СПОСОБ СТРЕЛЬБЫ АРТИЛЛЕРИЙСКИМИ СНАРЯДАМИ С ЗАКРЫТЫХ ОГНЕВЫХ ПОЗИЦИЙ
METHOD OF SHOOTING WITH ARTILLERY SHELLS FROM CLOSED FIRING POSITIONS

Изобретение относится к области вооружения, в частности к стрельбе артиллерийскими снарядами с закрытых огневых позиций.
Аналогом предлагаемого изобретения является метод учета метеобаллистических условий стрельбы, представленный в способе стрельбы неуправляемыми снарядами с закрытых огневых позиций [1] [Патент RU №2236665 от 20.08.2002 г. МПК 7 F41G 3/16 - Способ стрельбы неуправляемыми снарядами с закрытых огневых позиций]. Данный метод предполагает замер радиальной скорости снаряда на начальном участке траектории, что позволяет оценить влияние на полет снаряда реальной плотности воздуха и скорости продольного ветра, а затем использовать эту оценку для прогнозирования траектории и корректировки стрельбы. Основным недостатком способа является отсутствие возможности корректировать ошибки по боковому направлению. Кроме того, точность корректировки по дальности быстро падает с ростом дальности стрельбы.
В качестве прототипа выбран способ стрельбы неуправляемыми снарядами с закрытых огневых позиций на основе полной подготовки [2] [«Правила стрельбы и управления огнем артиллерии (дивизион, батарея, взвод, орудие (ПС и УО-83)» Часть 1. Москва, Военное издательство, 1984 г.].
Способ [2] стрельбы артиллерийскими снарядами с закрытых огневых позиций включает:
- определение топографической дальности до цели, дирекционного угла направления на цель и превышения цели над огневой позицией;
0
- замер метеорологических условий стрельбы метеостанцией, прогнозирование начальной скорости снаряда V;
0
- расчет поправок в дальность и направление по метеорологическим условиям стрельбы и прогнозированной V;
- расчет установок стрельбы на основании топографических данных с учетом поправок на условия стрельбы при помощи таблиц стрельбы;
- ориентирование орудия;
- реализацию установок;
- производство выстрела.
Полная подготовка является основным способом определения установок для стрельбы артиллерийскими снарядами. Однако в ряде случаев ее применение невозможно из-за неполного объема и недостаточной точности указанных выше исходных данных об условиях стрельбы.
Тогда, согласно [2], установки для стрельбы определяются способами сокращенной или глазомерной подготовки. При этом увеличение ошибок по сравнению с полной подготовкой достигает 3-4 раз, что увеличивает расход боеприпасов и время выполнения огневой задачи. Основной вклад в увеличение ошибок стрельбы вносят:
- неучет ветра в слое атмосферы, где происходит полет снаряда,
0
- ошибка прогнозирования V из-за отсутствия объективных данных об износе орудия и свойствах партии метательных зарядов,
- большие ошибки ориентирования орудий при отсутствии или плохой выверке средств ориентирования.
0
В связи с этим актуальной является разработка методов уменьшения ошибок стрельбы, вызванных отсутствием данных о скорости и направлении ветра в слое атмосферы, где происходит полет снаряда, незнанием отклонения V от табличного значения и погрешностями ориентирования орудий.
0
Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение ошибок стрельбы с закрытых огневых позиций при отсутствии данных о скорости и направлении ветра в слое атмосферы, где происходит полет снаряда, и незнании отклонения V от табличного значения и погрешностями ориентирования орудий.
0
0
X
Z
0
X
Z
0
Поставленная задача достигается тем, что в способе стрельбы артиллерийскими снарядами с закрытых огневых позиций, включающем определение топографической дальности до цели, дирекционного угла направления на цель и угла места цели, расчет поправок в дальность и в направление по метеорологическим условиям стрельбы и прогнозируемой V, расчет установок стрельбы с помощью таблиц стрельбы, ориентирование орудий, реализацию установок, производство выстрела, новым является то, что при отсутствии средств замера метеорологических условий, отсутствии данных для прогнозирования начальной скорости снаряда V и средств точного ориентирования орудий производят два вспомогательных выстрела, различающихся по направлению, определяют отклонения разрывов от точек прицеливания, по полученным отклонениям вычисляют значения скорости продольного и бокового ветра W, W, отклонения начальной скорости снаряда от табличного значения ΔV и ошибку ориентирования Δα, на основании полученных значений W, W, ΔV, Δα с помощью таблиц стрельбы рассчитывают установки стрельбы для всех последующих выстрелов.
X
Z
0
При этом значения W, W, ΔV, Δα вычисляют по формуле:
,
где  - вектор определяемых параметров,
,
го
го
где β угол между направлениями стрельбы 1 и 2 выстрелов,
1
2
1
2
, ,  - чувствительности дальности X, Х и бокового направления Z, Z к действию соответствующих факторов (частные производные) из Таблиц стрельбы [3],
Х - дальность стрельбы.
го
го
- вектор отклонений от точек прицеливания 1 и 2 выстрелов по дальности и направлению,
.
