末敏彈射擊效能分析*

謝 文，葉志紅，丁忠熙

（陸軍炮兵防空兵學(xué)院南京校區(qū)，南京 211132）

0 引言

隨著科技的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)實力的不斷增強，自行化、裝甲化已成為各國軍隊地面突擊裝備與火力打擊裝備的主要特征，裝甲輸送車、步兵戰(zhàn)斗車、坦克和自行火炮等裝甲目標(biāo)大幅增加，成為陸戰(zhàn)場地面目標(biāo)體系的主要組成。如何使用高效火力毀傷手段摧毀破壞敵裝甲目標(biāo)，達(dá)成削弱敵作戰(zhàn)能力的目的，已經(jīng)成為世界各國軍隊高度關(guān)注的重點問題。末敏彈是自主搜索、探測、識別和定位目標(biāo)，并能夠在適當(dāng)距離通過形成爆炸成形彈丸攻擊裝甲目標(biāo)的靈巧彈藥，是遠(yuǎn)距離打擊裝甲目標(biāo)的首選彈藥。分析摸清末敏彈的射擊效能，既是科學(xué)籌劃彈藥需求量和合理進(jìn)行火力分配的前提，又是指揮員及其指揮機(jī)關(guān)量敵用兵、視情用彈的重要保證［1-3］。

1 末敏彈作用原理

末敏彈飛行至預(yù)定打擊目標(biāo)區(qū)上空時，時間引信開始作用，點燃拋射藥，末敏彈在火藥氣體的作用下剪斷彈底與彈體的連接螺紋，拋射出多枚末敏子彈，彈底在減速裝置作用下實現(xiàn)與末敏子彈的軸向分離，兩瓣式拱形推板先與前末敏子彈保護(hù)蓋軸向脫離，然后在離心力作用下與末敏子彈實現(xiàn)徑向分離。爾后，末敏子彈延期張開一級減速傘，在減旋翼和減速傘的作用下減速減旋，撞擊熱電池使其延期激活。與此同時，末敏子彈拋掉一級減速傘及傘艙，釋放二級減速傘，激光雷達(dá)測距裝置開始工作，當(dāng)測量距離小于等于某一特定值時，電切割器作用拋掉二級減速傘，釋放旋轉(zhuǎn)傘，旋轉(zhuǎn)傘充氣張滿，天線保護(hù)蓋脫落。末敏子彈通過旋轉(zhuǎn)傘提供穩(wěn)態(tài)掃描平臺（落速、轉(zhuǎn)速和掃描角穩(wěn)定），勻速下落，同時保證末敏子彈縱軸圍繞鉛垂線成定角勻速旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)對地面的掃描探測。末敏子彈在下降過程中，復(fù)合敏感器不斷接收來自地面目標(biāo)和背景的輻射和反射信息，根據(jù)目標(biāo)與背景的輻射與反射特性的差異，復(fù)合信號處理器實時進(jìn)行目標(biāo)識別判斷，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，立即起爆戰(zhàn)斗部形成爆炸成型侵徹體，并以較高速度攻擊目標(biāo)［4-6，10-12］。

2 目標(biāo)模型

打擊目標(biāo)為坦克連，每個連編配3 個坦克排，每個排編配4 輛主戰(zhàn)坦克。根據(jù)戰(zhàn)斗部署原則，坦克連戰(zhàn)斗隊形呈一字形和后三角形；排隊形呈一字形、后三角形和半梯形，橫向間隔50 m～100 m，在計算分析末敏彈射擊效能時，以坦克排配置為倒三角形戰(zhàn)斗隊形為研究對象。坦克排、坦克連展開隊形如圖1、圖2 所示。

圖1 坦克排展開隊形

圖2 坦克連展開隊形

2.1 條件設(shè)定

下面以呈倒三角戰(zhàn)斗隊形展開的坦克排為對象，為了便于定量描述坦克排，特對其作如圖3 簡化處理：

圖3 坦克排條件假定示意圖

1）建立以坦克排中心點為原點O、運動方向為縱軸OX、其垂直方向OZ 為橫軸的坐標(biāo)系；

2）射擊不需要時間，所有末敏子彈藥能夠同時落達(dá)目標(biāo)區(qū)域；

3）考慮末敏子彈形成爆炸成形彈丸速度非?？?，故可將引信作用這一段時間的該目標(biāo)視作靜止，即航速V=0；

4）坦克排正面2Lf、縱深2Ld，坦克幾何尺寸長為L，寬為W，坦克之間的橫向間距為Wv，縱向間距為WD；

5）末敏子彈生成爆炸成形彈丸，命中各輛坦克，則可認(rèn)定該坦克為毀傷；

6）射擊方向F 與坦克的運動方向相反。

2.2 目標(biāo)建模

根據(jù)前面的假定條件，要分析末敏彈的射擊效能，必須量化給出坦克排各子目標(biāo)的坐標(biāo)位置，分析給出目標(biāo)邊界函數(shù)?；谏鲜隹紤]，確定了坦克排各子目標(biāo)坦克中心點的坐標(biāo)位置，如式（1）所示。

