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中口径预制破片弹反导能力研究*

更新时间:2016-07-05

0 引言

中大口径高炮由于射速低、反应慢及配备的火控、引信落后,二战对空命中率低,战后防空任务逐渐被小口径高炮与近程防空导弹代替[1]。近年来,电磁干扰制约了导弹的防空效能,而空袭平台的远程精确化需要近程防空体系具备较高较远的防空能力。中口径火炮防空反导能力研究重新成为热点[2-3]

草莓育苗可在露天的环境下进行,选择相应的匍匐茎,在形成秧苗后与母株分开,形成新的草莓苗株。在母株栽培的过程中,应保证每株之间的距离约为70厘米,及时去除生长出花蕾,保证匍匐茎的快速生长。母株生长的过程中,根据土地的实际情况,针对性地调整施肥和浇水,保证土壤处于湿润的状态,促进匍匐茎的根部生长。由于草莓比较矮小,易受到杂草的影响,在栽培的过程中,除草工作非常重要,通常情况下,每年8~9月为定植期。当草莓的匍匐茎长出幼叶时,为促进匍匐茎生根,幼叶的前端用土覆盖,并喷洒生根剂,在定植期,每株草莓的匍匐茎保留5个作用最佳,若匍匐茎的数量较多,应该及时的去除,确保留下的匍匐茎可以生长成壮苗。

为满足战争对导弹、无人机等多种小型目标的防御需求,AHEAD弹通过改进弹药的设计思想,携带质量相对较大、数量相对较少的前向飞散破片,在目标前方较佳位置形成高动能、高密度的破片弹幕,达到对目标的有效命中和毁伤[4]。文献[5]建立了AHEAD弹反导射击效率模型,文献[6]研究了AHEAD弹不同散布误差下开舱距离对毁伤效能的影响规律。中口径炮弹若装填AHEAD弹型预制破片,相同弹幕破片密度下弹幕覆盖范围更广,显然中口径火炮防空更依赖于炸点的精确控制及开舱条件的优化,因此有必要研究其对中口径火炮反导能力的影响。

文中提出预制破片在中口径炮弹舱室内的排布方式,分析开舱后破片运动规律,建立中口径预制破片弹对空中典型目标反辐射导弹的射击效率模型。在已知误差统计特性的基础上,结合某近炸引信启动准则,采用仿真模拟法来评估中口径火炮反导能力。

1 破片舱室内排布结构及运动规律

中口径预制破片式防空炮弹结构类似于AHEAD弹,杀伤元素是舱室内预先排布的多圈圆柱形钨合金破片,但在弹底增加一定抛射药,赋予开舱后破片更高的附加轴向速度。单层排布直径dp、质量mp的破片ND枚,沿母弹轴向排布np层,破片总数NpD=npND,单层破片的装填方式如图1所示。

3)母弹开舱为前开舱方式,外壳体向周向飞散,弹丸内预制破片向前飞出,弹丸开舱瞬间攻角为0;

图1 单层破片排布方式

如图2所示,外弹道分成开舱前母弹和开舱后破片飞行段。破片弹幕与目标时空交汇,需满足火控弹道解算方程:

(1)

中口径火炮对空射击时,以弹丸出炮口为时间起点,设火控弹道解算tf时刻弹目交汇,弹幕中心破片与目标间的系统误差为

1.畜禽产品市场软件、硬件建设严重滞后。软件建设主要包括管理、信息、保护、技术。管理不规范,市场信息不灵,市场不稳造成畜禽产品价格的大起大落,技术上只重视生产环节的技术推广,而对加工、储运及销售技术力度不够。

图2 破片飞行过程示意图

开舱前,破片与母弹以一定速度沿外弹道飞行,引信启动后,母弹舱室破裂,破片获得轴向和径向附加速度。对于整个破片群,各层及各圈破片距离开舱动力源的位置不同,层与层间的轴向速度以及各圈间径向速度产生差异。在研究破片运动规律时,假设:

1)破片飞行时间很短,不考虑重力作用;

2)破片径向速度较小,不考虑空气阻力对破片径向运动的影响;

