反坦克導(dǎo)彈對(duì)裝甲目標(biāo)射擊起爆率分析＊

段振國，盧 偉，陳 軍，劉亞濱，陳煜強(qiáng)

（解放軍炮兵指揮學(xué)院，河北廊坊 065000）

0 引言

反坦克導(dǎo)彈對(duì)裝甲目標(biāo)射擊時(shí)的起爆率是確保反坦克導(dǎo)彈對(duì)裝甲目標(biāo)造成毀傷的重要前提，是正確運(yùn)用反坦克導(dǎo)彈火力、正確估算彈藥消耗量和實(shí)施正確指揮決策的重要依據(jù)。反坦克導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部在命中目標(biāo)時(shí)，其法線角（垂直裝甲平面的法線與導(dǎo)彈軸線構(gòu)成的角度）必須在一定的范圍內(nèi)時(shí)才能可靠起爆，導(dǎo)彈也只有在起爆后才可能穿透裝甲毀傷目標(biāo)。文中以某型反坦克導(dǎo)彈和T 72坦克為例，在建立坦克形體描述模型和導(dǎo)彈系統(tǒng)仿真模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建完整的半實(shí)物仿真系統(tǒng)，進(jìn)行射擊仿真實(shí)驗(yàn)，以仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及部分實(shí)彈射擊數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)反坦克導(dǎo)彈命中坦克不同部位時(shí)的起爆率進(jìn)行分析。

1 建立閉環(huán)仿真模型

1.1 坦克整車描述模型

要建立坦克整車幾何描述模型，必須首先建立相應(yīng)的空間坐標(biāo)系。以T 72坦克為例，可以建立以坦克底裝甲平面和炮塔旋轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，以坦克縱軸為X軸、橫軸為Y軸、炮塔旋轉(zhuǎn)軸線為Z軸的三維空間坐標(biāo)系（X、Y、Z）。坦克整車的幾何形體按其受彈面可分為若干部分，每個(gè)部分可以由一個(gè)子模 型 fi（x1，x2，x3，x4，x5，x6，…）來 描 述，而 整 車則用下面的模型描述：

式中：x1為編碼描述符（確定該部分的編號(hào)）；x2為幾何形體描述（確定該部分的空間形狀）；x3為空間位置描述（確定該部分的空間位置）；x4為正面垂直等效裝甲厚度（該部分的等效裝甲厚度）；x5為裝甲的安裝傾斜角度；x6為受彈概率（該部分的受彈概率）。而每一部分，即每一個(gè)被彈部位，其空間位置的描述，可以用其頂點(diǎn)坐標(biāo)表示。即：

模型中的等效裝甲厚度指對(duì)于復(fù)合裝甲、主動(dòng)裝甲等所等效的均質(zhì)裝甲鋼的厚度。

根據(jù)上述分析，結(jié)合T -72坦克的具體形體數(shù)據(jù)，可建立該坦克的整車描述模型和部件描述模型。其中表1所示為整車描述模型。

表1 坦克整車模型描述

1.2 建立導(dǎo)彈系統(tǒng)模型

為實(shí)現(xiàn)反坦克導(dǎo)彈對(duì)坦克射擊全過程的仿真，必須建立反坦克導(dǎo)彈射擊仿真模型。主要包括：

1）建立反坦克導(dǎo)彈射手模型、控制模型和彈體運(yùn)動(dòng)模型，實(shí)現(xiàn)反坦克導(dǎo)彈控制特性和飛行姿態(tài)的全數(shù)字仿真；

2）建立逼真的三維虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，使射手的射擊仿真環(huán)境更加接近實(shí)戰(zhàn)；

3）按坦克整車描述模型中給出的真實(shí)坦克數(shù)據(jù)構(gòu)建三維虛擬坦克模型，使命中點(diǎn)可精確對(duì)應(yīng)坦克上的各個(gè)部位，并對(duì)坦克各部位裝甲的傾角及厚度等進(jìn)行了精確描述；

4）借助必要的反坦克導(dǎo)彈控制設(shè)備硬件及軟硬件接口，構(gòu)成完整的、具有很高仿真度的半實(shí)物仿真系統(tǒng)。

2 仿真實(shí)驗(yàn)

在構(gòu)建的仿真系統(tǒng)上共進(jìn)行800發(fā)導(dǎo)彈射擊實(shí)驗(yàn)，其中對(duì)不動(dòng)目標(biāo)射擊450發(fā)，對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)射擊350發(fā)。表2給出了對(duì)不動(dòng)及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)，命中點(diǎn)處俯仰角和偏航角分布的部分仿真數(shù)據(jù)。

