吕红娟 郝坤鹏 姬淑娟 王亚军

(西安昆仑工业(集团)有限责任公司 西安 710043 )

0 引言

影响火炮武器系统射击精度的误差源按类型可分为：武器系统误差、人员误差、条件误差，其中武器系统误差包括：制造误差、原理误差、调整校正误差和工作误差[1-2]。武器系统的各组成设备在设计时均有一定的精度要求，该精度是其所担负的作战任务所能达到的精度指标确定的；同时在设备制造过程中，由于制造仪器和技术水平等原因允许有一定的制造公差，这两项所造成的设备误差属于制造误差。武器系统在调整、校正各设备轴系的机械/电气零位、空回和有关的水平状态时，会产生调整校正误差。此外在各设备计算机系统的计算舍入、传导误差和控制系统工作时也会产生工作误差。

本文以某车载火炮武器系统为例，在不考虑原理误差、工作误差、人员误差及条件误差的情况下，对探测跟踪设备安装平台及火力设备安装平台的加工制造误差及调整、校正方法进行研究，以减小安装平台误差源对火炮系统跟踪误差的影响，从而提高火炮射击精度及系统作战效能。

1 系统组成及结构布局

某车载火炮武器系统是一种能独立、有效完成低空近程防空反导任务的自动防空武器系统，集探测、跟踪、火控解算、火力打击及作战/运载平台于一体，主要包括：搜索跟踪雷达、火炮、火控计算机及拖车底盘等设备。系统作战时的水平度由拖车底盘刚度、强度及上装的调平装置保证。系统总体结构布局示意见图1所示。

图1 某车载火炮武器系统总体结构布局示意图

2 误差源分析

某车载火炮武器系统的火炮系统精度按组成设备划分包括：搜索跟踪雷达跟踪测量精度、火控射击诸元解算精度、火炮随动系统误差，各设备轴系基线修正及标定误差、轴系正交性误差等[4]。各设备轴系基线修正、标定误差及轴系正交性误差按照误差源类型属于调整校正误差。其中轴系正交性误差主要来源于设备安装平台，包括：一是火炮安装平面A、搜索跟踪雷达安装平面B的水平度不满足要求；二是安装平面A、安装平面B不平行导致的跟踪回转面与火力回转面的平行度不满足要求。

3 安装面水平度要求及保证

对于图1中安装平面A、安装平面B在系统设计时根据该系统所担负的作战任务、系统精度需求，搜索跟踪雷达及火炮的特点，对平面水平度的技术参数进行了规定。具体要求火炮安装平面A不小于2′，搜索跟踪雷达安装平面B不小于3′。

3.1 安装平面A水平度

在火炮未上装前，采用调平装置使作战/运载平台处于绝对水平(X向、Y向)，用水平尺、水平象限仪测量安装平面A的水平度[3]，从0°开始每隔30°测量一次，获取水平度数据；如果水平度不满足2′要求，则需对安装平面A进行刮研操作，使其满足要求。

某车载火炮武器系统安装平面A水平度测试及调整见图2所示，测试数据见表1所示。

图2 某车载火炮武器系统安装平面A水平度实测数据

表1 某车载火炮武器系统安装平面A水平度实测数据表

3.2 安装平面B水平度

火力设备安装完成后，采用调平装置使作战/运载平台处于绝对水平，用水平尺、水平象限仪测量探测跟踪设备安装平面B的水平度，从0°开始每隔30°测量一次，获取水平度数据；如果水平度不满足3′要求，则需对安装平面B进行刮研操作，使其满足要求。某车载火炮武器系统安装平面B水平度实测数据见图3所示，测试数据见表2所示。

表2 某车载火炮武器系统安装平面B水平度实测数据表

图3 某车载火炮武器系统安装平面A水平度实测数据

4 回转面平行度要求及标校

该车载火炮武器系统制造过程中完成第3章的工艺操作，待火炮及搜索跟踪雷达上装后，跟踪及火炮回转面理论上可能会出现图4中的四种情况，其中情形一、情形二引入的系统误差最大约为0.28mil。

图4 各安装平面、回转平面平行度示意图

因此需要进一步对跟踪回转面及火炮回转面进行平行度的检查与标校，将情形三、情形四调整至情形一或情形二，以减小其对系统误差的影响。

4.1 火力回转面水平度测量

采用调平装置使作战/运载平台处于绝对水平(X向、Y向)，将水平象限仪放置在火炮托架任意平面上(火炮回转面之上)测量火炮回转平面的水平度，从0°开始每隔45°测量一组火炮回转平面水平度值(A)。某车载火炮武器系统实测数据见图5所示，测试数据见表3所示。

4.2 跟踪回转面水平度测量

火炮及搜索跟踪雷达均处于0°方向，将水平象限仪放置雷达天线上任意平面上(跟踪回转面之上)测量跟踪回转平面的水平度从0°开始每隔45°测量一组火炮回转平面水平度值(B)。某车载火炮武器系统实测数据见图5所示，测试数据见表3所示。

表3 某车载火炮武器系统火炮回转平面、跟踪回转平面实测数据表

图5 各安装平面、回转平面平行度示意图

4.3 标校调整

每组测试的火炮回转平面与雷达回转平面水平度差值(B-A)绝对值应不大于1′，若不满足要求，则调整搜索跟踪雷达与安装平面B间的调整垫片，使两者差值满足要求。

结论：

1)火炮回转平面水平度均不大于2′。

2)跟踪回转面初始测试数据与火炮回转平面测试数据对比表明：跟踪回转面和火炮回转面不平行，对雷达上的垫板进行调整，从而修正跟踪回转面，修正后，跟踪回转面均不大于3′。

3)两个回转面的差值均不大于1′。

调整垫片是搜索跟踪雷达为专门调整跟踪回转面水平度设置，每组垫片包含0.1mm、0.2mm、0.5mm各一片，垫片组合调整需要的厚度。

5 软件修正

该车载火炮武器系统在雷达天线上设计有一个水平传感器，完成第4章标校工作后，同步对该水平传感器的零位进行标校[5]，具体方法为：

采用调平装置使作战/运载平台处于绝对水平(X向、Y向)，火炮及搜索跟踪雷达均处于0°(180°)方向，读取水平传感器(X向、Y向)的数值，计算机软件将读取数值置为零。

系统工作时，在火炮及雷达随动运转状态下该水平传感器可测量跟踪回转面X轴、Y轴水平度，实时将采集到的水平度数据传送给搜索跟踪一体雷达控制计算机，由火控计算机将水平度数值坐标转换修正至空间位置量上，进一步减小该误差对射击精度的影响。

6 结束语

本文以某车载火炮武器系统为例，对影响火炮射击精度的误差源进行了理论分析，并从探测、跟踪设备及火力设备安装平面水平度技术参数要求及保证，跟踪回转面与火力回转面平行度检查及标校、软件修正三个方面进行了研究，将设备安装平台加工制造误差、调整校正误差对火炮系统跟踪精度的影响减小至最低，提高了火炮射击精度及系统作战效能。