舰载武器系统效能分析
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

3.2 射击时间和发射弹数

3.2.1 射击时间

射击时间是指空中目标通过系统射击区时,舰炮能对其射击的全部时间。

射击时间的计算公式推导如下。

为简单起见,设目标为等速、直线平飞,如图3.2.1所示,图中:

img

图3.2.1 射击时间

img为系统射击区长度;

imgimg为系统射击区img的远端点、近端点;

imgimg为与imgimg相应的目标现在点;

img为舰炮位置;

imgimgimgimg的弹丸飞行时间;

img为目标速度。

当舰炮开始射击时,目标位置在img点,并有img

同样,当舰炮停止射击时,目标位置在img点,并有img

可以看出,目标通过img的时间等于舰炮射击时间img,有

img

(3.2.1)

3.2.2 发射弹数

3.2.2.1 射速

1.射速及其对射击的影响

舰炮射速又称舰炮发射率,是指舰炮单位时间内发射的射弹数(发/min)。它是舰炮系统的重要性能指标之一,是说明系统射击能力的一个重要因素。通常情况下,射速高则火力密度大,毁伤目标的概率也会大,体现了系统射击能力强,反之则弱。

舰炮武器系统为了完成射击任务,除主要要提高系统的射击精度外,还要增加发射弹数。提高单炮射速是增加发射弹数的措施之一,但射速的提高会受到舰炮物理性能、震动等因素的影响。

从炮身的物理性能来看,长时间的高速发射,会使炮身温度很快上升到极限温度。中口径炮身极限温度为350℃左右,小口径炮身为400℃左右,在极限温度以至超过这个温度的条件下射击,会使炮膛内金属的机械性能迅速下降,金属表面分子将脱落而被炸药气体吹走,炮膛迅速磨损。这样,会使射弹初速减小产生偏近的误差,而增大射弹散布,降低射击精度,同时还会大大降低炮身的寿命,表3.2.1给出了某中口径舰炮的炮身寿命与炮身平均温度之间关系的试验数据。

表3.2.1 炮身寿命与平均温度之间的关系

img

另外,射速大也会引起舰炮震动大,不易稳定,而增大射弹散布,降低射击精度。

2.射速的种类

射速分以下三种:理论射速、实际射速及极限射速。

(1)理论射速。

理论射速又称为舰炮的最大射速,是指通过计算和试验所得出的舰炮在一分钟内能连续发射的弹数。计算时,只考虑活动机件一个工作循环所需要的时间,不考虑装弹、瞄准时间,以及自然条件对射击的影响等因素。

在舰炮性能指标中给出的射速通常均为理论射速,表3.2.2为几种口径舰炮的理论射速。

表3.2.2 几种口径舰炮的理论射速

img

(2)实际射速。

实际射速又称战斗射速,是指战斗中舰炮在1分钟内发射的弹数。计算时,包括瞄准、击发,重新装弹和转移射向等动作所需的时间。实际射速比理论射速小。

①小口径舰炮实际战斗中常用两种发射方式:

短点射:每次3~5发,点射间隔时间为1~2s。短点射舰炮震动小,射击精度较好,节省弹药。

长点射:每次10~15发,点射间隔时间为1~2s。长点射具有较大的火力密度,但因炮身温度增加较快,射弹散布较大,射击精度不如短点射高。

点射方式也有按点射时间间隔来设定的,根据具体装备选择点射长度。

②大中口径舰炮实际战斗中常用两种发射方式:

齐射:全舰相同口径舰炮按一定的时间间隔一起进行发射,齐射间隔时间的长短取决于发射后炮身稳定所需要的时间、弹药的储备量,对于非自动炮还有炮手的训练水平等,中口径舰炮通常取5s,齐射射击精度高。

急射:全舰各炮以最快的速度进行发射,直至发射完规定的弹数。一次急射的发射弹数通常为2~4发。急射火力强,但射击精度比齐射要差。

(3)极限射速。

极限射速是指在实战中允许舰炮采用的最大射速。这个速度是用一定时间内所允许发射的最多炮弹数的形式来规定的。目的是保持射击精度、炮身寿命和舰炮持续战斗的能力。

①中大口径舰炮的极限射速,见表3.2.3。

表3.2.3 中大口径舰炮的极限射速 (单位:发/min)

img

②小口径舰炮的极限射速,见表3.2.4。

表3.2.4 小口径舰炮的极限射速

img

在实际使用中,应从开始射击起计算射击持续时间和发射弹数。如果两次射击之间,不能保证炮身温度完全冷却下来,则间隙时间也应计算在射击持续时间之内。

3.2.2.2 发射弹数

根据射速种类的不同,发射弹数分为理论发射弹数和实际发射弹数两种。

1.理论发射弹数

理论发射弹数的计算式如下:

img

(3.2.2)

式中 img——射击时间(s);

img——舰炮理论射速(发/s);

img——表示向下取整。

2.实际发射弹数

在舰炮技术性能一定时,一门(单管)舰炮一次射击中,实际发射弹数的多少,主要取决于射击时间的长短及采用的发射方式。

(1)大中口径舰炮的实际发射弹数。

大中口径舰炮通常采用齐射方式发射。当确定齐射间隔时间img后,每门(单管)舰炮对目标射击一次的实际发射弹数img,可按下式计算:

img

(3.2.3)

式中 img——射击时间(s);

img——齐射间隔时间,通常中口径炮取img=5s。

(2)小口径舰炮的实际发射弹数。

小口径舰炮通常采用点射方式发射。当确定点射间隔时间img、点射长度img(点射弹数)及点射时间img后,每门(单管)舰炮对目标射击一次的实际发射弹数img就可以计算了,有

img

(3.2.4)

式中 img——点射长度;

img——点射次数,有

img

(3.2.5)

式中 img——射击时间(s)

img——点射间隔时间,一般取img=2s;

img——点射时间,近似有

img

(3.2.6)

式中 R——理论射速。

在式(3.2.5)中,分子上加一个间隔时间是因为间隔时间数目比点射数目少一个。

【例3.3以某双管舰炮对空射击,已知射速img=16发/min,发射间隔时间img=5s,img=250m/s,img=3000m,捷径img=2000m,求射击时间和发射弹数。

解:由例3.1和图3.1.11可知,系统射击区img=7141m,射击远端的imgm,查某中口径炮对空基本射表得img=13.1s。

img点坐标为img=3000m,img=img=2000m,由某中口径炮射表查得img=4.8s。

按式(3.2.1),得射击时间img

img

理论发射弹数img可按式(3.2.2)求得

img

实际发射弹数img按式(3.2.3)求得

img

【例3.4以某型双管小口径炮对低空目标射击,已知单管射速img=380发/min,点射长度img=4发,点射间隔时间img=2s,img=300m/s,img=200m,img=0,求射击时间和发射弹数。

解:由例3.2可知,系统射击区长度img=3956m,其中由某双管小口径舰炮射表查得img=9s。img点坐标为img=200m,img=344m,img=0.429s。

按式(3.2.1),得射击时间img

img

双管理论发射弹数img可按式(3.2.2)求得

img

下面计算实际发射弹数。

点射时间img可按式(3.2.6)求得

img

点射次数img可按式(3.2.5)求得

img

单管实际发射弹数img可按式(3.2.4)求得

img

则双管实际发射弹数img

img

由此例可以看出,射速高的舰炮实际发射弹数要比理论发射弹数小得多。