表2 導(dǎo)彈的俯仰角和偏航角分布

由于是“人在回路中”的仿真實(shí)驗(yàn)，不同技術(shù)水平的射手，其射擊命中率、命中精度及命中點(diǎn)位置分布會(huì)有很大區(qū)別，這將直接影響導(dǎo)彈起爆率統(tǒng)計(jì)結(jié)果。為使仿真結(jié)果更加貼近實(shí)際，分別選取了不同層次的射手參加仿真實(shí)驗(yàn)。由于該仿真系統(tǒng)采用的各種模型經(jīng)過了多年驗(yàn)證，其彈道與真實(shí)彈道高度一致，因此所獲得的數(shù)據(jù)具有很高的可信性。通過仿真可獲得每一發(fā)彈在不同時(shí)刻的飛行數(shù)據(jù)，包括導(dǎo)彈的姿態(tài)角、飛行時(shí)間、飛行距離等。同時(shí)還可獲得所有導(dǎo)彈在終點(diǎn)處的飛行數(shù)據(jù)，包括導(dǎo)彈的命中著角、速度、在目標(biāo)上的命中坐標(biāo)等。其中導(dǎo)彈的命中著角和在目標(biāo)上的命中點(diǎn)位置是進(jìn)行起爆率分析的數(shù)據(jù)源。

對(duì)不動(dòng)及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)射擊實(shí)驗(yàn)中，彈著點(diǎn)散布如圖1所示。

圖1 導(dǎo)彈命中點(diǎn)射彈散布圖

3 對(duì)起爆率數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計(jì)分析與計(jì)算

以坦克的正面或側(cè)面作為射擊平面，分別以0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16、0.18、0.20rad為半徑作圓，通過對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可得表3所示的對(duì)不動(dòng)及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)入射著角的分布規(guī)律。

表3 入射著角的分布規(guī)律

若反坦克導(dǎo)彈的可靠起爆角度為65°（與形體裝甲法線構(gòu)成的角度），則無論從哪一個(gè)方向?qū)Σ粍?dòng)目標(biāo)或運(yùn)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)，射彈的入射方向與形體裝甲法線的夾角應(yīng)小于等于65°才能保證可靠起爆。根據(jù)T-72坦克形體結(jié)構(gòu)可知，其形體裝甲中的首上裝甲的法線與水平面的角度為68°，首下裝甲的法線與水平面的角度為60°，其它形體裝甲與水平面的角度為90°。從仿真數(shù)據(jù)可計(jì)算出反坦克導(dǎo)彈在飛行末期，對(duì)不動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)，俯仰角的散布范圍為－1.5633°～6.2782°，對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)射擊時(shí)，俯仰角的散布范圍為－3.7433°～6.5043°，可見，反坦克導(dǎo)彈在飛行末期近乎水平飛行。通過與T-72不同裝甲傾斜角度相比，可得出反坦克導(dǎo)彈命中T72坦克不同部位時(shí)的起爆率。其中，從正面對(duì)不動(dòng)坦克射擊的450發(fā)導(dǎo)彈中，命中首上裝甲121發(fā)，可起爆導(dǎo)彈74發(fā)，起爆率為61.16%；命中首下裝甲49發(fā)，可起爆導(dǎo)彈49發(fā)，起爆率為100%；從正面對(duì)運(yùn)動(dòng)坦克射擊時(shí)，命中首上裝甲103發(fā)，可起爆導(dǎo)彈48發(fā)，起爆率為46.60%；命中首下裝甲38發(fā)，可起爆導(dǎo)彈36發(fā)，起爆率為94.74%。而對(duì)于坦克的其它形體部位，其入射著角均在可靠起爆角度的范圍之內(nèi)，起爆率為100%。

4 結(jié)論

從以上分析可知，反坦克導(dǎo)彈擊中首上裝甲時(shí)，有一部分導(dǎo)彈的軸線與裝甲法線之間的夾角會(huì)大于導(dǎo)彈起爆角度，無法滿足反坦克導(dǎo)彈正常起爆所要求的著角，所以導(dǎo)致一部分反坦克導(dǎo)彈在擊中首上裝甲時(shí)發(fā)生跳彈而無法正常起爆。為應(yīng)對(duì)此問題，在實(shí)戰(zhàn)過程中，可適當(dāng)采取俯沖攻擊方法加以彌補(bǔ)?；蛘咴谧鲬?zhàn)過程中，選擇與敵坦克位置有較大高程差的地形進(jìn)行陣地配置，這樣對(duì)坦克的射擊就變成了俯角射擊或仰角射擊，使導(dǎo)彈命中坦克時(shí)，導(dǎo)彈軸線與坦克首上裝甲或首下裝甲的法線之間的夾角減小，從而滿足導(dǎo)彈正常起爆所要求的角度，進(jìn)而提高起爆率。在可能的情況下，盡量攻擊坦克側(cè)面或其他薄弱部位，以提高起爆率。

［1］ 黃文香.反坦克導(dǎo)彈射擊原理［M］.廊坊：廊坊陸軍導(dǎo)彈學(xué)院，1996.

［2］ 林智源.現(xiàn)代坦克組成與發(fā)展［M］.哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1983.

［3］ 鄭振忠.裝甲裝備戰(zhàn)斗毀傷學(xué)概論［M］.北京：兵器工業(yè)出版社，2004.

［4］ 段振國.反坦克導(dǎo)彈對(duì)裝甲目標(biāo)毀傷效應(yīng)分析與仿真［R］.國防科技報(bào)告，2006.