戰例仿真航炮射擊系統運用

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毋庸置疑，殲、強擊機利用航炮攻擊是作戰中其配合地面進行協同必須具有的基本戰術。如何提高射擊精度，則是利用航炮射擊時必須關注的問題。筆者基于航炮武器系統的射擊條件，分析了影響其射擊精度的外在因素，在此基礎之上，依托現有的計算機平臺，設計了一套綜合性仿真評估系統，并借助戰例及其仿真結果闡述了開發航炮射擊評估系統的實際意義。該綜合性仿真評估系統既可為進一步研究航炮武器系統的效能提供技術支撐，又可從作戰使用的角度為航炮的使用提供重要參考。

1影響因素分析

航炮射擊的特點是：

1)攻擊時需考慮攻擊機進入的方向、角度和時機等。

2)受飛機性能和安全高度的限制比較大。

3)作戰中需考慮氣象條件。綜合航炮武器使用的特點，并結合彈丸散布理論，將這一問題歸納為陣風和人為因素對航炮射擊的影響。

1．1陣風因素

彈丸在空中飛行的過程中，一方面高速向前運動，另一方面又會在陣風的影響下形成隨風飄移而導致偏離原來的預計瞄準點，形成諸元誤差。要減小這種誤差，其實質就是減小陣風對射擊諸元的制定所產生的影響。

1．2人為因素

相比于陣風因素，人為因素則為更為重要的主觀因素。使用航炮攻擊時，對射擊條件的處理和飛行技術是兩個重要因素。顯然，戰前的演練，戰中的攻擊航線，以及戰后對數據收集處理，綜合評估等，都會深刻地影響到射擊效果，也即對作戰中的攻擊效果產生影響。

2因素評估

對于陣風因素與人為因素，對前者的評估可基于彈道學理論知識，通過有關理論形成對應的數學模型表達式，并由其仿真的評估結果檢驗對后者的影響與適用性；而對人為因素的評估則基于已有的航炮射擊經驗數據，通過預設條件作為前者彈道解算的初始條件，由評估系統分析處理后形成數據結果，再與經驗數據進行比較，以此來評估經驗數據的有效性與實用性[4]。

2．1陣風因素評估

實際的飛行射擊中，在彈丸達到炮口的臨界點處，陣風的實時數據可由飛機上安裝的傳感器進行測量。現考慮到試驗或射擊中對風的測量值是平均值，以及陣風對彈丸運動的影響還與彈道位置有關，因此對陣風因素的評估，可以歸結為在任意假定的條件下，確定陣風的概率誤差及其對彈丸落點散布的影響。根據彈道學原理，空中某點處的縱風與橫風所引起的射程和方向概率誤差表達式為[5]：式中：E刪為射程概率誤差；E為方向概率誤差。至此，通過飛機上的傳感器或其他偵測手段所獲得的戰場實時風速數據，利用上述計算式所構建的數學模型來進行仿真分析，最終得到模擬條件下陣風因素對航炮射擊影響的評估，并得出評估結果。該評估結果一方面可以對先前的經驗數據的準確性與適用性進行檢驗，另一方面可以預先掌握戰場的情況。

2．2人為因素評估

人為因素的評估在于射擊時經驗數據與實戰條件這兩者間的權衡與處理，其目的是為了減少主觀影響的諸元誤差。航炮武器的射擊誤差來源有兩個方面：諸元誤差和散布誤差。其中，散布誤差對應于自然因素，客觀存在且無法修正；而諸元誤差對應于非自然因素，且人為因素是其重要環節，受主觀影響大但可以修正。因而在討論諸元誤差對于航炮射擊精度的影響上，人為因素顯得特別重要。如何取得較好的射擊效果，需在訓練和模擬攻擊中所得的技術數據的基礎上，考慮其規劃的攻擊模式和射擊過程的姿態因素，如飛機進人攻擊位置的各種姿態角等，形成經驗數據；然后通過對即時戰場環境的數據收集，預設出建立在上述經驗數據基礎上的初始條件，結合彈道解算模型，利用MATLAB仿真即可直觀地得出模擬評估結果。這個結果不僅可以評價預設條件下攻擊效果的優劣，也可以檢驗和修正之前的經驗數據。如表1所示為某型戰機使用航炮在高度1000in，速度350km?h進行攻擊時不同射擊距離上的各種偏差，即經驗數據表。由表中數據分析可知，在正常飛行條件下按射擊距離800IT1構成修正角，此時開火即可命中目標；如果開火的時機過早或過晚，都會形成射擊誤差而影響命中精度。隨著戰場環境的變化和對飛機操控的優劣，表中的數據仍要繼續修改和完善。

