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弹道修正弹的修正方法和作用原理

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:修正方法弹道修正弹可采用指令修正技术或GPS技术对攻击弹道进行修正。若把用于自动试射时装有GPS接收机的首发弹道修正弹所获取的飞行弹道数据传回发射部队处理,进行发射修正,则同样能实现提高打击精度的效果。为提高攻击远程硬目标所需精度的弹道修正模式,已有使用小型GPS接收机加惯性器件的简易组合趋势。图11-35所示是面射型地炮弹道修正弹的修正过程。地炮弹道修正弹的空间定位方式分地面(或舰面)探测定位和GPS定位两种体制。

弹道修正弹的修正方法和作用原理

(1)修正方法

弹道修正弹可采用指令修正技术(含自动试射)或GPS技术对攻击弹道进行修正。无论采用哪种修正技术来提高命中精度,均可通过以下方法(或之一)来实现:

①纵向距离修正法。它是利用地炮弹丸的距离散布远大于方向散布的特点,在只对飞行弹丸进行纵向距离修正的同时还保留了弹丸以减小横向散布的旋转措施。因常利用改变弹丸的纵向飞行速度达到修正目的,故修正原理简单,技术难度相对较低。

②横向方位修正法。对付(高)机动目标的弹道修正弹,必须对横向(方位)运动进行修正。通过对弹道修正弹横向运动的修正,达到快捷改变弹道方向的目的。它适用于空射型和一切对方向散布有要求的弹道修正弹。

③GPS弹道修正法。利用全球定位系统技术来提高远程弹道修正弹的命中精度时,不需要改造原有的火炮系统。发射后的修正弹通过封装在修正弹引信内的GPS接收机,在10~15 s内即可经天线卫星上获取首次三维定位数据。通过处理器算出修正弹的位置和速度数据,或它的未修正的弹着点,与基准弹道或弹着点进行比较,计算出弹道修正值,直至驱动(力型)修正执行机构动作,达到提高远程打击精度的目的。

若把用于自动试射时装有GPS接收机的首发弹道修正弹所获取的飞行弹道数据传回发射部队处理,进行发射修正,则同样能实现提高打击精度的效果。为提高攻击远程硬目标所需精度的弹道修正模式,已有使用小型GPS接收机加惯性器件的简易组合趋势。

无论采用哪种方法,都需要解决修正点位置与修正次数的选择,以及弹上设备的抗高过载和小型化等问题。

(2)作用原理

弹道修正弹按攻击目标类型分空射型和面射型两类,而按发射位置又分地面和舰载武器两种。下面分别以空射型弹道修正弹和面射型弹道修正弹为例,介绍弹道修正弹的作用原理。

①空射型弹道修正弹。这是以目标在空中的运动参数为依据,以修正方向为主的弹道修正弹。它多采用横向方位修正法。它是根据地面站计算出的弹道修正指令来控制弹道修正弹的横向运动,能快捷地修正弹道方向,命中目标。(www.xing528.com)

发射后的空射型弹道修正弹除受制于按已知的弹道参数和周围气象条件预算出的弹道,飞向预先设置的目标未来点的同时,还要受到地面或舰面上的修正指令控制,此时的探测装置正在不断地测出目标飞行参数的变化值。弹道解算装置便根据目标变化实时计算出目标飞行参数变化后的目标未来点,随即通过修正指令发射装置向修正弹发出修正指令,经装在弹尾上的信号接收机把指令传到修正弹上,驱动修正机构动作,产生侧向推力,自动修正它的弹道方向。经过若干次不连续的修正,使修正弹命中目标。如图11-34所示,这是在3P弹的基础上发展而成的4PGJC式40 mm修正弹的弹道修正示意图。在修正弹飞行过程中,火控系统的探测装置——雷达(或激光电视、红外等跟踪系统)——不断测出目标飞行参数的变化值,火控计算机根据上述变化计算出目标飞行参数变化后的目标未来点,通过无线电发射机向该修正弹发出弹道修正指令信号。位于弹尾部的信号接收装置在收到指令信号后,控制相应的燃气发生器喷口瞬间喷气。于是,喷气产生的推力便自动修正弹道修正弹的弹道。4PGJC的修正速度为15 m/s,经过5~6次修正,总共可使修正弹横向位移30~50 m,但此时弹尾的弹出式尾翼已降低了修正弹的旋转速度。

图11-34 4PGJC弹的弹道修正示意

由于空射型弹道修正弹是以目标在空中的参数为依据进行方向修正的,对付的是高速机动飞行目标,所以要求弹道修正响应时间要短,故多选用力型修正执行机构——以横向喷流技术为主,得到快捷的方向修正能力。它们是由能产生横向力的软、硬件组成的修正执行机构。横向推力采用脉冲式发动机原理,如上面提到的小型固体火箭发动机或带喷嘴的燃气喷流器来实现。除此以外,还有利用各种活动翼面(如鸭翼)来实现对弹道的方向修正。不管采用何种修正执行机构,能使它们有效、可靠工作的必要条件是,一方面降低修正弹的旋转速度,使修正弹易于有效修正;另一方面是能确定每个横向推力产生器在空间的方位,保证修正执行机构产生的脉冲矢量力与弹道修正信号具有相同方位,恰当地进行修正控制。这样,就要求对修正弹的旋转特性有清晰的了解。

②面射型弹道修正弹。现有的地炮火控系统都是根据假设的目标运动(运动的或静止的),推算出目标未来点,确定地炮的射击诸元,弹丸发射后按预定的弹道飞向目标。这样发射的弹丸在原理上就不可避免地要产生假设命中误差。此外,随着射程的不断增加,弹道上的各种随机干扰因素,如起始扰动、随机风、底排药剂燃烧不均匀等的累积效应也会越来越大,使地炮的命中精度难以满足现代战争对武器发展的需求。为此,必须对远程中、大口径地炮系统进行改造,即采用不连续的有限次修正弹道偏差的方法——弹道修正技术——就可以达到提高弹丸命中精度的目的。

图11-35所示是面射型地炮弹道修正弹的修正过程。它不同于空射型弹道修正弹以目标在空中的参数为依据进行修正,而是以修正弹在空中的参数为根据进行修正。地炮弹道修正弹的空间定位方式分地面(或舰面)探测定位和GPS定位两种体制。修正弹飞出炮口后不久,由地面跟踪检测分系统测出修正弹在某点的坐标及速度,弹道解算装置立即结合射击诸元快速算出未修正弹道与基准弹道的偏差(实时偏差或落点偏差),算出修正弹运动的修正量,确定修正弹修正力的大小和方向,发出修正信号,经修正指令发射机把修正指令传给修正弹上的指令接收装置,快速启动执行机构,完成一次修正。这样,经过不连续的若干次修正,便可大幅度提高弹丸命中精度。

图11-35 面射型地炮弹道修正弹的修正过程示意

采用GPS全球定位系统体制的弹道修正弹系统是通过嵌装在引信内的GPS接收机和处理器,把在飞行中获取的攻击弹道实时飞行数据与基准弹道数据(或弹着点)进行比较后,很快地自动算出弹道修正量(或直接把实时数据传回地面处理),启动修正装置,使修正弹“减/增”速度,也可以控制修正弹“或左”“或右”,以修正弹道方向,达到提高对目标的打击精度。

由于地炮弹丸的距离散布远大于方向散布,因此对地炮弹丸改进时,可以只做纵向距离修正,对修正弹提供所需的轴向力,便能最大限度地简化执行机构,在提高地炮命中精度时,可把对弹丸本体结构的影响降到最小,因此,这是一种高效费比的技术改造措施。

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