劉海平 吳大林 李玥
摘 要:射擊誤差是炮兵射擊過程中客觀存在的一種現象。深入分析和研究射擊誤差的種類、組成、來源和規律,對于研究炮兵射擊精度、提高命中概率具有重要意義。本文作者在多年教學經驗基礎上,對射擊過程中的各類誤差進行梳理,明確它們之間的內在聯系,便于學員理解應用。
關鍵詞:炮兵射擊 誤差因素 教學體會
一、誤差的定義
1.單炮射擊的諸元誤差和散布誤差
火炮在相同條件下重復發射,由于諸多因素的影響,炸點不可能出現在同一個點上,將出現在一定范圍之內。理論上,當發射無窮多發后,所有炸點的平均中心就是火炮的真實瞄準點。顯然,每發炸點和真實瞄準點之間必然存在一個偏差量,稱為散布誤差。通常把目標中心作為瞄準位置,由于各種因素的影響,炸點散布中心和瞄準位置之間必然也存在偏差量,稱為諸元誤差。
每發炸點的散布誤差都是隨機變量。這句話可以理解為,在射擊前,將要發射炮彈炸點的準確位置無法確定,是隨機變量。該隨機變量的大小在概率上符合正態分布,炮兵射擊學中通常用中間誤差E來描述隨機變量的數字特征。中間誤差可理解為:炸點落在距散布中心[-E,E]之內的概率為50%,即,理論上發射100發炮彈,將有50發炮彈落在距散布中心[-E,E]的范圍之內。顯然,中間誤差E的值越大,則炸點散布范圍越大。射擊時某發炮彈炸點是隨機的,無法準確預測其位置,但該發炮彈有一半概率落在某一范圍的值是確定的。因此,中間誤差可以用來表征誤差的大小。
散布誤差的中間誤差用B表示,諸元誤差的中間誤差用E表示。
2.營(連)射擊的諸元誤差和散布誤差
營(連)射擊時,將參加射擊的全部火炮的散布中心的平均位置,作為營(連)的散布中心,實質是把全營(連)的所有火炮當作一門“單炮”。為與單炮射擊誤差相區分,營(連)射擊的諸元誤差和散布誤差的中間誤差分別用E*和B*表示。
3.離散誤差
各級散布中心之間的偏差量稱為離散誤差。營散布中心與炮散布中心之間的偏差量的中間誤差用Eyps表示,連散布中心與炮散布中心之間的偏差量的中間誤差用Elps表示,營連散布中心之間的偏差量的中間誤差用Eyls表示。
二、不同誤差之間的區別
通過誤差的定義,各類誤差本質都是偏差量,該偏差量為隨機值,其數值符合正態分布,可以用正態分布的中間誤差來表征誤差的大小。為便于區分各類誤差,總結如下:
1.諸元誤差:炸點散布中心與瞄準位置之間的偏差量。
2.離散誤差:炸點與其散布中心之間的偏差量。
3.離散誤差:各級散布中心之間的偏差量。
三、各類誤差之間的關系
炮兵射擊作業中,一般認為各類誤差之間是相互獨立,相關系數為0。根據正態分布的特性,若某誤差X由n個相互獨立因素的誤差(X1,X2…Xn)構成,且各誤差因素之間不相關,則誤差X的中間誤差E的平方等于所有相互獨立因素誤差的中間誤差的平方和。即:E2=E12+E22+…En2。
根據誤差定義,繪制炮兵射擊時各類誤差之間的矢量關系如圖1所示。
各矢量偏差量表示的誤差及其中間誤差見下表1。
由矢量合成原理可知,圖1中任一兩點間的不同矢量鏈所代表誤差的中間誤差平方和相等。通過圖1的矢量關系可表征不同類別誤差的中間誤差之間的關系。例如:⑥=①+②+③=⑤+③,則存在等式E2= Eyg2+Eld2+Epd2=Elg2+Epd2成立。同理,n=⑦+⑧=⑨+⑩,則發射誤差的中間誤差Ef2=El*2+Bl*2=Ey*2+Ey*2。由圖1還可直觀看到三種離散誤差之間的關系:l=k+m,則Eyps2=Elps2+Eyls2。
由圖1還可知,離散誤差可由營、連、炮的諸元誤差求得,而無需知道營、連、炮的散布誤差。顯然,炮兵營射擊時,若離散誤差的中間誤差Eyps、Eyls、Elps較大,則說明各炮散布中心偏離連散布中心較遠,各連散布中心偏離營散布中心較遠。當離散誤差大到一定程度時,有可能出現任一發炸點圍繞營散布中心不再符合正態分布,炸點的分布將無規律可循,使射擊法則的規定失去理論基礎和實際價值,嚴重影響射擊效果。因此,要提高射擊精度應力爭縮小離散誤差。
結語
炮兵射擊作業中的誤差種類較多,相互之間的數學關系也較為復雜。只有準確理解誤差的定義及特點,熟練掌握各誤差之間矢量關系,綜合運用誤差合成原理,才能通過多種方法靈活的求取所需要的各類誤差,準確的分析各類誤差對射擊精度的影響。