提高末制导炮弹在高原地区射击精度研究(2)
2.2 延长激光照射时间
末制导炮弹在末段接受目标反射来的激光信号之后,通过弹载自动驾驶仪生成控制信号,控制舵机偏转。现行的激光目标指示器,由于其最大工作时间一定,若能延长激光照射时间,使得激光末制导炮弹尽早进入末段制导段,则有利于提高其在高海拔条件下的制导精度(范围)。
仍以“1”中计算条件,选取相同的射击诸元,阵地高程选取4 000 m,舵偏角取θ1,激光照射时间分别取t1、t2(t2=t1+5 s)和t3(t3=θ1+10 s)进行制导范围计算。制导范围随照射时间的变化如图3所示。
图3 海拔高4 000 m时不同激光照射时间制导范围示意图
从图3可以看出:延长激光照射时间,在相同的射击诸元情况下,制导范围增加。照射时间为t2时,制导范围比照射时间为时的制导范围增加约2.5倍,但激光照射时间延长至t3后,制导范围和照射时间为t2时的制导范围相比增加不太明显。照射时间为t1时的制导范围边界点数据表与表2中θ1时相同,照射时间为t2和t3对应的制导范围边界点数据见表3所示。
表3 照射时间t2/t3制导范围边界点数据表边界点X/m左边界Z/m右边界Z/m左右范围/m21 570/21 /2308// 215/22 166-137/-//1 858/22 826-253/-// 503/23 /// 146/24 /// 643/24 /// 146/25 0/// 593/25 /// 050/25 ///402
仿真计算结果表明,海拔4 000 m时,激光照射时间t2,可以显著增加制导范围,因此,在高原条件下,延长激光照射时间可以有效增大制导范围。
2.3 基于射击的提高精度方法
通过上述分析与计算可知高原弹道特性的变化以及制导能力的下降是导致命中精度下降的主要的根源,必须从武器系统本身进行技术改进。在问题没有得到解决之前,我们从射击指挥角度,分析研究提高射击精度有关方法措施。
2.3.1提高气象诸元精度
高原气象变化很快,地形起伏较大,随机风明显,气象稳定性差,给气象探测带来困难[6-7]。当前,气象诸元的误差相比于其他误差是比较大的,气象诸元精度直接影响自由段和制导段弹道,可能导致不能进入激光制导“栅栏”内。因此,加密气象探测和提高气象诸元精度十分重要。
2.3.2提高射击诸元精度
激光末制导炮弹利用精密法决定射击开始诸元要进行二次迭代求开始距离,可见对射击开始诸元精度要求之高(比普通榴弹还高)。从弹道上看,全弹道可分为自由飞行段和制导段。这里我们通过命中概率模型,来揭示影响射击精度因素和提高精度方法。
1) 自由飞行段命中概率数学模型。设末制导炮弹有效制导幅员的正面和纵深分别为2b和2a,在诸元误差为(xc,zc)的条件下,发射1发激光末制导炮弹,命中有效制导幅员的条件概率为:
利用拉普拉斯函数,可得
再考虑诸元误差的整体性,发射1发激光末制导炮弹落达有效制导幅员的概率P1为:
2) 制导段命中概率数学模型。设目标毁伤幅员的正面和纵深分别为2lx和2lz,瞄准位置位于目标中心,以目标中心为坐标原点,在制导段命中目标的概率为
制导段的命中概率,实质上是个条件命中概率,是激光末制导炮弹在自由飞行段命中有效制导幅员的条件下,在制导段接收激光信号,命中目标的概率。所以激光末制导炮弹命中概率为
即:
P=
由式(6)可以看出,影响命中概率的因素有很多,其中影响自由飞行段命中概率的因素有诸元误差(Ed,Ef)、散布误差(Bd,Bf)以及有效制导幅员的大小。影响制导段命中概率的因素有导引误差(Em)和照射误差(L)。这些因素中,散布误差(Bd,Bf)、导引误差(Em)取决于武器系统的性能,而诸元误差(Ed,Ef)、照射误差(L)的大小,直接取决于射击诸元精度及正确的照射训练方法。
图4是在某一射距离、有效制导幅员、散布误差条件下,改变诸元精度Ed,自由飞行段命中概率曲线。
图4 自由飞行段命中概率曲线
可以看出,自由飞行段激光末制导炮弹的命中概率随诸元中间误差的增大而减小。诸元精度不高,直接影响P1大小,当诸元精度下降到一定值时,如P1下降到0.8以下,即使P2达到1,命中概率也不大于0.8,这与该类制导炮弹要求的命中概率不符。所以,在末制导炮弹作战使用时,要保证对目标的精确打击,高度重视诸元误差。
2.3.3适当加入经验修正和系数符合
事实证明,从远向近修正,因重力作用,打舵容易点。操作中,宁愿射角加大一定密位,便于下打舵。在大的修正距离下,这样的考虑也是没办法的办法(在弹丸没有进行技术改进之前)。同时,根据不同海拔弹道特性和制导范围的计算概略值,做相应诸元调整符合,相当于考虑了部分海拔产生的影响,当然这要有一定数量的实弹射击和实际操作经验。
文章来源:《弹道学报》 网址: http://www.tdxbzz.cn/qikandaodu/2021/0205/332.html