有关部门虽已制定多个用煤标准,但受制于用户排放负担较轻的影响,对煤的含硫量要求比较宽松。而且这些标准大多只是指导性的,不具强制执行力。至今做不到为不同用煤设备供应性质不同的、可满足设计要求的动力煤产品。为用户供应0~50 mm的散煤,一直是中国煤炭的供应方式。因此许多企业仍在使用原煤,而不愿意使用洗选煤。

弹幕中心破片与目标合成速度为:

4)破片保持良好的飞行稳定性,所有破片赋予相同的轴向附加速度。

在空气阻力作用下,Rp满足[8]

(2)

式中:vpc为开舱破片轴向速度,为母弹炸点存速,可通过射表或解外弹道方程组获得,va为开舱破片轴向附加速度,受抛射药量、装药结构决定;CD为破片迎风阻力系数,CD=1.171;ρ为空气密度;φ为破片形状系数,圆柱形破片φFe=3.347×10-3(m2/kg2/3);ρFe为钢破片密度;ρp为破片材料密度。

2 破片命中毁伤模型

2.1 破片命中模型

建立目标坐标系Mqxmymzm,Mq为火控弹道解算理想目标提前点,Mqxm轴沿目标纵轴向前为正;Mqym轴垂直于Mqxm轴指向上方为正;Mqzm轴由右手法则确定。

建立误差坐标系Mqx3y3z3,Mqx3轴沿炮目连线方向,正向朝远;Mqy3轴垂直于Mqx3轴向上方为正;Mqz3轴由右手法则确定。

式中:dq为水平射击距离;Pq为航路捷径;q为航路角;Dq为射击斜距离;εq为高低角;fxfyfz为理想炸点在地面坐标系Oxyz[7]下的三坐标值,与火炮初速v0、射角θ0、开舱前母弹飞行时间tw、气象条件等有关;θcψc为开舱点处的速度高低角(弹道倾角)和速度方向角[7],当中口径火炮近距离射击时,ψc很小,该文假设ψc=0;Rp为火控弹道解算破片飞行距离即理想开舱距离;tf为火控弹道解算弹丸出炮口至交汇时间;tp为火控弹道解算破片飞行时间。

理论上,水权交易市场具有诸多优势。不过,鉴于水资源是一种特殊的公共资源,水权交易市场面临人权学说和公共信托学说的质疑。为了确保水权交易市场的可持续发展,人们应该将水资源视为是公共商品而非传统的商品。水的公共商品学说可以有效协调人权学说、公共信托学说和商品学说,缺乏任何一种学说都可能导致水权交易制度运行不佳。

(3)

式中:μDq为距离系统误差;μεq为高低射角系统误差;μβq为方向射角系统误差。

tf时刻弹幕中心破片与目标误差的协方差阵为:

(4)

式中:σDq为距离均方差;σεq为高低射角均方差;σβq为方向射角均方差。

Mqx3y3z3坐标系下抽样获取tf时刻弹幕中心破片与目标的偏差Mqx2y2z2坐标系下的偏差为:

(5)

tw时刻为火控弹道解算开舱时刻,则Mqx2y2z2坐标系下炸点与目标偏差为:

(6)

近炸引信满足引信启动准则的理想炸点时刻为tw+ta,设引信产生的时间误差Δtc服从正态分布,数学期望为μtc,均方差为σtc,tc为引信误差抽样值。实际交汇时刻为tf0=tw+td+tp0,在Cx2y2z2坐标系下,弹幕中心破片与目标的偏差为:

(7)

式中:td=ta+tc;Rp0为破片飞行tp0时间的开舱距离;vm为目标飞行速度,该文假设目标水平匀速飞行。

重要性;认真落实交接班制度,做到床旁交接,护士长不定时晨会提问在班护士高风险患者;每周进行2次安全检查,包括门窗设施、保护性用具、患者用物等[5]。

(8)

式中:RH0为破片飞行tp0时间的弹幕半径。破片在Mqy2z2平面内的散布近似为圆形,飞行tp0时间的散布圆半径为:

