單座單管艦炮對海發射方式選擇分析＊

田 峰 白 江 孫續文

（海軍大連艦艇學院導彈與艦炮系 大連 116018）

1 引言

發射方式指艦炮發射時采用的方式。艦炮發射一個單發稱之為單發射，多門（管）艦炮同時發射一個單發稱為一個齊射。確定發射方式主要依據射擊要求、不同射擊階段的任務、不同的射擊方法、射擊精度、極限發射數、射擊時間要求等方面綜合考慮［1，8］。

通常雙管艦炮在確定中央彈著點的精度時，一般以齊射平均彈著點代替中央彈著點的方法進行［2］，而對于單座單管艦炮，應以最大發射率連續發射作為一組射擊，以期達到齊射水柱的效果。

2 試射階段

在試射階段，主要是為提高射擊精度，其它限制一般不考慮。此時，對于單座單管艦炮，應以最大發射率連續發射兩發作為一組射擊，以形成近似齊射的效果。衡量確定中央彈著點的精度高低，可以用平均彈著點代替中央彈著點的精度指標以其誤差的概率誤差來表示，見圖1。

以單管艦炮最大發射率連續發射兩發射擊為例，設兩個彈著出現的時間差為Δt，各彈著與各自中央彈道在距離上的散布誤差分別為Δd1和Δd2，各中央彈道對應平均中央彈道的誤差分別為Δdc1、Δdc2，存在距變率誤差為n，見圖1，則平均彈著點（P）對于平均中央彈著點（O）在距離上的隨機誤差（Δdp）為下式：

圖1 用平均彈著點代替中央彈著點的精度示意圖

根據誤差綜合定理，誤差（Δd1＋Δd2）＋（Δdc1＋Δdc2）的綜合概率誤差為

因此，平均彈著點對于平均中央彈著點在距離上的概率誤差（Edp）為

同理可得，在方向上的概率誤差為

如果出現的彈著數為k，可以用上述同樣方法證明平均彈著點對于平均中央彈著點的距離和方向上的概率誤差分別為

從式（3）到式（6）可以看出，為了減小平均彈著點對于平均中央彈著點的距離和方向上的概率誤差，可以采用以下兩個途徑：在彈著數量不變時，可以減小彈著出現的時間差；在彈著出現的時間差不變時，可以通過提高射速增加彈著的數量k。當在增加彈著數量的同時，如果彈著出現的時間差也增加，則應綜合考慮其影響。

實際射擊中，當使用一座單管艦炮射擊時，由于利用一個彈著判定彈著偏差或符號的誤差較大，為了減小相應的誤差，需要觀測數個彈著進行判定。為了獲得這數個彈著，就需要連續發射數發彈丸。單管艦炮在增加彈著的同時，彈著出現的時間差也在增大，應根據式（3）到式（6）綜合考慮兩方面的影響。

表1、表2、表3列出了單管炮出現不同彈著數時，將平均彈著點當作中央彈著點的距離概率誤差［6］。

表1 Edq＝50m，n＝0.25m／s，艦炮發射間隔為2s

表2 Edq＝50m，n＝1m／s，艦炮發射間隔為2s

表3 Edq＝50m，n＝1m／s，艦炮發射間隔為4s

從表1、2、3中可以看出，連續發射的彈著數越多，將平均彈著點當作中央彈著點的概率誤差越小，能提高以平均彈著點代替中央彈著點的精度。但是在裝備單座單管艦炮的艦艇上增加彈著數無疑也會延長試射時間，彈藥消耗增多，而且觀測也困難。且從表中可以看出當彈著數增加到4發后，精度提高越來越不明顯。因此，綜合考慮試射一般取2～4發適宜。從表1、2、3中還可以看出，在相同試射發數的情況下，發射間隔較小時概率誤差減小的百分比較大，以平均彈著點代替中央彈著點的精度也較高。因此，應該盡量減小各彈丸之間的發射間隔，即要求采用艦炮的最大射速進行試射。

確定高速連續發射的發數時不僅要考慮提高精度，還要考慮觀測能力。從理論上說，只要能夠準確完成對每個彈著的測量工作，取數個彈著偏差平均值的精度與一次測量數個彈著平均偏差值的精度是基本相同的。但是，在高速連續發射過程中，通常無法保證對每發彈著的有效觀測，因此實際中只能采用一次測量數個彈著的平均值。一次測量數個彈著平均值的前提是彈著能夠同時顯現，由于一管炮連續發射的各發彈著為非同時彈著，為保證彈著能夠同時被觀測，發射K發炮彈的前后時間差應滿足式（7）：