3系統化的綜合評估

根據以上對于影響航炮射擊的主、客觀因素的分析與評估，可以依托現有模擬訓練平臺，形成一套綜合性的航炮武器射擊精度評估系統，其模塊流程圖如圖1所示。其流程為：通過對戰場實時目標數據的分析和提煉，在基于經驗數據值的基礎上形成彈道模型解算需要的初始條件，然后與測得的戰場實時風速值與風向值一起輸入計算機中進行解算和模型仿真，之后將其數據信息傳人依托的模擬平臺并最終顯示出所需的射程數據，同時以此信息作為對經驗數據修改的依據。由此可見，通過引入風速測量、航路設計、射擊諸元分析以及數據處理等多種手段，利用現有的計算機平臺和仿真工具進行系統化的綜合評估，以二維或三維視景模擬出航炮射擊的彈道曲線分布或彈著點的概率分布，從而得到完善的攻擊模式，取得最佳射擊效果和最優選擇方案，并以此數據結果作為修正、完善經驗數據的依據]。

4戰例仿真及分析

以上述航炮武器射擊精度評估系統為基礎，通過具體的戰例對航炮射擊精度進行綜合評估，進一步對MATLAB仿真結果進行分析。假定任務為某殲擊機使用航炮武器攔截并攻擊入侵目標飛機：要求使用某型航空彈藥射擊，規定進人攻擊航跡的角度約為26。，根據戰場環境預設風速與風向為東北順風向，風速約為10km?h一。兩架戰機甲、乙分別模擬航炮攻擊目標(目標點在靶平面位置坐標為(41，5023))，其中甲按照實時情況自行決定其攻擊方式，乙則按照經驗數據進行攻擊，兩者射擊數據如表2所示。根據綜合評估系統的計算結果并經處理得到圖2～圖5所示的仿真結果。由上述仿真結果，可歸納出3點結論：

1)在圖2和圖4中，經比較可得，甲彈道軌跡效果優于乙彈道軌跡效果，表明乙所取得的毀傷效果明顯比甲所取得的效果差；換言之，在預設的戰場環境下，乙所采用的經驗數據有修正的必要。

2)在圖3和圖5中，經比較可得，甲的散布中心點距離目標點的偏差要小于乙的散布中心點距離目標點的偏差。說明甲的命中精度優于乙。

3)綜合以上兩點分析：甲的射擊精度明顯優于乙。另一方面，對于當時的戰場環境設定，采用自主經驗的甲通過將射擊偏角和射擊仰角各增加0．5。，射擊效果更好。這說明對經驗數據的修正有利于取得較好的射擊效果。由上述仿真結果的分析可得：在基于實時設定的綜合性仿真系統下評估航炮射擊精度，不僅可以對作戰結果進行預先評價，而且還可以依照實際戰場情況對參考的原始經驗數據進行修正和完善，從而提高使用航炮毀傷敵方目標的可靠性與準確性。需要指出的是，上述假定的戰例是理論化的情形，并不完全等同于實際。在實際應用中，還需對實時數據進一步積累。

5結束語

通過對影響航炮射擊精度的主、客觀因素的分析，找出了綜合評估系統的建模基礎依據，并基于MATLAB仿真環境得出了射擊精度分布圖；由圖可以看出，基于實時設定的綜合性仿真航炮射擊精度評估系統，能夠對作戰結果進行預先評價，從而提高航炮射擊的準確性。此外，依據模擬或訓練所收集到的數據可以不斷地對原始數據加以修正和完善，從而為航炮射擊提供技、戰術參考，同時也為從事相關技術研究提供若干數據支持。由于戰場環境復雜，氣象條件變化大，實時數據的不確定性對該系統的研制和開發會造成一定的困難。