一种杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区确定方法与流程

1.本发明涉及模拟试验技术领域，特别涉及一种杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区确定方法。


背景技术：

2.为提高常规导弹部队对敌方装甲部队装备的多样化打击能力，装备有数百甚至上千枚杀伤破甲子弹的战斗部就成为地地常规导弹的标准化配备之一。
3.在常规导弹杀伤破甲子母弹内部，数百甚至上千枚子弹一般以套装叠加、呈内中外圈形式环状布设，引信体套装于上一枚子弹的药形罩内，被套装子弹壳体约束，不能滑出，子弹处于保险状态。当弹头再入至相对地面至一定高度时，接弹上计算机“母弹解爆”指令后，抛撒装药起爆，子弹抛撒出舱，原叠装在一起的子弹互相脱离，相继解除多级约束解除。子弹在落地或着靶前，逐渐减速，呈近乎竖直姿态。子弹撞击目标时，在过载作用下击地瞬时击发雷管，引爆药柱，形成一束高温高速的钢质射流，对装甲类目标形成贯穿毁伤，同时子弹爆炸后形成的破片对目标周围的物体形成附带杀伤。
4.由于战斗部子弹数量较多，子弹本身具有成爆率技术指标，并且，子弹在抛撒过程中，部分子弹会相互碰撞发生爆炸或损坏，必然造成在一次试验后，导弹试验靶场产生并存在大量哑弹，对靶场试验安全和靶场可持续发展造成难以挽回的影响。但是，由于地面试验不能对空爆子弹是否会引起链式“殉爆”现象进行考核，不进行实弹飞行试验就不能对导弹的实际毁伤效能进行评估，杀伤破甲子母弹导弹的实弹飞行试验就成为必然，这样就必然会在靶标区产生一定数量的哑弹。部分哑弹裸露在靶区戈壁滩地面表层，部分哑弹侵入地下难以发现，还有未知数量的子弹在空中爆炸，这样就导致难以对靶区哑弹清理干净与否进行准确判断，不能保证哑弹清理后的靶区是安全的，为此，就必须在试验后对靶区试验目标区范围进行划定，并采取一定的安全措施，以确保该区不会对人员和靶场试验产生安全风险。但是，在试验前没有专用的科学方法进行试验目标区范围分析，这就对杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区确定方法提出了迫切要求。


