某型靶彈風速修偏角解算方法研究?

王天輝

（91851部隊 葫蘆島 125001）

1 引言

導彈發射后，由于風的作用，對導彈的精度造成一定的影響，為了保證導彈的命中精度，在導彈發射前，根據裝訂的射擊諸元，解算風速對導彈的影響［1］。一般的導彈風速修偏角的計算，要考慮到導彈的自導作用距離。作為考核防空導彈性能的靶彈在飛行過程中，并沒有讓雷達參與靶彈的控制，因此，對其進行風速修偏角的計算要區別與一般導彈風速修偏角的計算，某型靶彈是以某艦載反艦導彈為原型彈改裝，并移植至陸上發射。由于該靶彈沒用使用雷達的導引功能［2］，因此，風速修偏角的解算對該型靶彈的供靶精度起到重要作用。

2 解算模型研究條件

在研究風速對某靶彈影響的情況，需要研究風速對原型導彈的影響。在研究導彈風速解算模型時，需對導彈、目標和環境等條件進行一定的假設，假設條件如下［3～4］：

1）導彈受動力裝置的推力作用，在自控飛行階段，僅作勻速直線水平飛行。

2）導彈自導頭的瞄準點（末制導雷達開機時，搜索區域的中心）。位于彈體縱軸的正前方。瞄準點距離導彈的水平距離等于裝訂的自導頭作用距離（Dzd）。導彈自導頭瞄準點與相遇，即可認為導彈已擊中目標。

3）在導彈自控飛行時間內，目標其在導彈發射的航速和航向，作勻速直航向運動。

4）導彈自控飛行的海域內，風速風向不變。即導彈自控飛行時，僅受常值風的干擾。

3 原型彈風修解算模型研究

3.1 原型彈解算模型原理

根據導彈武器的特點，研究導彈風修解算模型，實質上就是討論保證導彈自導頭以最大的概率捕捉到目標的問題。導彈自導頭捕捉到目標后，導彈將依靠彈上制導設備自動導向目標。直至命中和殺傷目標［5～6］。以瞄準坐標系為基準，建立解算模型，其原理如圖1所示。

圖1 原型彈解算模型原理圖

3.2 解算模型分析

根據圖1所示的解算模型原理可進行如下分析：

1）在發射瞬間，導彈艇位于O點，目標位于M，目標與導彈艇之間的水平距離（射距）為D。OM即為導彈艇觀測目標的方位線（瞄準線）。方位線與真北之間的夾角，即為目標方位角。

2）導彈以“前置角”發射［7］，發射方向 OA。由于風力W作用，導彈的飛行軌跡將沿偏離發射方向，導彈在沿航跡線飛行時，由彈上的自動駕駛儀修正常值風W的干擾，使導彈的航向線（彈體縱軸）始終平行于發射方向。

3）目標在導彈自控飛行時間內保持其在導彈發射前的原有航向和速度航行，在導彈自控飛行結束時，目標運動到位置Mt。則目標在導彈自控飛行時間內的航程將等于MMt。

4）在導彈自控飛行結束時，導彈將飛行至At點。此時，自導頭發出“雷達開機”指令，末制導雷達開始搜索，搜索距離就是裝訂的自導頭作用距離Dzd。

5）圖1所示為自導頭處于最有利的捕捉條件下的情況。這種條件要求目標將來位置Mt應位于末制導雷達開機點At的正前方（即Mt應位于導彈彈體縱軸上），距離恰好等于Dzd。只有這樣，才能保證導彈自導頭具有最大的概率捕捉到目標。

3.3 建立解算方程組

由導彈解算模型原理圖1可得到向量關系式：

在導彈發射時，目標參數D、VmX、VmY可以通過雷達等手段獲取，氣象參數WX、WY也是通過氣象儀獲得，導彈參數Vd、Dzd已知。因此，參數tzk、Qd可通過式（3）求解。

發射架轉動角度φ=qw+Qd，其中qw是可以測得的已知量，Qd為風速修偏角。

4 靶彈的風修解算模型研究

4.1 靶彈解算模型原理

某靶彈發控設備是由反艦導彈發控設備從艦載移植過來，由于靶彈性質及發射環境決定靶彈風速修正解算模型與反艦導彈有所不同［8～9］。

1）靶彈的射向是按照試驗方案預訂的，以正北為基準線；

2）靶彈是陸基發射，其航速為零；

3）靶彈的射擊目標為固定的目標；

4）靶彈的雷達不參與目標搜索，故沒有導彈自控飛行時間。

因此，在靶彈的風修解算中很多輸入參數都是不需要的，靶彈解算模型需要的輸入參數有：射向、供靶距離、風速、風向、溫度等信息。以正北為Y軸，發射點為原點，建立正北坐標系。在正北坐標系內，靶彈的解算模型原理可簡化為圖2。

圖2 靶彈指揮儀解算模型

4.2 靶彈解算模型方程組

由靶彈解算模型原理圖2可得到向量關系式：

根據式（5）可求解出發射架提前轉過的風速修偏角度。

4.3 靶彈解算模型編程實現

靶彈解算軟件是在Windows XP環境下，使用VC++6.0 進行開發［10～11］。為了使系統界面簡單明了，操作方便，交互性好，軟件開發選用對話框模式建立系統界面，界面設計如圖3所示。

圖3 解算軟件界面

該解算軟件的操作界面簡單明了，在試驗前，進行輸入量裝訂。根據試驗方案，裝訂射向及供靶距離。根據通報的氣象參數，向軟件裝訂風速、風向及溫度的值。點擊計算按鈕，得到風速修偏角的值，當風速修偏角值為負數時，發射架方向向左轉動相應mil，當解算值為正數時，發射架方向向右轉動相應mil。

5 結語

本文以某艦載反艦導彈為原型彈改造而成靶彈為例，在分析原型靶彈風速影響的基礎上，針對陸基靶彈的特點，分析了陸基靶彈的風速影響模型，并設計了靶彈的風速解算軟件。相對于原型導彈的風速解算模型，改進后的靶彈風速解算模型，更加簡單，操作性更強。