【装备理论与装备技术】

舰炮转移火力射击时域问题研究

解维河1,孙东彦1,孙卫国2

(1.海军大连舰艇学院, 辽宁 大连 116018; 2.北海训练基地, 山东 青岛 266000)

摘要:推导舰炮转移火力射击中时域误差模型,分析转移火力射击距离和方位随时间变化的误差因素,通过实例计算,得出舰炮转移火力射击时域范围确定的最佳方法,提高转移火力射击的精度,可为舰炮转移火力射击的精确实施提供理论支撑。

关键词:转移火力;误差;舰炮

舰炮转移火力射击是指对一个目标进行射击后,利用射击的校正量成果直接向另一目标进行效力射的过程。在由试射点向目标点转移火力射击时存在着一定的间隔时间,在以往的研究和实施中,都是假设在此期间射击条件不发生变化,研究转移火力空域等问题[1],而实际情况是在转移火力的过程中,气象等射击条件会发生变化,会引起转移误差的变化。因此,要在时域范围对转移火力时间间隔进行研究,确定满足射击精度要求的距离和方向上转移火力射击时间间隔范围要求。从而为转移火力的实施提供有力依据,提高转移火力的射击效果。

1 距离误差建模

转移火力射击实施过程中,随时间变化,影响距离误差主要因素是气象条件,研究气象条件随时间变化对距离误差的影响。

1.1 空气密度变化的影响

转移火力射击,空气密度对距离修正量的影响可表示为[1,5]

式中: ΔDρ为距离修正量;分别为空气密度改变1%时相应于试射点距离和相应于目标距离的距离改变量; K1为空气密度偏差; θ是对试射点射向的风向角; β是转移火力的转移角。

转移火力的风向如图1所示。

图1 转移火力风变化示意图

设对试射点试射的时刻记为T1时刻,当对目标点试射时,记为T2时刻,根据转移火力射击转移误差计算方法,在T1T2转移火力期间,由于空气密度变化产生的误差表示为:

ΔDρT1T2=

其中,空气密度随着时间的变化规律为:

Δρ=δρMT1-δρMT2

因此,由于空气密度变化,引起的转移火力后,误差变化的概率误差可表示为:

EΔ ρ为空气密度变化概率误差。

1.2 风变化的影响

转移火力射击过程中,风的变化引起射击距离修正量误差表示为[1,5]

式中: ΔDW为对目标和对试射点的距离表尺修正量; δWX为横风误差(将风分解为在沿发射点和目标点横轴方向误差,以下类推); δWZ为纵风误差; δWXS为对试射点的横风误差; δWXM为对目标点的横风误差;为纵风变化1 m/s时对应于试射点距离的改变量; K1

因为,根据图1所示风变化规律计算,其距离误差推导计算为:

ΔDW=

当转移火力射击过程中,由于风变化,引起的误差ΔDW发生变化,推导:

1) 当试射时,记为T1时刻,此时风误差表示为:

2) 当对目标射击时,记为T2时刻,仍按照T1时刻的试射结果进行修正,其结果为:

3) 期间由于风变化产生的误差表示为:

由图1,对目标射击和对试射点射击风的计算关系为:

δWXM=δWXS·cos β+δWZS·sin β

所以,推导出:

ΔDT=

而横风变化规律表示为:

δWXST1-δWXST2=WXST1-WC-(WXST2-WC)=

WXST1-WXST2WX

纵风变化规律表示为:

δWZST1-δWZST21=WZST1-WC-(WZST2-WC)=

WZST1-WZST2WZ

即纵风和横风随着时间的变化率。

因此,转移火力过程中,由于风变化引起的距离变化概率误差可以表示为:

其中,由于横风和纵风影响不相关,相互独立,因此,其概率误差表示为:

式中EΔ WXEΔ WZ是纵横风变化概率误差。

EΔDW的值为在不同的时间内风的变化引起的概率误差。

因此,转移火力射击,随着时间变化,射击距离的误差为:

式中: EΔ DW为风随时间变化概率误差量;为空气密度随时间变化概率误差量。

2 方向误差建模

转移火力射击中,随着时间变化,影响方向误差的主要因素是风的影响。空气密度变化对方向上转移火力射击影响不大,可以不考虑。下面研究风变化引起方向上误差。

转移火力射击,在对试射点射击时,风误差引起的方向误差为:

对目标射击,风误差引起的方向误差为:

转移火力产生的误差表示为:

由图1所示,δWZSδWZM关系为;

δWZM=δWXS·sin β+δWZS·cos β

所以,转移误差表示为:

1) 对试射点射击时,记为T1时刻,

2) 对试射点射击时,记为T2时刻,

所以,在由试射点向目标点射击时,由于风变化产生的误差为:

