非标准气象条件弹道自动修正的研究

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1、非标准气象条件弹道自动修正的研究引　言　　目前，火控系统的轰炸弹道计算是按标准气象条件进行的，且假定目标处于海平面。但实际投弹时，目标往往不在海平面。即使在海平面，大气参数也会远远偏离标准值。尤其是飞机到高原地区作战时，大气条件如气温、气压、气密等，与标准气象条件相差更大。投弹时炸弹的运动轨迹与火控系统的计算轨迹不同，弹着点误差较大，难以准确命中目标。所以，对气象条件不标准引起的弹着点偏差加以修正，是非常必要的。基于此，我们在研制“强击××型飞机瞄准具轰炸性能改进装置”时，对非标准气象条件下弹道的自

2、动修正进行了研究，建立了数学模型，并设计了电路。其原理和方法可移植到其它相近机型火控系统中。1　修正原理　　影响炸弹运动的大气参数是：目标点气温tO，气压PO以及温度梯度G。由于强击机投弹高度较低(低于3000m)，温度梯度不标准对弹着点的影响较小，可以不予考虑。　　目标点气温、气压不标准时，大气密度ρ变化，从而使炸弹在运动轨迹上的每一点所受的空气阻力变化，弹道改变，弹着点产生误差。由于炸弹标准落下时间是炸弹在运动中所受空气阻力大小的特征数，因而通过适当的方法，可将大气密度对阻力的影响折算到炸弹标准

3、落下时间○　H上。即通过适当地修正H，可使瞄准具的计算弹道与非标准气象条件下的实际弹道近似重合。　　如图1所示，图中弹道Ⅰ表示在非标准大气条件下由高度H、空速Vc、俯攻角λα及标准炸弹落下时间所确定的弹道；弹道Ⅱ表示在标准大气条件下由相同的投弹条件和等效标准落下时间′所确定的弹道。要使这两条弹道完全相同，即弹道上各对应点诸元都相等，两条弹道上的阻力加速度必须对应相等。即：图1　不同大气条件下的弹道示意图J=J′　　(1)　　假定A点高度为y，由J的表达式可得C′.H(y)F(v)=C.H′(y).F

4、(v)　　(2)　　故　　(3)　　式中C为弹道系数，C′为等效弹道系数，分别与、′相对应。H(y)为比重函数，γ(y)为A点的大气比重。　　令　　K=γ′(y)/γ(y)　则　　C′=K.C　　(4)　　由于　　积分可得　　同理　　由上两式可得　　(5)　　式中τON、hON分别为海平面标准大气虚拟温度和气压；τO、hO分别为目标点的大气虚拟温度和气压；G为温度梯度，R为气体常数，两者均为常数。　　由于　　　　所以　　　　(6)　　可见，当目标点气温、气压偏离海平面标准值时，可根据τO、hO的数值

5、，按(5)、(6)式计算出等效标准落下时间′，再用′计算弹道参数，就可对气象条件不标准引起的弹道偏差加以修正。2　工作式的建立　　由于该型机瞄准具采用CCIP瞄准原理，用电子模拟运算电路计算超越角来确定弹道点的位置，且炸弹的标准落下时间是按弹型选定的，无法改变。因而，要修正非标准气象条件下的弹道，只有首先计算出的值，通过修正超越角直接改变显示的弹着点位置才能实现。同时，为了便于与瞄准具交联，简化系统结构，仍采用电子模拟运算电路来完成工作式的解算。为此，在建立工作式时，依据尽可能提高精度，同时要易于实

6、现，以简化电路，降低成本，提高可靠性的原则，采用优化计算方法进行了大量、反复的计算和比较。具体过程如下：　　①建立Δ工作式　　即对前述的理论计算公式(5)、(6)式进行简化。基本方法是：首先根据实际使用可能出现的情况，取不同的τO、hO、y组合，按(5)式计算出系数K，获得K的离散函数，表1为部分数据。然后对该离散函数进行分析处理，由于该型机投弹高度小于3　000m，y对系数K的影响较小，故将y的影响取平均值，这样就将K处理为τO、hO两个变量的函数。结果为：K=C.(hO/τO)　　(7)　　Δ=

7、(-20.197).(K-1)　　(8)表1　气象条件不标准时的K值(部分)τ0　y　K　h0700620540480283°Ky1=10000.9367450.8296900.7226334710.5889759y=20000.9347900.82795730.72112411460.58774571y=30000.9327520.82615240.7195521690.5864645263°Ky=10001.00017860.88587360.771567340.6858576414y=2000

8、0.9900190.87857480.7637299380.678871056y=30000.97953040.86756260.7556191360.671661454243°Ky=10001.07272960.95013190.8275342810.73558602y=20001.0517845820.93158060.811379210.72122371y=30001.030302020.91253450.794788170.7064783注：y——m