战例仿真航炮射击系统运用

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毋庸置疑，歼、强击机利用航炮攻击是作战中其配合地面进行协同必须具有的基本战术。如何提高射击精度，则是利用航炮射击时必须关注的问题。笔者基于航炮武器系统的射击条件，分析了影响其射击精度的外在因素，在此基础之上，依托现有的计算机平台，设计了一套综合性仿真评估系统，并借助战例及其仿真结果阐述了开发航炮射击评估系统的实际意义。该综合性仿真评估系统既可为进一步研究航炮武器系统的效能提供技术支撑，又可从作战使用的角度为航炮的使用提供重要参考。

1影响因素分析

航炮射击的特点是：

1)攻击时需考虑攻击机进入的方向、角度和时机等。

2)受飞机性能和安全高度的限制比较大。

3)作战中需考虑气象条件。综合航炮武器使用的特点，并结合弹丸散布理论，将这一问题归纳为阵风和人为因素对航炮射击的影响。

1．1阵风因素

弹丸在空中飞行的过程中，一方面高速向前运动，另一方面又会在阵风的影响下形成随风飘移而导致偏离原来的预计瞄准点，形成诸元误差。要减小这种误差，其实质就是减小阵风对射击诸元的制定所产生的影响。

1．2人为因素

相比于阵风因素，人为因素则为更为重要的主观因素。使用航炮攻击时，对射击条件的处理和飞行技术是两个重要因素。显然，战前的演练，战中的攻击航线，以及战后对数据收集处理，综合评估等，都会深刻地影响到射击效果，也即对作战中的攻击效果产生影响。

2因素评估

对于阵风因素与人为因素，对前者的评估可基于弹道学理论知识，通过有关理论形成对应的数学模型表达式，并由其仿真的评估结果检验对后者的影响与适用性；而对人为因素的评估则基于已有的航炮射击经验数据，通过预设条件作为前者弹道解算的初始条件，由评估系统分析处理后形成数据结果，再与经验数据进行比较，以此来评估经验数据的有效性与实用性[4]。

2．1阵风因素评估

实际的飞行射击中，在弹丸达到炮口的临界点处，阵风的实时数据可由飞机上安装的传感器进行测量。现考虑到试验或射击中对风的测量值是平均值，以及阵风对弹丸运动的影响还与弹道位置有关，因此对阵风因素的评估，可以归结为在任意假定的条件下，确定阵风的概率误差及其对弹丸落点散布的影响。根据弹道学原理，空中某点处的纵风与横风所引起的射程和方向概率误差表达式为[5]：式中：E删为射程概率误差；E为方向概率误差。至此，通过飞机上的传感器或其他侦测手段所获得的战场实时风速数据，利用上述计算式所构建的数学模型来进行仿真分析，最终得到模拟条件下阵风因素对航炮射击影响的评估，并得出评估结果。该评估结果一方面可以对先前的经验数据的准确性与适用性进行检验，另一方面可以预先掌握战场的情况。

2．2人为因素评估

人为因素的评估在于射击时经验数据与实战条件这两者间的权衡与处理，其目的是为了减少主观影响的诸元误差。航炮武器的射击误差来源有两个方面：诸元误差和散布误差。其中，散布误差对应于自然因素，客观存在且无法修正；而诸元误差对应于非自然因素，且人为因素是其重要环节，受主观影响大但可以修正。因而在讨论诸元误差对于航炮射击精度的影响上，人为因素显得特别重要。如何取得较好的射击效果，需在训练和模拟攻击中所得的技术数据的基础上，考虑其规划的攻击模式和射击过程的姿态因素，如飞机进人攻击位置的各种姿态角等，形成经验数据；然后通过对即时战场环境的数据收集，预设出建立在上述经验数据基础上的初始条件，结合弹道解算模型，利用MATLAB仿真即可直观地得出模拟评估结果。这个结果不仅可以评价预设条件下攻击效果的优劣，也可以检验和修正之前的经验数据。如表1所示为某型战机使用航炮在高度1000in，速度350km?h进行攻击时不同射击距离上的各种偏差，即经验数据表。由表中数据分析可知，在正常飞行条件下按射击距离800IT1构成修正角，此时开火即可命中目标；如果开火的时机过早或过晚，都会形成射击误差而影响命中精度。随着战场环境的变化和对飞机操控的优劣，表中的数据仍要继续修改和完善。