第(Ⅰ)问需要考生对三角形的内角∠B进行分类讨论,利用正弦定理、同角三角函数基本关系、结合三个内角的关系得到结论.第(Ⅱ)问讨论三角形的边与边的关系,题目给出了两边及其一边的对角,一般情况下这样的条件不能确定一个三角形,但是此处蕴含的边角关系恰好可以唯一确定满足条件的三角形,这需要学生熟练运用正弦定理、三角形的边、角关系解三角形,较好地理解三角形的性质,具有解三角形时根据条件判断所得解是否符合题意的意识.若考生能够通过边的关系推知△ABC为直角三角形,也可通过解直角三角形的方法从而完成该题的解答.这也正是考查考生数学思维、数学能力和素养的反映.

(9)

式中:vtmax为最外圈破片的切向速度,vtmax=ωcrpmax,ωc为开舱瞬间母弹角速度,可通过射表或解外弹道方程组获得;rpmax为最外层破片距离母弹中心半径。在引信启动准则下根据式(8)迭代可求得实际破片飞行时间tp0以及破片飞行距离Rp0

2.2 破片毁伤模型

文中以某反辐射导弹为例,将其分为导引头、制导舱、战斗部、控制室、发动机室、弹翼、舵片等舱段,分别研究各舱段的毁伤情况,最后得到目标的毁伤。

随着网络通讯技术的发展,图书馆的职能和定位也在不断拓展,“以资源为中心”的发展模式逐渐转向真正的“以用户为中心”[1]。参考部中以地方文献检索的用户研究也发生着深刻的变化。

(10)

式中:vp0为弹幕中心破片飞行tp0时间的速度,vp0=vpc/(Avpctp0+1)[8]

根据目标毁伤理论,对柱形、棱柱形破片,可采用侵彻经验公式:

(11)

式中:vj为相对极限撞击速度;kv为试验系数,对硬铝合金kv=2 852;hj为第j舱段对应的等效硬铝靶板厚度;Sp为破片迎风面积;γj为破片相对速度与第j舱段法线的夹角。为简化计算,文中将导引头前端处理成半球体,其它主体部位舱段处理成等截面圆柱体。图3中Rm为目标截面半径,Lmj为第j舱段长度。

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图3 舱室结构示意图

某反辐射导弹各舱室造成C1级毁伤的毁伤准则[6]如表1所示。

表1 反辐射导弹各舱室毁伤准则表

舱段编号等效铝靶厚度/mm破片数量要求/枚导引头前端1F5.0+156导引头侧面1S5.0+156制导舱22.0+105战斗部31.5+257控制室43.0+256发动机53.0+1010弹翼—3.0+10无效舱片—2.0+10无效

由于目标形状不规则,弹幕内不同破片与目标各部位交汇的γj均不相同。如图4所示,对于2~5舱段有:

(12)

第1舱段有效总毁伤面积为:

破片命中模型为:

图4 破片与目标交汇示意图

在弹幕覆盖目标舱段前提下,由式(11)得破片相对速度与第j舱段法线极限夹角:

变电站改造期间,还应注重对临时供电模式的监控和管理。在临时供电模式的运行过程中,常发生一些安全事故,因此,要重视对施工工程的监控和管理,及时发现安全隐患,避免安全事故的发生。

(13)

满足式(13)侵彻条件的破片飞行轨迹与第j舱段中心轴线间的极限距离:

(14)

有效毁伤面积在Mqy2z2平面内的投影:

(15)

对于导引舱前端即第1F舱段,破片相对速度与第1F舱段法线的夹角满足:

(16)

式中:dm1F为球心至弹幕内任一破片飞行轨迹的垂直距离。

γ1Fj的求解同式(13),球心至弹幕内任一破片飞行轨迹的极限距离:

dm1Fj=Rmsinγ1Fj

(17)

图5 投影面积示意图

如图5所示,当dm1FjRmcosθccosq,有效毁伤面积在Mqy2z2平面内的投影为:

苯海拉明是由辛辛那提大学前教授George Rieveschl发现,于1946年在美国上市销售,为抗组胺药,主要用于皮肤黏膜过敏[5]。苯海拉明英文名为diphenhydramine,化学名为N,N‐二甲基‐2‐(苯基甲氧基)乙胺,分子式C17H21NO,BCS为I类,高溶解性、高渗透性。

