專利名稱：一種逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的擊發(fā)頻率的計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于武器系統(tǒng)效能分析領(lǐng)域，用于對逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的射擊頻率這一戰(zhàn)技指標(biāo)在進(jìn)行武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證時(shí)進(jìn)行計(jì)算。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮，如地炮、突擊炮等，其射擊方式是每一次擊發(fā)完成后，射擊沖擊載荷使得火炮的身管產(chǎn)生隨機(jī)振動(dòng)，火炮在聞低角和方位角上的射擊諸兀誤差的大小和方向都是隨機(jī)的，需要等待振動(dòng)的過渡過程基本結(jié)束，并且射擊準(zhǔn)備(后座、復(fù)進(jìn)、裝填、瞄準(zhǔn))工作完成，火炮才可以進(jìn)行下一次擊發(fā)。對現(xiàn)代的逐發(fā)瞄準(zhǔn)自動(dòng)火炮，特別是行進(jìn)間射擊的自動(dòng)火炮，不論是車載還是艦載，雖都配置了穩(wěn)定裝置，也難使其射擊過程中的隨機(jī)振動(dòng)達(dá)到需求的穩(wěn)定程度。為解決這一問題，行進(jìn)間射擊的直瞄火炮均以其火控解算諸元為中心、而間瞄火炮則以其陀螺裝置構(gòu)建的復(fù)瞄器所保持的火控解算諸元為中心，設(shè)置一個(gè)射擊門。如果射擊門為橢圓，射擊諸元誤差對其隨機(jī)穿越過程如附

圖1所示。圖中，坐標(biāo)原點(diǎn)為火控解算射擊諸元；以a，b為長短半軸的橢圓為預(yù)置的射擊門，記為Ω ；Z(t) = [x(t),y(t)]T e R2中的x(t)，y(t)分別為火炮方位角、高低角對應(yīng)的射擊諸元誤差；稱h，t3, t5…為Z(t)對于射擊門Ω的正(由外向內(nèi))穿越點(diǎn)，t2, t4, t6…為Z(t)對于射擊門Ω的負(fù)穿越點(diǎn)。如果對Z(t)采用連續(xù)的檢測裝置(如自整角機(jī)或正余弦變壓器)，再考慮到火炮擊發(fā)后，還需要射擊準(zhǔn)備時(shí)間Ts，為能盡快的自行生成擊發(fā)指令，逐發(fā)瞄準(zhǔn)體制下的火炮擊發(fā)瞬時(shí)的選擇準(zhǔn)則應(yīng)是第一個(gè)正穿越點(diǎn)h是首發(fā)擊發(fā)瞬時(shí)；后一擊發(fā)瞬時(shí)與前一擊發(fā)瞬時(shí)所對應(yīng)的兩個(gè)正穿越點(diǎn)間的時(shí)間間隔是大于Ts中的最小者。很顯然，受到上述隨機(jī)振動(dòng)過程的影響，逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的射擊頻率是隨機(jī)的。與之不同的是對于速射武器，如高炮、機(jī)槍等，為了保證較高的射頻，其射擊過程中不需要等待每一次沖擊振動(dòng)結(jié)束就進(jìn)行連續(xù)射擊，其射頻往往采用固定 值。由于逐發(fā)瞄準(zhǔn)的火炮射頻的均值是火力反應(yīng)速度的關(guān)鍵性指標(biāo)，它已被納入戰(zhàn)技指標(biāo)體系。因此必須對火炮射頻的隨機(jī)特性加以分析和研究，以獲得最佳的火炮射頻。當(dāng)前，有關(guān)逐發(fā)瞄準(zhǔn)的火炮射頻是通過大量的試驗(yàn)數(shù)字仿真或者試湊的辦法來獲得，需要花費(fèi)大量的時(shí)間，并且缺乏理論依據(jù)。目前，對武器系統(tǒng)的射頻進(jìn)行研究的為文獻(xiàn)也有所報(bào)道，但是都沒有考慮逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮在實(shí)際射擊過程中存在需要射擊準(zhǔn)備時(shí)間這一不可或缺的約束，因而其研究結(jié)果不符合武器系統(tǒng)射擊過程的實(shí)際情況。本發(fā)明針對上述逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的射擊特點(diǎn)，特別是考慮逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮存在需要射擊準(zhǔn)備時(shí)間這一不可或缺的約束，在研究火炮的射擊諸元誤差對射擊門的隨機(jī)穿越特性的基礎(chǔ)上，給出了逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的隨機(jī)射頻的分布函數(shù)及其均值的數(shù)學(xué)計(jì)算方法。