X
Z
0
Технический результат предлагаемого изобретения достигается за счет того, что определение проекций скорости продольного W и бокового W ветра, отклонения V от табличных значений и уточнение ориентирования производится на основании косвенных данных, по наблюдению отклонений разрывов снарядов от точки прицеливания. С этой целью выполняются два выстрела, отличающиеся по направлению на угол β (фиг.1), и определяются отклонения разрывов от точек прицеливания.
Способ поясняется графическим материалом (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4).
На фиг.1 показаны направления первого и второго выстрелов и угол между ними Р, а также оси систем координат, где
О - точка стояния орудия;
1
1
2
2
1
1
2
2
OX, OZ, OX, OZ - оси систем координат OXZ, OXZ соответственно;
1
A - первая точка прицеливания;
2
А - вторая точка прицеливания;
- вектор скорости ветра;
X
W - скорость продольного ветра;
Z
W - скорость бокового ветра;
1
B - первая точка разрыва;
2
В - вторая точка разрыва.
На фиг.2, 3, 4 приведены соответственно среднеквадратические отклонения ошибок определения продольного и бокового ветра, отклонений начальной скорости и ошибки ориентирования снаряда в зависимости от угла β. Там же приведены погрешности определения тех же факторов известным способом [2].
Проекции на оси координат отклонений разрывов первого и второго выстрелов от точек прицеливания (фиг.1) можно представить в виде уравнений:
,
,
,
,
0
где ΔV - отклонение начальной скорости снаряда от табличного значения,
Δα - ошибка в угле горизонтального наведения орудия, вызванная погрешностью ориентирования орудия,
1
2
X, Х - дальность стрельбы первого и второго выстрелов.
Уравнения (1) представим в матричном виде:
то есть ,
X
Z
0
Значения W, W, ΔV и Δα, исходя из уравнения (2), вычисляются по формуле:
-1
где А - матрица, обратная А.
Полученные значения позволяют определить установки для стрельбы последующими снарядами.
Полученные в результате применения предлагаемого способа данные об условиях стрельбы позволяют вести стрельбу с точностью не хуже, чем при полной подготовке, при произвольном расположении целей относительно орудия (не только вблизи точек разрывов 2-х пристрелочных выстрелов), любым типом боеприпасов, в том числе и управляемыми боеприпасами, рассчитанными на попадание с 1-го выстрела.
Проведем оценку точности стрельбы предлагаемым способом.
X
Z
0
Дифференцируя (3), получим зависимость для вычисления вектора погрешности определения W, W, ΔV и Δα.
где  - вектор погрешности определения отклонений .
1
1
2
2
Погрешности δХ, δZ, δХ, δZ являются независимыми случайными величинами.
Обозначим:
ij
j
-1
где r, δX - элементы матрицы А и вектора  соответственно.
Погрешность определения i-го фактора (i=1…4), как следует из (4), находятся по зависимости
Дисперсия ошибки определения i-го фактора:
j
j
k
Из независимости погрешностей δX следует равенство нулю корректур моментов М(δXδX) при j≠k. Тогда (7) приобретает вид:
δX
где σ - среднеквадратическое отклонение погрешностей определения отклонений .
X
Z
0
Погрешность определения W, W, ΔV и Δα предлагаемым способом зависит от угла β. Например, при β=0 определитель матрицы А равен нулю, поскольку при этом совпадают первая и третья, вторая и четвертая строки А. То есть
.
Fi
1
2
Графики зависимостей погрешностей σ(β) представлены на фиг.2-4, где в качестве примера рассмотрен случай стрельбы из 122 мм гаубицы Д-30 на дальность Х=Х=15 км.
δX
По Таблицам стрельбы [3]. , , . Для σпримем характерную при использовании радиолокационных средств артиллерийской разведки величину 25 м.
Для сравнения на этих же графиках приведены погрешности определения, тех же факторов известным способом [2]. При соблюдении условий, предписанных в [2] для способа полной подготовки ([2], стр.54, 55), согласно [4], погрешность определения ветра составит 2.6 м/с (стр.51), погрешность определения отклонения начальной скорости - 0.74% (стр.58), погрешность определения ошибок ориентирования - 0.0031 рад (стр.38).
Как видно на представленных фиг.2, 3 и 4, предлагаемый способ при значениях угла Р, превышающих 30°-40°, позволяет оценить значения метеобаллистических данных с точностью не хуже, чем при использовании известного способа подготовки [2]. При β=60° точность оценки метеобаллистических данных предлагаемым способом увеличивается ≈ в 2 раза по сравнению с известным способом подготовки [2].
1. Патент RU №2236665 от 20.08.2002 г. МПК 7 F41G 3/16 - Способ стрельбы неуправляемыми снарядами с закрытых огневых позиций.
2. «Правила стрельбы и управления огнем артиллерии (дивизион, батарея, взвод, орудие) (ПС и УО-83)». Часть 1. Москва, Военное издательство, 1984 г.
3. «Таблицы стрельбы 122-мм гаубицы Д-30». Москва, Военное издательство министерства обороны СССР, 1978 г.
4. «Пособие по изучению правил стрельбы и управления огнем артиллерии (дивизион, батарея, взвод, орудие)» Часть 1. Москва, Военное издательство, 1985 г.