舰炮转移火力射击时域问题研究
2021-04-09解维河孙东彦孙卫国
解维河,孙东彦,孙卫国
(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)
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]:
转移火力的风向如图1所示。
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T1和T2转移火力期间,由于空气密度变化产生的误差表示为:
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]:
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:
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·cosβ+δWZS·sinβ
所以,推导出:
而横风变化规律表示为:
δWXST1-δWXST2=WXST1-WC-(WXST2-WC)=
WXST1-WXST2=ΔWX
纵风变化规律表示为:
δWZST1-δWZST21=WZST1-WC-(WZST2-WC)=
WZST1-WZST2=ΔWZ
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 WX和EΔ 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:
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,δWZS和δWZM关系为;
δWZM=δWXS·sinβ+δWZS·cosβ
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·sinβ+δWZS·cosβ,所以,风变化产生的误差推导为:
由于横风和纵风变化规律相同,δWZST1-δWZST2=δWXST1-δWXST2=ΔWT,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 WX和EΔ 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
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 (°)
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。