虎,由大德,等.一維增程修正彈對(duì)海上目標(biāo)射擊誤差及射程擴(kuò)展量研究[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào),2012(1)：149-153.

[5]郭錫福.遠(yuǎn)程火炮武器系統(tǒng)射擊精度分析[M].北京：國防工業(yè)出版社,2004.

[6]曹寧,王曉鋒,徐亞棟,等.車載炮射擊密集度逐步回歸分析[J].彈道學(xué)報(bào),2012,24(4):43-46.

[7]史金光，王中原，曾小兵,等.一維彈道修正彈氣動(dòng)力計(jì)算方法和射程修正量分析[J]．火力與指揮控制，2010，35(7)：80-83.

[8]王欣,岳明凱.彈道修正技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].飛航導(dǎo)彈，2012(3)：149-153.

[9]陶陶，王海川．一維彈道修正彈阻力環(huán)修正控制算法研究[J]．指揮控制與仿真，2009，31(3)：88-90.

(責(zé)任編輯周江川)