(18)

dm1Fj>Rmcosθccosq,有效毁伤面积在Mqy2z2平面内的投影为:

(19)

式中:dmj为弹幕内任一破片飞行轨迹与第j舱段中心轴线间的距离。

Sc1=Sc1F+Sc1S

(20)

式中:Sc1S的计算方法可参考式(12)~式(15)。

当确定各舱段有效毁伤投影面积后,可得期望毁伤第j舱段的破片数目为:

(21)

j舱段条件毁伤概率[6]为:

Gj=1-exp(-ncj/nsj)

(22)

式中:nsj为毁伤第j舱段所需破片数目(见表1)。

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对整个导弹的条件毁伤概率为:

(23)

2.3 炸点位置的确定

由式(7)知,当tc的统计特性确定后,实际每发弹炸点位置主要由ta决定。文中将弹目相对姿态、相对运动速度、破片对目标的毁伤等信息融入引信启动准则,以毁伤概率最高作为确定引信启动准则的标准。图6为确定炸点位置的计算程序框图,±ta0ta的边界条件,tp00tp0的上边界条件。

图6 计算引信启动时机的程序流程图

2.4 理想开舱距离的优化

由式(6)知,在其它条件确定时,tw时刻炸点与目标偏差受Rptp影响。图7为确定tp的计算程序框图,根据式(2)可求得Rp

图7 开舱距离计算的程序框图

3 仿真及结果分析

3.1 仿真条件

μDq=0.4%Dq,μεq=4 mil,μβq=4 mil,σDq=0.6%Dq,σεq=6 mil,σβq=6 mil,dp=6 mm,mp=3.3 g,ND=301,np=6,NpD=1 806,va=600 m/s,rpmax=54 mm,vm=250 m/s,H=50 m,Pq=500 m,v0=900 m/s。μtc=1 ms,σtc=5 ms,Rm=0.25 m,Lm1=0.621 m,Lm2=0.555 m,Lm3=2.777 m,Lm4=0.819 m,Lm5=3 m,ρ=1.225 kg/m3,ρFe=7 800 kg/m3,ρp=18 170 kg/m3

3.2 结果分析

图8为不同射击距离Dq下的毁伤概率Pk随破片飞行时间tp的变化曲线。由图8可知,随着tp增大,即Rp增大,实际弹目交汇时命中概率不断增大,命中概率的增大使毁伤概率增大,但随着Rp进一步增大,在满足命中准则时的破片侵彻能力不断下降,条件毁伤概率的下降使得毁伤概率下降。在给定仿真条件下,在tp=0.08 s附近中口径火炮对目标的毁伤概率最高。

图8 毁伤概率随火控弹道解算破片飞行时间的变化曲线

图9为tp=0.08 s时,抽样获取几组弹幕中心破片与目标偏差下的条件毁伤概率G随开舱时机td的变化曲线。由图9可知,随着实际引信起爆时机的不断后移,弹目距离不断减小,弹幕破片密度不断增大,条件毁伤概率不断提高。当弹目距离进一步减小,无法满足命中准则时条件毁伤概率为零。

由3位MRI诊断医师分析所有MRI图像,结果不一致时经讨论达成一致,观察患者增强MRI图像特征,计算增强MRI在结直肠癌淋巴结转移诊断准确率。

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4 结论

该文建立了中口径火炮配备近炸引信发射预制破片弹对某反辐射导弹的射击效率模型,通过仿真计算得到了中口径火炮反导毁伤概率。研究结果表明:火控弹道解算存在一个最佳开舱距离,在解算射击诸元时通过优化开舱距离可提高反导毁伤概率;引信启动准则及引信工作误差对中口径火炮反导能力的影响很大,在一定引信技术支撑下中口径火炮发射预制破片弹近距离可具备较好的反导能力。

图9 条件毁伤概率随开舱时机的变化曲线

参考文献:

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陈红彬,师军飞,高波,王勇
《弹箭与制导学报》 2018年第05期
《弹箭与制导学报》2018年第05期文献

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