提高無控火箭彈命中精度的裝配方法

顏秀紅 安立強 盧鳳生 于鵬 柳燕 姜華

（北方華安工業(yè)集團有限公司，黑龍江 齊齊哈爾，161046）

0 引言

常規(guī)兵器的發(fā)展經(jīng)歷了冷兵器時代、熱兵器時代，現(xiàn)在已經(jīng)進入了高新技術(shù)兵器時代。在現(xiàn)代高新技術(shù)戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)略上的首選目標(biāo)是敵方指揮中心、通信中心、機場和防空系統(tǒng)，戰(zhàn)術(shù)上的首選目標(biāo)則是縱深的裝甲部隊、火炮和導(dǎo)彈陣地以及其它軍事設(shè)施。

無控火箭彈帶有自動推力裝置，其發(fā)射裝置受力小，以數(shù)門齊射的方式，多管聯(lián)裝發(fā)射，具有威力大、火力猛、機動性能好，壓制和殲滅敵方的有生力量、炮兵兵器、觀察所、指揮中心、補給中心、雷達(dá)站和通訊樞紐，毀傷敵方集結(jié)的坦克、裝甲車輛和水面目標(biāo)，有效襲擊敵方的政治經(jīng)濟和軍事中心，交通樞紐及機場、港口等大面積目標(biāo)，具有火力密集、突擊性強等優(yōu)點[1]。

1 國內(nèi)外現(xiàn)裝備無控火箭彈的情況

無控火箭彈用來消滅敵方集群裝甲目標(biāo)和帶有輕型裝甲防護的有生力量，所以不僅射擊準(zhǔn)確度要高（即能準(zhǔn)確發(fā)射到目標(biāo)區(qū)上空），而且要求精度要好（即能覆蓋目標(biāo)區(qū)內(nèi)大部分目標(biāo)）[2]。提高無控火箭彈的命中精度，是無控火箭彈研制的難題。有效使用無控火箭彈的基本原則是，要盡量接近目標(biāo)，以確保射擊的準(zhǔn)確性。

國內(nèi)外現(xiàn)裝備的幾種無控火箭彈精度達(dá)到的水平見表1。

2 提高無控火箭彈精度的技術(shù)措施

提高無控火箭彈精度可采用的技術(shù)措施如下[3]：

1）微推力偏心噴管技術(shù)。

2）尾翼延時張開技術(shù)。

3）同時離軌技術(shù)。

4）嚴(yán)格控制火箭全彈的動不平衡。

5）解決無控火箭彈發(fā)射時的左右交叉問題。

6）提高武器系統(tǒng)的火控能力，使射擊參數(shù)能及時歸零。

表1 現(xiàn)裝備幾種無控火箭彈的精度水平

圖1 動平衡檢測時支承圖

3 控制無控火箭彈的動不平衡

由于加工制造和裝配誤差，或者全彈結(jié)構(gòu)中存在非軸對稱分布的零部件，每發(fā)無控火箭彈都不可避免地存在動不平衡和質(zhì)量偏心距。動不平衡度的存在不但會在彈道上使無控火箭彈增大散布，而且在發(fā)射時會使炮口擾動增大。

對于低速旋轉(zhuǎn)的尾翼穩(wěn)定無控火箭彈，其最大轉(zhuǎn)速也在600～900r/min[1]，而且無控火箭彈在全外彈道都在旋轉(zhuǎn)，無控火箭彈質(zhì)量較大，沿彈全長連接部位又較多，如不采取措施嚴(yán)格控制偏心，則動不平衡將會相當(dāng)大。這種動不平衡會嚴(yán)重影響無控火箭彈的精度，而且這種影響不僅在主動段存在，在整個外彈道上都始終存在著。

在研制某無控火箭彈時，開始時只控制了零部件的動不平衡，而沒有控制全彈的動不平衡，命中率低。后購置了專用設(shè)備，對無控火箭彈進行動平衡檢測及動不平衡質(zhì)量配補，將校驗質(zhì)量與對應(yīng)的校驗半徑之積控制在一定范圍內(nèi)，從而提高了某無控火箭彈的命中目標(biāo)精度。

3.1 動平衡檢測

對無控火箭彈進行動平衡檢測所用的設(shè)備為硬支承動平衡機。動平衡檢測時支承情況如圖1，將無控火箭彈支撐于第一、第三定心部上。

圖1中：

A—第一定心部支承至戰(zhàn)斗部校驗、配補質(zhì)量質(zhì)心的軸向距離。

B—兩配補間的距離。

C—第三定心部支承至噴管外側(cè)校驗、配補質(zhì)量質(zhì)心的軸向距離。

檢測前從噴管喉部外側(cè)至戰(zhàn)斗部圓柱部劃一條母線作為動平衡檢測的基準(zhǔn)線。

a）在圖1垂直于彈軸的a-a平面內(nèi)，戰(zhàn)斗部校驗質(zhì)量的質(zhì)心同基準(zhǔn)線與彈的外徑的交點所構(gòu)成的圓心角記為β。