式（1）中，XA、ZA分別為圖3 中A 坦克的縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)，XB、ZB分別為B 坦克的縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)，XC、ZC分別為C 坦克的縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)，XD、ZD分別為D 坦克的縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)。

為了描述末敏子彈是否命中目標(biāo)，需要建立目標(biāo)邊界函數(shù)，如式（2）～式（5）所示。

式（2）～式（5）中，XA前、XB前、XC前、XD前為坦克A、坦克B、坦克C、坦克D 前邊沿中心點縱坐標(biāo)，XA后、XB后、XC后、XD后為坦克A、坦克B、坦克C、坦克D 后邊沿中心點縱坐標(biāo)，ZA左、ZB左、ZC左、ZD左為坦克A、坦克B、坦克C、坦克D 左邊沿中心點橫坐標(biāo)，ZA右、ZB右、ZC右、ZD右為坦克A、坦克B、坦克C、坦克D 右邊沿中點坐標(biāo)。

3 射擊效能計算模型

分析末敏彈彈道飛行過程及作用原理可知，末敏彈在掃描尋的前其彈丸飛行彈道與普通子母彈類似，與其不同的是彈道末段的末敏彈能夠在一個半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)掃描目標(biāo)，從而增加對目標(biāo)的命中概率。

根據(jù)末敏彈對目標(biāo)作用原理可知，其子彈對目標(biāo)的毀傷率服從指數(shù)毀傷定律，且一發(fā)末敏子彈對裝甲目標(biāo)在命中條件下的毀傷概率基本恒定，設(shè)為PA，并取0.5。則在諸元誤差為（xc，zc）條件下、瞄準(zhǔn)點為（xk，zk），一發(fā)末敏子彈對坦克排目標(biāo)的條件毀傷概率為：

根據(jù)式（10），發(fā)射N 發(fā)末敏彈對目標(biāo)的條件毀傷概率為：

最后考慮諸元誤差的整體性，按照式（10）計算發(fā)射N 發(fā)末敏彈毀傷目標(biāo)的全概率，即可得出目標(biāo)的毀傷程度［9］。

4 計算示例

以某型末敏彈為例，計算對坦克排目標(biāo)的毀傷程度。射擊準(zhǔn)備條件如下：其中測地準(zhǔn)備選擇坐標(biāo)精密連測、高程精密連測和自主定向方式；氣象準(zhǔn)備采用彈道基線測風(fēng)獲取氣象通報，氣象通報時間間隔1 h，陣地與氣象站相距10 km；彈道準(zhǔn)備采用測速雷達(dá)獲取初速偏差量，采用統(tǒng)一測量藥溫的方式獲取藥溫；采用激光測距機(jī)測距保障、偵察車坐標(biāo)精密連測、偵察經(jīng)緯儀測角、高程精密連測換算等方式?jīng)Q定目標(biāo)位置；按照精密準(zhǔn)備的程式進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備和彈道解算的方法決定射擊開始諸元。坦克排地段幅員300 m×200 m，射距離17 km，坦克幾何尺寸即長、寬、高分別為9.77 m、3.66 m、2.45 m，末敏彈配有子彈2 發(fā)，掃描半徑分別為30 m、35 m、40 m、45 m、50 m、55 m，Ed和Ef分別為107.4 m、30.6 m，Bd母和Bf母分別為85.2 m、24.4 m，Bd子和Bf子均為15 m，通過編制計算程序計算消耗4 發(fā)彈藥對目標(biāo)的毀傷程度。程序計算流程如下頁圖4 所示，經(jīng)計算，對坦克排的毀傷程度如表1 所示。

表1 對坦克排目標(biāo)的毀傷程度

圖4 計算流程圖

5 結(jié)論

上述計算示例的結(jié)果表明，在相同射擊條件下對坦克排發(fā)射4 發(fā)末敏彈，其毀傷程度隨末敏子彈掃瞄半徑的增大而增大。在末敏彈的實彈射擊實驗中也驗證了上述算計示例結(jié)論，表明本文建立的末敏彈射擊效能評估模型具有較高的科學(xué)性與可信度，能夠滿足靈巧彈藥末敏彈量化計算需求。但仍然有以下3 部分內(nèi)容需要進(jìn)行優(yōu)化完善：一是目標(biāo)識別率在模型計算過程中未體現(xiàn)；二是目標(biāo)地段幅員劃分還比較理想化，不能滿足非規(guī)則化目標(biāo)建模需求；三是母彈、子彈諸元誤差數(shù)據(jù)、散布數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度如何保證，還有待進(jìn)一步的研究確定。