艦炮停射提前角在艦船設計中的應用研究

刁端信

（駐上海地區(qū)艦艇設計研究軍事代表室 上海 200011）

0 引 言

艦炮安裝在艦船上，不僅要發(fā)揮艦炮的最大作戰(zhàn)效能，盡可能設置較大的安全射擊范圍，同時也要確保艦船人員和設備的安全、絕對不允許“自傷”現(xiàn)象發(fā)生，這就要求在艦船設計時設置正確可靠的“危險射界”和“極限角限制器”。由于艦炮從接受“射擊”指令到彈丸離開炮口、離開艦船存在一定的時間差，也就是存在“停射滯后現(xiàn)象”，在艦船設計中對艦炮“停射滯后現(xiàn)象”必須引起足夠重視，在射界圖中不僅要設置較大的安全射擊范圍，同時也要確保艦船人員和設備的安全。

1 艦炮停射提前角的確定

艦炮方位/高低射界是指艦炮裝艦后允許射擊的最大旋回/俯仰角度。艦炮以最大瞄準速度跟蹤目標進行連續(xù)射擊，到達“危險射界”前的瞬間，如果此時射擊指令已經(jīng)執(zhí)行（即射擊電路或機械擊發(fā)動作已經(jīng)開始，射擊已無法停止），緊接著艦炮就進入“危險射界”，擊發(fā)電源自動關閉或危險射界停射器已執(zhí)行停射動作。不過，由于射擊控制電路中繼電器等部件存在動作延時，及艦炮擊發(fā)裝置和自動機等機械結(jié)構(gòu)的一系列發(fā)射動作，因此彈丸在內(nèi)彈道及炮彈離開艦面這段時間內(nèi)，艦炮還要運行一定角度，而艦炮的“停射”指令只能在下一個循環(huán)才能實現(xiàn)，這就是“停射提前角”。

停射提前角是停射滯后現(xiàn)象引起的，其角度的大小與艦炮射擊電路的形式、最大跟蹤速度、擊發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)、炮彈內(nèi)彈道和艦炮在艦船上的安裝位置等諸多因素有關。提前角可分為兩個部分:第一部分是從艦炮進入“危險射界”的瞬間，即斷開擊發(fā)電源到炮彈離開炮口過程中艦炮轉(zhuǎn)過的角度；第二部分是在彈丸從炮口到飛離艦面過程中，其炮口切向速度（在炮口處的隨動跟蹤速度）引起的彈丸飛行彈道偏移量。為了艦船設備及人員的安全，應計算其提前量。由于此過程中彈丸已飛離艦炮，故不能再考慮此過程內(nèi)艦炮自身轉(zhuǎn)過的角度。

下面以假設的電擊發(fā)形式艦炮為例進行提前量計算，見圖1。

假設已知條件如下:

彈丸初速V0=1000 m/s；

彈丸飛離艦面距離10 m；

自動機射速為400發(fā)/分鐘；

艦炮最大瞄準速度:方向、高低V=60°/s；

射控控制電路中繼電器開合時間累計T1=40 ms；

彈丸內(nèi)彈道時間T2=5 ms。

圖1中O點為火炮回轉(zhuǎn)中心，O1點為火炮炮口位置，O1A為炮口到艦邊距離，BO為危界線，提前量為β1。

已知:

炮口距回轉(zhuǎn)中心OO1＝2 m；

彈丸出炮口初速V0=1000 m/s；

隨動跟蹤速度 60°/s；

總提前量為:

如果是機械擊發(fā)形式的艦炮，就要考慮艦炮擊發(fā)機構(gòu)各機械動作的積累時間。如:解脫保險時間、擊針擊打底火時間、底火著發(fā)時間、火藥爆炸時間、彈丸在炮管中的運動時間等。

2 提前角對射界的影響

根據(jù)相關標準規(guī)定，應根據(jù)艦船艙面總體布置與艦炮的允許范圍對艦炮進行統(tǒng)一布置，既充分擴大艦炮射擊區(qū)域又保證艙面設備及人員的安全。在艦船設計中，艦炮與艦船建筑之間的安全距離一般按艦炮口徑的數(shù)倍留取，但從艦船防御和打擊能力考慮，應盡量擴大射界，確保艦炮有更大的射擊范圍。

針對艦炮提前角的客觀存在，為確保艦炮在動態(tài)射擊中人員和設備的絕對安全，在艦船設計中必須充分考慮提前角的因素。下面討論提前角對于射界的影響，如圖2所示。

射界圖一般分為安全射擊區(qū)和制動滑移區(qū)。在方位方向和高低方向分別設有危界停射線。

在艦船設計中，一般以機械限位角作為危界邊緣來確定射界，而機械滑移角必須大于停射提前角，故在有滑移區(qū)域的范圍內(nèi)我們可以不用設定停射提前角，以免浪費射界；而在無滑移區(qū)域的臨界點上則必須設置停射提前角。如果以電氣限位角作為危界邊緣來確定射界，則我們必須設置停射提前角，以避免意外情況的發(fā)生。

3 結(jié) 論

針對艦炮存在的“停射滯后現(xiàn)象”，為確保艦炮射擊過程中艦船人員和設備的安全，在射界圖中應該把這一區(qū)域描述清楚，當安全滑移區(qū)域大于或等于停射角區(qū)域時，我們可以把停射角區(qū)域標識在安全滑移區(qū)域內(nèi)；當無安全滑移區(qū)域或安全滑移區(qū)域小于停射角區(qū)域時，則應當把停射角區(qū)域標識在安全射擊區(qū)內(nèi)，這樣雖然減小了部分射界，但確保了艦炮射擊時艦船設備及人員的安全。

［1］戴自立.現(xiàn)代艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)［M］.北京:國防工業(yè)出版社，1999.