該方法適用于所有逐發(fā)瞄準(zhǔn)的自動(dòng)擊發(fā)武器。對于由炮手直接操瞄的非自動(dòng)火炮，它的瞄準(zhǔn)鏡的不靈敏區(qū)的邊界等效于射擊門；對坦克炮而言，它已有了射擊門，但其主要任務(wù)是提高首發(fā)命中率，如果在后續(xù)的射擊過程中要求它們進(jìn)行多發(fā)射擊，為提高它們的射速，本方法同樣適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的擊發(fā)頻率的計(jì)算方法。實(shí)現(xiàn)方案一種逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的擊發(fā)頻率的計(jì)算方法，根據(jù)測量射擊準(zhǔn)備時(shí)間、火炮的射擊諸兀誤差穿越射擊門的隨機(jī)穿越頻率以及射擊諸兀誤差在射擊門內(nèi)和射擊門外的概率，計(jì)算射擊諸元誤差的隨機(jī)穿越周期概率的分布，然后得出火炮的隨機(jī)擊發(fā)周期的密度函數(shù)，最后計(jì)算出火炮的平均擊發(fā)周期和平均射頻。具體步驟如下I)根據(jù)戰(zhàn)技指標(biāo)要求或?qū)嶋H測量獲得射擊準(zhǔn)備時(shí)間Ts ；2)獲得射擊諸元誤差穿越射擊門的隨機(jī)穿越平均頻率λ ；3)獲得射擊諸兀誤差在射擊門內(nèi)概率aQ和射擊門外的概率Ct1 ;4)根據(jù)前三步獲得的參數(shù)帶入公式
權(quán)利要求
1.一種逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的擊發(fā)頻率的計(jì)算方法，其特征在于根據(jù)測量射擊準(zhǔn)備時(shí)間、火炮的射擊諸兀誤差穿越射擊門的隨機(jī)穿越頻率以及射擊諸兀誤差在射擊門內(nèi)和射擊門外的概率，計(jì)算射擊諸元誤差的隨機(jī)穿越周期概率的分布，然后得出火炮的隨機(jī)擊發(fā)周期的密度函數(shù)，最后計(jì)算出火炮的平均擊發(fā)周期和平均射頻，具體步驟如下1)測量射擊準(zhǔn)備時(shí)間Ts；2)獲得射擊諸兀誤差穿越射擊門的隨機(jī)穿越頻率入；3)獲得射擊諸兀誤差在射擊門內(nèi)概率αο和射擊門外的概率α I ;4)根據(jù)前三步獲得的參數(shù)帶入公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的擊發(fā)頻率的計(jì)算方法，其特征在于步驟2中所述的隨機(jī)穿越頻率λ根據(jù)火炮高低角和方位角的射擊諸元誤差的均方差和誤差的導(dǎo)數(shù)的均方差理論計(jì)算求的，或根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)的檢測直接獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的擊發(fā)頻率的計(jì)算方法，其特征在于當(dāng)射擊門為橢圓時(shí)，λ按以下計(jì)算公式得到
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的擊發(fā)頻率的計(jì)算方法，其特征在于步驟2中所述的Citl和\通過實(shí)測的射擊諸元誤差的均方差在射擊門內(nèi)外的占比統(tǒng)計(jì)獲得或通過理論計(jì)算獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的擊發(fā)頻率的計(jì)算方法，其特征在于當(dāng)射擊門為橢圓時(shí)，％和Ci1通過公式得到式中
全文摘要
本發(fā)明公開了一種逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的擊發(fā)頻率的計(jì)算方法。該方法運(yùn)用隨機(jī)穿越理論，考慮逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮射擊過程中存在射擊準(zhǔn)備時(shí)間，根據(jù)火炮的射擊諸元誤差穿越射擊門的隨機(jī)穿越頻率，以及射擊諸元誤差在射擊門內(nèi)和射擊門外的概率，從而得到射擊諸元誤差的隨機(jī)穿越周期概率密度函數(shù)；然后根據(jù)火炮的隨機(jī)擊發(fā)周期的密度函數(shù)，計(jì)算出火炮的平均擊發(fā)周期和平均射頻。本發(fā)明可以為逐發(fā)瞄準(zhǔn)火炮的射擊頻率的設(shè)計(jì)和檢測提供一種有效的計(jì)算方法。
文檔編號(hào)G06F19/00GK103049660SQ20121056655
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者王向民, 王軍, 薄煜明, 郭治 申請人:南京理工大學(xué)