非制导火箭弹射击散布的研究进展

摘要：本文从发射装置设计技术、推进系统设计技术、侧向脉冲修正技术和弹道仿真修正技术对非制导火箭弹的射击散布研究进行了分析，并得出了减小火箭弹散布的方法，继而论述了非制导火箭弹的发展趋势。

Abstract： The research on shooting spread of unguided rocket was analyzed from launch device design technology, propulsion system design technology, lateral impulse correction technology and ballistic simulation correction technology, and the methods of reducing rocket spread was obtained, then the development tendency of unguided rocket was discussed in this paper.

关键词：非制导火箭弹；射击散布；发展趋势

Key words： unguided rocket；shooting spread；development tendency

中图分类号：E2 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0288-02

0引言

火箭弹通常是指靠火箭发动机所产生的推力为动力，以完成一定作战任务的无制导装置的弹药，主要用于杀伤、压制敌方有生力量，破坏工事及武器装备等。火箭弹是常规弹药的主要种类之一。由于具备射程远、威力大、火力密集、发射时后坐力小等优点，许多军事强国一直非常重视火箭武器的发展。作战效率与火箭弹的射击精度密切相关，在微推喷管设计技术应用上，122mm 20km火箭弹改进中以后，其方向密集度已从1/100提高到1/200以上；俄罗斯的300mm 70km火箭采用简易修正技术，对飞行姿态和开仓时间进行修正后，使得其密集度指标达到了1/300。

纵观近几次的局部战争，精确制导武器占主导地位，实施精确打击已成为现代战争的主要作战方式。所以迫切需要一种廉价的精度较高的弹药填补低精度、低成本无控弹药和高精度、高成本精确制导导弹之间的空白。

1非制导火箭弹散布技术的研究

1.1 发射装置设计技术火箭发射动力学研究最有代表性的是美国的John E.Cochra的研究工作。20世纪70年代初期Cochran教授研究了单管火箭发射过程仿真，不计车体、回转体运动、连射效应和燃气流对火箭弹运动的影响，仅考虑定向器的运动，研究了涡轮弹的发射及飞行过程的偏角值。20世纪70年代末，Cochran教授进行了多管火箭发射过程仿真，所用力学模型是将发射装置简化为定向管和车体两个刚体，研究了火箭弹在两定心部同时离轨的情况下，推力偏心、动不平衡等扰动因素对偏角值的影响。

1.2 推进系统设计技术

20世纪70年代，美国的R.L.Ammons等人提出使用一种优化的风助滤器减小探空火箭的散布，该原理基于在飞行过程中风域不能预先知道,所以也有必要对由未知风域产生的散布进行评估。散布的大小主要依靠修正的发射器最优性的水平上。提出了在发射场的一种基于风统计学的探空火箭的理论散布的新方法、风测量程序、和运载方式，从而得出减小火箭散布的最优风助滤器。结果显示，对于给定火箭的结合、发射场地和发射台应该合并均风以消除偏差。如图1所示，其中σv是测量风方差平方根，σε是某个高度风测量误差，ρ12是测量和发射风偏移平均值的相关系数。

从图1可以看出，风经过优化的助滤器处理后，探空火箭的散布总是减小的。由于风测量误差和风响应在发射时可能不可预测，如果没有助滤，风产生的散布很可能增大。

1.3 侧向脉冲修正技术美国的T.Jitpraphai和M.Costello等人提出用侧向脉冲力减小火箭点火散布的方法。该方法用与弹道追踪飞行控制系统相匹配的环绕火箭弹尺寸合适的数个侧向脉冲喷射装置，可以使直点火火箭散布急剧减小。这个系统显示对抗由于起始偏角角速度变化和大气风所引起的不稳定具有很好的效果，如一个已经验证的例子中，散布减小可以是许多因素中的任一个。散布减小是脉冲喷射器的重要功能，其中独立的脉冲喷射器个数、脉冲推力和弹道追踪窗口尺寸至关重要。适当选择一种特殊的火箭弹和发射平台结合的参数，对于最大限度地减小散布是很重要的。对于相对较低的脉冲推力，当脉冲喷射器数量增加或脉冲推力增加时，散布稳定减小。火箭离开发射器进入自由飞行的初态可以视为一个随机过程，起始自由飞行状态的随机性质受很多因素的影响，但是可能最明显的是发射器与火箭的制造公差和发射器与火箭之间的振动，在起始自由飞行状态下的随机扰动会产生目标散布碰撞点。而且，对于直点火火箭，起始离轴角速度的扰动有利于对散布点误差的估算。

1.4 弹道仿真修正技术对于火箭弹弹道模拟方面，印度的A.K.Ghosh和Om Prakash用神经网络模型对火箭弹道性能进行预测，在已知外界条件下该模型提出火箭炮性能的三个问题：①特定射击角的范围；②特定射程的射角；③在标准条件（特定条件）下能得到的范围。神经网络模型在预测弹道性能方面不再需要任何数学模型或者它们的解决方法，为了进行目前的研究，使用了一种常用火箭炮射程表的数据。一套来自给定数据的输入/输出变量通过神经网络模型用来进行测试、验证和预测，由神经网络模型的估计值与射程表值的比较，可以看出所提出的神经网络模型其预测值很准确。预测的射击倾角和方位角值与射程表值的比较如表1（a）和（b）所示。

从表1（a）和（b）可以得到，把向量R、ΔT、ΔP、ΔTc、Wx和Wz输入模型中，通过该模型可以得到输出向量θ和ψ，而且模型的预测值与实际值非常接近，在整个射程范围内都能满足要求。因此，用该模型对火箭弹弹道进行模拟，选出使火箭弹散布最小的性能参数，从而到达减小火箭弹散布的效果。

2发展趋势

2.3 尾翼延迟张开，使迎风偏与顺风偏相抵消对尾翼式火箭弹来说，横风是使火箭弹产生散布的主要因素之一。在发射过程中，火箭弹出炮口后的一段距离上先使得尾翼不张开，使火箭弹产生顺风偏，通过理论分析和试验研究，合理地确定尾翼延迟张开的时间，使得火箭弹尾翼张开后产生的迎风偏的位移抵消初始段产生的顺风偏的位移，从而使得火箭弹的横向散布减小。

3结束语

综上所述，随着金属加工精度的提高、新型推进系统、微推喷管设计等技术的发展，非制导火箭弹的射击精度将逐渐提高。并且随着军用计算机技术、弹道仿真软件技术的高速发展,火箭弹的费用将大幅降低，高精度的火箭弹将会大量地出现，促进武器装备的更新换代，加速工业化兵器向信息化兵器发展的进程。

参考文献：

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