b）圖1垂直于彈軸的C-C平面內(nèi)，噴管喉部校驗質(zhì)量的質(zhì)心同基準(zhǔn)線與喉部外徑交點所構(gòu)成的圓心角記為α。

3.2 動不平衡質(zhì)量配補

3.2.1 動不平衡質(zhì)量配補遵循的公式

當(dāng)勻速轉(zhuǎn)動時

m′R′（ω′）2=mRω2

而ω′=ω

式中：

a—質(zhì)點的法向加速度；

a′—配補質(zhì)量（視為質(zhì)點）的法向加速度；

R—質(zhì)點到轉(zhuǎn)動軸（彈軸）的距離（本文為校驗半徑）；

R′—配補質(zhì)量的質(zhì)心至轉(zhuǎn)動軸（彈軸）的距離；

ω—質(zhì)點的角速度；

ω′—配補質(zhì)量的角速度；

m—校驗質(zhì)量；

m′—配補質(zhì)量。

上述公式表明：配補質(zhì)量與其質(zhì)心至彈軸距離之積等于校驗質(zhì)量與其質(zhì)心至彈軸距離之積。

3.2.2 某無控火箭彈動不平衡質(zhì)量配補方法

無控火箭彈動不平衡質(zhì)量配補的位置分別在戰(zhàn)斗部底部和喉管部外側(cè)[4]，質(zhì)量偏心補償體也分別安放在此部位。每批無控火箭彈的動平衡檢測必須100%的滿足下述要求：在戰(zhàn)斗部校驗半徑R及噴管喉部校驗半徑r均滿足產(chǎn)品質(zhì)心至彈軸的距離的前提下，戰(zhàn)斗部的校驗質(zhì)量M不應(yīng)大于100g，噴管喉部校驗質(zhì)量m不應(yīng)大于50g。否則將進行一次或數(shù)次動不平衡質(zhì)量配補，直至滿足上述要求，從而控制全彈的動不平衡度，方可保證無控火箭彈的精度。

3.2.2.1 戰(zhàn)斗部動不平衡質(zhì)量配補

依據(jù)產(chǎn)品圖樣給定質(zhì)點到轉(zhuǎn)動軸（彈軸）的距離R，根據(jù)動平衡機的計算機顯示的當(dāng)R為設(shè)定值時的校驗質(zhì)量M值，并根據(jù)公式（3）則配補后應(yīng)有：

式中：

圖2 扇形配補板

M—為戰(zhàn)斗部校驗質(zhì)量；

R—為戰(zhàn)斗部質(zhì)心至彈軸的距離；

戰(zhàn)斗部的配補質(zhì)量 應(yīng)滿足：

a）質(zhì)心在圖1所示與彈軸垂直的 平面內(nèi)。

b）質(zhì)心同基準(zhǔn)線與彈的外徑的交點所構(gòu)成的圓心角為 。

c）符合公式（4）。

戰(zhàn)斗部質(zhì)量配補的補償體采用扇形配補板實現(xiàn)，扇形配補板的形狀如圖2。

扇形配補板的計算公式如下：

式中：

—為扇形配補板的外圓半徑；

—為扇形配補板的內(nèi)圓半徑；

為質(zhì)心同基準(zhǔn)線與彈的外徑的交點所構(gòu)成的圓心角，圓心角 取決于 值的大?。?/p>

—為扇形配補板的厚度；

—為扇形配補板的材料密度。

圖3 戰(zhàn)斗部殼體配補結(jié)構(gòu)圖

圖4 配補底座圖

圖5 噴管喉部質(zhì)量配補圖

表2 某無控火箭彈全彈配補數(shù)據(jù)表

扇形配補板固定在木質(zhì)的定位板上，定位板則通過兩個固定銷固定在戰(zhàn)斗部殼體底部圓柱部內(nèi)，戰(zhàn)斗部殼體配補結(jié)構(gòu)見圖3。

3.2.2.2 噴管喉部動不平衡質(zhì)量配補

依據(jù)產(chǎn)品圖樣給定質(zhì)點到轉(zhuǎn)動軸（彈軸）的距離R，根據(jù)動平衡機的計算機顯示的當(dāng)R為設(shè)定值時的校驗質(zhì)量M值，并根據(jù)公式（3）則配補后應(yīng)有：

式中：

噴管喉部外側(cè)的配補質(zhì)量m2應(yīng)滿足：

a）質(zhì)心在圖1所示與彈軸垂直的c-c平面內(nèi);

b）質(zhì)心同基準(zhǔn)線與喉部外徑的交點所構(gòu)成的圓心角為α;

c）符合公式（5）。

噴管喉部外側(cè)質(zhì)量的配補用配補底座實現(xiàn)，配補底座見圖4，噴管喉部質(zhì)量配補見圖5。

3.2.3 某無控火箭彈動不平衡質(zhì)量配補

某無控火箭彈采用上述配補方法進行動不平衡質(zhì)量配補，4發(fā)戰(zhàn)斗部及無控火箭彈噴管喉部配補數(shù)據(jù)見表2。

4 精度射擊試驗驗證及結(jié)論

某無控火箭彈試驗使用火箭炮4管連射，精度射擊試驗驗證數(shù)據(jù)見表3。

表3 精度射擊試驗驗證數(shù)據(jù)表

上述試驗結(jié)果證明，某無控火箭彈通過全彈進行動平衡檢測及動不平衡質(zhì)量配補，嚴(yán)格控制質(zhì)量偏心，將校驗質(zhì)量與對應(yīng)的校驗半徑之積控制在一定范圍內(nèi)，從而提高了射擊精度，收到了很好的效果，使達(dá)到了1%的國際水平。