式中τ為發與發的發射間隔，（K－1）τ為發射K 發炮彈的時間差；ΔT為允許彈著水柱出現的時間差，即第一發彈著水柱仍處于有效觀測高度、最后一發彈著水柱已進入有效觀測高度時，前后數發彈著之間允許的時間差，ΔT按式（8）計算：

式中：ha為水柱能被有效觀測的高度（m）；g為重力加速度（g＝10m／s2）；hmax為水柱升起的最大高度（m）。水柱升起的最大高度與彈丸裝藥的梯恩梯當量、引信的延遲作用時間、炮彈落速、落角等有關。以單管大口徑艦炮彈丸為例，當引信處于瞬發或慣性狀態時，引信在撞擊水面0.005～0.01s后引爆彈丸，當Vc＝500m／s時，炮彈落角為15°。則炮彈引爆深度為0.621～1.242m，可能產生的水柱最大高度為73.5m左右。

考慮彈著出現的距離和引信實際作用時間有一定范圍，平均取hmax＝50m、ha＝10m，則按式（8）計算出來的允許彈著水柱出現的時間差ΔT＝3.5s。若高速發射間隔τ＝2s，根據式（7）計算，允許連續發射的炮彈數K＝2。

綜合上述，試射一組的彈藥數取兩發，用艦炮的最大射速進行。由于兩發炮彈落水時間間隔為2s，可以近似將一組彈著作為齊射彈著處理，即可以保證觀測的需要，又可以減小射擊觀測的假現象，射擊觀測精度也能滿足要求［5］。同時，在目標運動的情況下，也容易準確判定彈著符號和偏差量。

3 效力射階段

在效力射階段，主要考慮以殺傷目標為主，同時兼顧保持一定的射擊持續能力。一般來說，在毀傷目標概率較大的情況下，可采用較高發射率射擊，力爭在最短的時間內毀傷目標，同時也可減小目標機動的影響。在毀傷概率不高的條件下，應使用較低的發射率［4］。

具體說來，如果火控系統能夠正常工作，且目標未進行機動，當射擊距離很近時，通常采用最大發射率的連續射擊；當射擊距離較近時，可連續射擊較多的組數，組間發射間隔也較短；當目標距離較遠時，連續射擊的組數適當減少，并且組間發射間隔也適當延長。當火控系統不能正常工作時或目標轉向時，連續射擊的組數最少，組間發射間隔延長，同時射擊方式也會發生改變。

對海上高速小目標射擊，主要是指高速巡邏艇、氣墊船等小目標，由于目標運動參數變化大，威脅大，射擊精度相對低，一般情況下目標距離也較近，所以，艦炮發射采用最大射速的連續射擊［3，7］。

4 結語

在實彈射擊訓練的體驗射擊中，由于其目的是鍛煉新干部、新職手或為了克服某些薄弱環節所進行的射擊訓練，為保護炮管壽命，應采用低射速的單發射［9～10］。

上述發射速度的使用時機是對于正常情況下的艦炮使用方式，作戰情況是極其復雜的，指揮員有權在任何時候根據作戰條件，選擇增大或降低發射速度。

［1］汪德虎.艦炮射擊基礎理論［M］.大連：海軍大連艦艇學院，1998.

［2］王連柱，李進軍.艦炮對海岸射擊［M］.大連：海軍大連艦艇學院，2010.

［3］艦炮武器系統作戰使用［M］.北京：海軍司令部，2007.

［4］潘承泮.武器系統射擊效力［M］.北京：國防工業出版社，1994，81.

［5］邢昌風.艦載武器系統效能分析［M］.北京：國防工業出版社，2008，70.

［6］戴耀.艦炮彈道觀測射擊校正研究［D］.大連：海軍大連艦艇學院，2003.

［7］白江.艦炮射擊指揮自動化基礎［M］.大連：海軍大連艦艇學院，2009.

［8］中國人民解放軍海軍軍語［M］.北京：海軍司令部，2006.

［9］戴自立.現代艦載武器作戰系統［M］.北京：兵器工業出版社，1999.

［10］王繼堂.艦炮武器系統 ［M］.大連：海軍大連艦艇學院，2006.