火炮發(fā)射時(shí)彈丸初速跳角數(shù)學(xué)描述及試驗(yàn)分析

米糧川，劉 敏，高樹滋

(1.齊齊哈爾大學(xué),黑龍江 齊齊哈爾 161006; 2.西北機(jī)電研究所,陜西 咸陽 712099;3.南京理工大學(xué),江蘇 南京 210094)

火炮的威力是火炮在戰(zhàn)斗中迅速而準(zhǔn)確地殲滅(毀傷)或壓制目標(biāo)的能力,是一個(gè)與彈、炮、藥三要素密切相關(guān)的多維向量函數(shù),通常包括射程、射擊精度、火力密度、彈丸對(duì)目標(biāo)的毀傷效能等要素,其中射擊精度是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。射擊精度越高,對(duì)目標(biāo)的毀傷概率就越大。影響火炮射擊精度的因素眾多, 這些影響因子的相對(duì)權(quán)重，尚未見全面的定量的研究成果。其中跳角的隨機(jī)散步誤差是火炮研究領(lǐng)域特別關(guān)注的一個(gè)影響因子。本文在參考國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，對(duì)火炮發(fā)射時(shí)彈丸初速跳角誤差進(jìn)行了較為系統(tǒng)全面的數(shù)學(xué)描述，同時(shí)對(duì)火炮射擊試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)與分析，對(duì)火炮武器系統(tǒng)工程研制具有一定的指導(dǎo)意義[1]。

1 彈丸初速跳角誤差的定義和測度

跳角誤差的定義：跳角誤差是彈丸初始速度方向散布相關(guān)的一個(gè)概念，粗略地認(rèn)為對(duì)于每一種類型的彈藥，火炮的炮口擾動(dòng)是相同的，炮口擾動(dòng)的測度定義為火炮的瞄準(zhǔn)方向與彈丸的實(shí)際初速方向之間的差值。這一觀點(diǎn)的默認(rèn)前提是系統(tǒng)誤差是一個(gè)不變量。此項(xiàng)研究焦點(diǎn)集中在發(fā)射初始炮口指向與彈丸出炮口時(shí)的彈丸速度指向之間的偏差[2]。

采用相對(duì)大地坐標(biāo)系的射角散布的數(shù)理統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)跳角誤差。如圖1所示，彈丸出炮口時(shí),彈丸沿炮膛軸線方向的線速度與垂直于炮膛軸線方向的線速度分量的矢量之和為彈丸的初速。……