技术实现要素：

5.本发明提供一种杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区确定方法，能够对杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区进行分析，并对杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区的范围采取危险区管控和围护以保证杀伤破甲子母弹靶场飞行试验的安全。
6.根据本公开的一方面，提出了一种杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的危险区确定方法，所述方法包括：
7.基于所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区影响子弹分布的因素参数确定战斗部子弹分布模型；
8.利用蒙特卡洛方法计算所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的母弹综合偏差；
9.根据抛散半径理论计算所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的战斗部单枚子
弹理论落点相对子弹实际分布中心的偏差矢量；
10.利用所述战斗部子弹分布模型分别计算所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的战斗部子弹分布中心偏差，以及战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量；
11.根据所述母弹综合偏差、战斗部子弹分布中心偏差、战斗部单枚子弹理论落点相对子弹实际分布中心的偏差矢量和战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量确定所述单枚子弹的实际落点相对瞄准点的偏差；
12.以所述瞄准点为中心，所述单枚子弹的实际落点相对瞄准点的最大偏差为半径所确定的圆形区域作为所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的危险区域。
13.在一种可能的实现方式中，根据母弹综合偏差、子弹分布中心偏差、战斗部单枚子弹理论落点相对子弹实际分布中心的偏差矢量和战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量确定所述单枚子弹的实际落点相对瞄准点的偏差，包括：
14.将母弹综合偏差和所述战斗部子弹分布中心偏差合成为所述战斗部子弹实际分布中心相对瞄准点的偏差矢量；
15.将所述战斗部的单枚子弹理论落点相对子弹实际分布中心的偏差矢量和所述战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量合成所述战斗部单枚子弹实际落点相对战斗部子弹实际分布中心的偏差矢量；
16.所述战斗部单枚子弹实际落点相对战斗部子弹实际分布中心的偏差矢量和所述战斗部子弹实际分布中心相对瞄准点的偏差矢量合成为所述单枚子弹的实际落点相对瞄准点的偏差。
17.在一种可能的实现方式中，所述母弹综合偏差为所述战斗部子弹理论分布中心相对瞄准点的偏差矢量。
18.在一种可能的实现方式中，所述战斗部子弹分布中心偏差为所述战斗部子弹实际分布中心相对所述战斗部子弹理论分布中心的偏差矢量。
19.在一种可能的实现方式中，所述单枚子弹的实际落点相对瞄准点的最大偏差是由所述战斗部子弹实际分布中心相对瞄准点的偏差矢量的极大值和所述战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量的极大值所合成。
20.在一种可能的实现方式中，所述单枚子弹理论落点分布在以所述子弹实际分布中心为圆点，以所述抛撒半径为半径的圆上。
21.在一种可能的实现方式中，当弹道为零攻角弹道时，将所述战斗部子弹分布模型中的攻角和侧滑角置为零。
22.在一种可能的实现方式中，所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区影响子弹分布的因素参数包括子弹气动特性、子弹质量特性、抛撒点弹道参数、大气及地球参数。
23.本公开的杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的危险区确定方法，基于所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区影响子弹分布的因素参数确定战斗部子弹分布模型；利用蒙特卡洛方法计算所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的母弹综合偏差；根据抛散半径理论计算所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的战斗部单枚子弹理论落点相对子弹实际分布中心的偏差矢量；利用所述战斗部子弹分布模型分别计算所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的战斗部子弹分布中心偏差，以及战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量；根据所述母弹综合偏差、战斗部子弹分布中心偏差、战斗部单枚子弹理论落点相对
子弹实际分布中心的偏差矢量和战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量确定所述单枚子弹的实际落点相对瞄准点的偏差；以所述瞄准点为中心，所述单枚子弹的实际落点相对瞄准点的最大偏差为半径所确定的圆形区域作为所述杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的危险区域。能够对杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区进行分析，并对杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区的范围采取危险区管控和围护以保证杀伤破甲子母弹靶场飞行试验的安全。
附图说明
24.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
25.图1示出了根据本公开一实施例的杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的危险区确定方法流程图；
26.图2示出了根据本公开一实施例的杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的子弹落点偏差示意图。
具体实施方式
27.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
28.本发明提出的杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区确定方法，即在利用现有成熟方法确定导弹母弹命中精度偏差(即战斗部子弹理论散布中心与瞄准点偏差)，在此基础上，考虑瞬时风速和靶标目标区高程等多种因素，建立战斗部子弹分布模型计算得到战斗部子弹实际散布中心与理论散布中心的偏差、子弹偏离实际散布中心的偏差，多个偏差值共同作用确定了杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区范围。