由于δWZM=δWXS·sin β+δWZS·cosβ,所以,风变化产生的误差推导为:

ΔαT1αT2=·(δWZMT2-δWZMT1)=

由于横风和纵风变化规律相同,δWZST1-δWZST2=δWXST1-δWXST2WT,ΔWT为风变化率。

3) 风变化引起的方向误差

转移火力射击,由于风变化,引起的方向上的概率误差为:

由于横风和纵风变化影响相互不相关,因此,其概率误差为:

式中EΔ WXEΔ WZ是纵风、横风变化概率误差。

3 转移时间实例分析

转移火力射击中转移火力时间范围计算过程如下:

1) 按照在空间范围转移量最大值的计算条件来计算转移火力时间范围;

2) 确定气象准备条件变化随着时间变化的规律值(查表,参见文献[5]);

3) 计算不同的射击距离、不同气象条件下,随着时间的变化转移火力对目标射击散布误差值;

4) 对计算的转移火力射击结果进行分析,取时间变化范围内所允许的误差范围,该时间范围即为时域范围。

取转移火力角度最大为30°,在不同的距离上转移火力距离为2 000 m,计算各距离上随时间变化引起的转移火力误差大小(见表1和表2);气象测量误差不计。

表1 不同距离、转移角度为30°情况下,距离误差值随时间变化 m

射击距离/km6810121416182022时间/h0.55.959.5214.6421.7831.2642.3753.4367.3282.7518.9114.2421.9632.6746.9163.5380.15100.96124.101.510.8917.4126.8639.9157.3377.6698.00123.38151.69213.8522.1734.1850.8072.9898.83124.72157.02193.082.515.8325.3539.0558.0583.40112.96142.53179.48220.66316.8426.9341.5061.6988.62120.03151.43190.70234.433.517.8128.5243.9565.3393.82127.10160.34201.91248.21

表2 不同距离、转移角度为30°情况下,方向误差值随时间变化 (°)

射击距离/km6810121416182022时间/h0.50.580.841.091.401.772.092.402.723.0210.881.261.652.122.653.143.614.094.511.51.071.542.022.583.233.844.405.005.5421.371.982.563.284.124.885.616.377.022.51.562.262.933.744.705.586.407.288.0531.672.403.123.985.005.936.797.758.543.51.772.543.304.215.286.287.218.199.05

查表得到随时间不同气温、气压、纵横风的概率误差,取纵横风变化规律相同。

空气密度和纵横风影响的射击距离和方向规律按射表进行计算得出,计算出K1

4 结论

1) 转移火力过程中,随着时间的推移,气象条件发生变化,时间间隔越大,误差越大,当时间超过2 h后,其距离转移量误差较为突出,为满足射击精度,确定转移火力时间不要超过2 h;

2) 转移火力射击时,应该尽量缩短试射时间。在射击条件允许时,射击指挥员应该根据对目标的效力射时间确定恰当的试射时间,在不影响射击突然性的情况下,应在效力射前实施试射;

3) 方向误差随时间(在距离误差允许的2 h内)变化较小,可以忽略不计;

4) 气象误差小,转移火力射击误差小,在射击过程要针对气象保障条件及时修正气象条件误差,减少由于转移火力时间产生的误差。

5) 本文提出的转移火力射击时域因素的研究方法,可为部队正确实施转移火力提供有效的理论依据和实施方法。

参考文献:

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Research on Problem About Time Domain of Deflectting Point to Shoot

XIE Weihe1, SUN Dongyan1, SUN Weiguo2

(1.Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China; 2.Beihai Training Base, Qingdao 266000, China)

Abstract: The time domain error model of ship gun transfer fire was deduced, and the error factors of shooting range and azimuth change with time were analyzed. Through the calculation of an example, the best method to determine the time domain range of ship gun transfer fire was obtained. It improves the accuracy of shifting fire shooting, and provides theoretical support for the accurate implementation of ship gun shifting fire shooting

Key words: deflect point to shoot; error; shipborn-gun

本文引用格式:解维河,孙东彦,孙卫国.舰炮转移火力射击时域问题研究[J].兵器装备工程学报,2021,42(03):51-54.

Citation format:XIE Weihe, SUN Dongyan, SUN Weiguo.Research on Problem About Time Domain of Deflectting Point to Shoot[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2021,42(03):51-54.

中图分类号:TN911.73E919

文献标识码:A

文章编号:2096-2304(2021)03-0051-04

收稿日期:2020-03-23;修回日期:2020-04-01

作者简介:解维河(1981—),男,博士研究生,副教授,主要从事舰炮武器作战使用研究,E-mail:39745224@qq.com。

doi: 10.11809/bqzbgcxb2021.03.009

科学编辑 杨继森 博士(重庆理工大学教授)
责任编辑 周江川