3系统化的综合评估

根据以上对于影响航炮射击的主、客观因素的分析与评估，可以依托现有模拟训练平台，形成一套综合性的航炮武器射击精度评估系统，其模块流程图如图1所示。其流程为：通过对战场实时目标数据的分析和提炼，在基于经验数据值的基础上形成弹道模型解算需要的初始条件，然后与测得的战场实时风速值与风向值一起输入计算机中进行解算和模型仿真，之后将其数据信息传人依托的模拟平台并最终显示出所需的射程数据，同时以此信息作为对经验数据修改的依据。由此可见，通过引入风速测量、航路设计、射击诸元分析以及数据处理等多种手段，利用现有的计算机平台和仿真工具进行系统化的综合评估，以二维或三维视景模拟出航炮射击的弹道曲线分布或弹着点的概率分布，从而得到完善的攻击模式，取得最佳射击效果和最优选择方案，并以此数据结果作为修正、完善经验数据的依据]。

4战例仿真及分析

以上述航炮武器射击精度评估系统为基础，通过具体的战例对航炮射击精度进行综合评估，进一步对MATLAB仿真结果进行分析。假定任务为某歼击机使用航炮武器拦截并攻击入侵目标飞机：要求使用某型航空弹药射击，规定进人攻击航迹的角度约为26。，根据战场环境预设风速与风向为东北顺风向，风速约为10km?h一。两架战机甲、乙分别模拟航炮攻击目标(目标点在靶平面位置坐标为(41，5023))，其中甲按照实时情况自行决定其攻击方式，乙则按照经验数据进行攻击，两者射击数据如表2所示。根据综合评估系统的计算结果并经处理得到图2～图5所示的仿真结果。由上述仿真结果，可归纳出3点结论：

1)在图2和图4中，经比较可得，甲弹道轨迹效果优于乙弹道轨迹效果，表明乙所取得的毁伤效果明显比甲所取得的效果差；换言之，在预设的战场环境下，乙所采用的经验数据有修正的必要。

2)在图3和图5中，经比较可得，甲的散布中心点距离目标点的偏差要小于乙的散布中心点距离目标点的偏差。说明甲的命中精度优于乙。

3)综合以上两点分析：甲的射击精度明显优于乙。另一方面，对于当时的战场环境设定，采用自主经验的甲通过将射击偏角和射击仰角各增加0．5。，射击效果更好。这说明对经验数据的修正有利于取得较好的射击效果。由上述仿真结果的分析可得：在基于实时设定的综合性仿真系统下评估航炮射击精度，不仅可以对作战结果进行预先评价，而且还可以依照实际战场情况对参考的原始经验数据进行修正和完善，从而提高使用航炮毁伤敌方目标的可靠性与准确性。需要指出的是，上述假定的战例是理论化的情形，并不完全等同于实际。在实际应用中，还需对实时数据进一步积累。

5结束语

通过对影响航炮射击精度的主、客观因素的分析，找出了综合评估系统的建模基础依据，并基于MATLAB仿真环境得出了射击精度分布图；由图可以看出，基于实时设定的综合性仿真航炮射击精度评估系统，能够对作战结果进行预先评价，从而提高航炮射击的准确性。此外，依据模拟或训练所收集到的数据可以不断地对原始数据加以修正和完善，从而为航炮射击提供技、战术参考，同时也为从事相关技术研究提供若干数据支持。由于战场环境复杂，气象条件变化大，实时数据的不确定性对该系统的研制和开发会造成一定的困难。