29.图1示出了根据本公开一实施例的杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的危险区确定方法流程图。如图1所示，该方法可以包括：
30.步骤s1：基于杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区影响子弹分布的因素参数确定战斗部子弹分布模型。
31.其中，杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区影响子弹分布的因素参数主要包括子弹气动特性、子弹质量特性、抛撒点弹道参数、大气和地球参数等参数，在利用战斗部子弹分布模型的弹道计算中不仅要考虑上述参数，还需要考虑影响子弹分布中心相对理论落点偏离的干扰因素及其分布规律。
32.在杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区影响子弹分布中心相对理论落点偏离的干扰因素很多，主要考虑的干扰因素及假设分布规律如表1所示。
33.表1
[0034][0035][0036]
在利用战斗部子弹分布模型的弹道计算中，考虑到飘带子弹的特殊性，对于零攻角弹道计算时，将攻角、侧滑角直接置零。战斗部子弹分布模型的弹道计算中所用到的数学模型有弹头运动微分方程、两点间距离方程等，在此不做详细阐述。根据战斗部子弹分布模型能够基于杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区影响子弹分布的因素参数，以及表1中所示的影响子弹分布中心相对理论落点偏离的干扰因素及分布规律计算得到杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的战斗部子弹分布中心偏差和战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量。
[0037]
步骤s2：利用蒙特卡洛方法计算杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的母弹综合偏差。其中，母弹综合偏差为战斗部子弹理论分布中心相对瞄准点的偏差矢量。
[0038]
步骤s3：根据抛散半径理论计算杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的战斗部单枚子弹理论落点相对子弹实际分布中心的偏差矢量。
[0039]
图2示出了根据本公开一实施例的杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的子弹落点偏差示意图。
[0040]
在计算中，以抛撒半径对应的理论径向抛撒速度为典型子弹径向抛撒速度，并以该抛撒速度对应的子弹落点为理论落点。即起点在子弹实际分布中心，终点在半径等于抛撒半径r的圆上的矢量。如图2所示，战斗部子弹理论落点p分布在以子弹实际分布中心o’，半径为凯撒半径r的圆周上。
[0041]
步骤s4：利用战斗部子弹分布模型分别计算杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的战斗部子弹分布中心偏差，以及战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量。其中，战斗部子弹分布中心偏差为战斗部子弹实际分布中心相对战斗部子弹理论分布中心的偏差矢量。
[0042]
步骤s5：根据母弹综合偏差、战斗部子弹分布中心偏差、战斗部单枚子弹理论落点相对子弹实际分布中心的偏差矢量和战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量确定单枚子弹的实际落点相对瞄准点的偏差。
[0043]
在一示例中，步骤s5具体包括：将母弹综合偏差和战斗部子弹分布中心偏差合成为战斗部子弹实际分布中心相对瞄准点的偏差矢量；
[0044]
将战斗部的单枚子弹理论落点相对子弹实际分布中心的偏差矢量和战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量合成战斗部单枚子弹实际落点相对战斗部子弹实际分布中心的偏差矢量；
[0045]
战斗部单枚子弹实际落点相对战斗部子弹实际分布中心的偏差矢量和战斗部子弹实际分布中心相对瞄准点的偏差矢量合成为单枚子弹的实际落点相对瞄准点的偏差。
[0046]
举例来说，杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区试验中主要关心战斗部子弹落点相对瞄准点的偏差。如图2所示，战斗部子弹实际落点s相对瞄准点m的偏差即偏差矢量偏差矢量主要由子弹实际分布中心o’相对瞄准点m的偏差矢量和子弹实际落点相对子弹实际分布中心的偏差矢量
[0047]
其中，子弹实际分布中心o’相对瞄准点m的偏差矢量按照责任系统主要分为母弹综合偏差和子弹分布中心偏差两部分，即子弹实际分布中心o’相对瞄准点m的偏差矢量由母弹综合偏差(即战斗部子弹理论分布中心o相对瞄准点m的偏差矢量)和战斗部子弹分布中心偏差(即战斗部子弹实际分布中心相对战斗部子弹理论分布中心的偏差矢量)合成。其中，母弹综合偏差的矢径大小主要由母弹综合精度决定，由导弹总体和控制系统提供。子弹分布中心偏差的矢径大小主要由子弹分布中心精度决定。从确保试验区域安全的角度，在利用战斗部子弹分布模型计算中，主要关心子弹实际分布中心o’相对瞄准点m的偏差矢量的极大值，偏差矢量的极大值取母弹综合偏差和偏差矢量的绝对值之和。
[0048]
针对单枚子弹来说，战斗部单枚子弹实际分布中心o’相对子弹实际分布中心s的偏差(即偏差矢量)，由该枚子弹理论落点p相对子弹实际分布中心o’偏差(即偏差矢量)和该枚子弹实际落点s相对该枚子弹理论落点p的偏差(即偏差矢量)合成。计算中
关心偏差矢量的极大值，偏差矢量的极大值(标量)为偏差矢量的极大值(标量)与偏差矢量的极大值(标量)之和。
[0049]
然后，将战斗部单枚子弹实际落点s相对战斗部子弹实际分布中心o’的偏差矢量和战斗部子弹实际分布中心o’相对瞄准点m的偏差矢量合成为单枚子弹的实际落点相对瞄准点的偏差
[0050]
工程计算中，战斗部单枚子弹实际落点s相对理论瞄准点m的偏差取战斗部单枚子弹实际落点s相对战斗部子弹实际分布中心o’的偏差矢量战斗部子弹实际分布中心o’相对瞄准点m的偏差矢量的绝对值之和。
[0051]
步骤s6：以瞄准点为中心，单枚子弹的实际落点相对瞄准点的最大偏差为半径所确定的圆形区域作为杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区的危险区域。
[0052]
其中，单枚子弹的实际落点相对瞄准点的最大偏差是由战斗部子弹实际分布中心相对瞄准点的偏差矢量的极大值和战斗部单枚子弹实际落点相对其理论落点的偏差矢量的极大值所合成。例如，按照上述步骤计算得到单枚子弹实际落点s相对理论瞄准点m的偏差以理论瞄准点m为中心，以偏差矢量的绝对值为半径确定的圆形区域就是杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区的范围。
[0053]
本公开的杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区确定方法，能够确定单枚子弹实际落点相对理论瞄准点的最大偏差，以理论瞄准点为中心，以单枚子弹实际落点相对理论瞄准点的最大偏差的绝对值为半径圆形区域为杀伤破甲子母弹靶场飞行试验落区危险区的范围，对该范围采取危险区管控和围护可以保证实验安全。
[0054]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。