3.2.3.1　影响密集度因素

射击密集度又可称为射击散布，用平均弹着点到弹着点的矢径表示，它是随机矢量，是由一系列随机误差引起的。火炮设计中的一些重要指标都直接或间接与精度和密集度有关。例如稳定性指标，稳定性好的火炮，射击时火炮姿态平稳，多次发射时射击状态改变量小，因而射击精度好，散布也小，反之则变差。

火炮系统的射击密集度是火炮射弹散布的度量，是火炮系统的重要战术技术性能指标，是射击精度的重要组成部分。火炮在射击诸元不变的条件下，射弹弹着点相对平均弹着点的散布程度，称为射击密集度。从这个定义可知，射击密集度除气象诸元的随机变化之外，主要反映火力系统射击时，射弹发与发之间的随机微小变化因素引起的射弹弹道的偶然变化现象。

火炮系统在同一射击诸元下实施的射击，其弹着点将围绕平均弹着点形成一定范围的有统计规律的散布现象或称射击密集度。造成这种火炮射弹散布的微小随机变化因素一般可以归纳如下：

（1）火炮方面的因素，包括：

·火炮在每次发射时炮身的温度、炮膛干净程度等方面的微小差异；

·炮身的随机弯曲；

·火炮放列的倾斜度；

·炮身振动；

·药室及炮膛的磨损；

·底盘与火炮上部的连接，底盘与地面的接触状态；

·弹炮的相互作用。

（2）弹药方面的因素，包括：

·发射药质量、组分、温度和湿度等方面的微小差异；

·装药结构、点火、传火与燃烧规律的微小变化；

·装药几何尺寸、密度、理化性能的微小变化；

·弹丸几何尺寸、质量、质量分布、弹带理化性能、几何尺寸、闭气环的性能等的微小变化。

（3）炮手操作与阵地放列的因素，包括：

·装定射击诸元、瞄准的微小差异；

·排除空回、装填力、拉力（击发力）和装填方法的差异；

·火炮轮胎、履带、坐盘、驻锄放列与土地接触等的微小差异；

·火控系统的随机误差。

（4）气象方面的因素，包括：

·每次发射弹丸飞行过程中在地面和空中的气温、气压、风速、风向的差异；

·气象数据处理的随机误差。

（5）弹着点测量的因素，包括：

·观测弹着点的方法；

·计算弹着点的方法；

·观察人员的误差等。

上述微小随机变化因素，都具体反映在火炮系统各部结构尺寸、质量、性能参数和运动动力学参数的微小随机差异上，以及炮手操作和气象条件等多方面的微小随机变化上。而这些微小变化因素的描述参数，都可以综合反映在火炮系统的某一个或某几个性能参数上，如火药性能、装药结构、点火传火、药室、身管、弹丸质量、弹炮摩擦、膛压等，可以综合反映在弹丸初速度上。因此，可以用几个综合参数的微小变化（如初速、射角、阻力系数等的散布）分析和计算射弹密集度。(www.daowen.com)

在火炮武器系统实际射击过程中，一般都只进行有限次数的射击。在这种条件下，如果火炮系统的密集度水平高或射弹散布小，则解决射击准确度问题将相对容易，产生的系统偏差也容易修正。射击时，由于用弹量少，密集度高，便于对点目标实施射击。

3.2.3.2　密集度仿真模型及流程

1.火炮射击密集度计算模型

通常确定和估计射击密集度可以采用理论计算方法、试验与理论计算结合方法、统计法、统计试验法以及试验法等。在软件中，我们采用弹道理论计算方法对火炮的射击密集度进行研究。

弹道方程确定射击密集度通常需要预知弹、炮、药的结构、质量、质量分布参数，各参数的误差范围，气象诸元的变化范围。

软件所包含的采用弹道方程法确定射击密集度的具体功能模块如下：

（1）建立一个精确的弹丸系统数学模型；

（2）确定弹丸飞行过程中的各种随机扰动因素以及各种扰动因素的分布规律；

（3）根据各随机扰动变量的分布律，构造相应的数学概率模型，以产生各随机扰动变量的抽样值；

（4）将随机变量的抽样值导入数学模型。模拟射击试验多次，即可获得落点处随机弹道参量的子样；

（5）对模拟射击试验结果进行统计处理。

2.火炮外弹道方程

确定火炮射击密集度可以采用外弹道方程结合相关空气动力学方程和气象学方程进行计算，本节采用六自由度外弹道方程计算弹着点和密集度。

六自由度外弹道方程以弹丸飞行时间为自变量，计算弹丸飞行速度，弹道倾角，弹丸质心的X 轴、Y 轴和Z 轴坐标，以及弹丸自转角速度、弹丸偏角、章动角以及章动角速度等积分变量。

3.密集度计算流程

考虑装药参数（装药量、弧厚、长度、火药力）、弹丸质量、高低机及方向机空回等随机量，然后进行内弹道仿真和全炮发射动力学计算，输出弹丸出炮口瞬时的炮口扰动参数，经过接口转换生成外弹道计算所需的弹丸初始扰动量，外弹道计算考虑横风和纵风等随机量，获得随机的靶着点坐标，利用中间偏差统计原理计算立靶密集度。计算流程如图3-23所示，仿真时弹着点分布如图3-24所示。

4.火炮地面密集度影响因素讨论

火炮系统的密集度误差源除气象条件外，都是全火炮系统弹、炮、药综合作用的结果，需要从系统的角度分析误差源。

密集度的各种误差源及其影响有如下描述。

（1）初速度：初速度散布取决于火药性质、装药结构、点火传火、弹炮相互作用、膛压特性、后效期及起始段章动特性等散布因素的综合作用。

（2）起始扰动：起始扰动包括起始偏角、起始章动角以及起始章动角速度等，通常取决于火炮特性、内弹道特性、弹丸特性等。弹丸在膛内运动过程中，由于膛压的变化、弹炮的相互作用以及火炮身管的振动等原因，形成了起始扰动。对于远程火炮，对散布影响较大的起始扰动因素主要是起始偏角和起始章动角速度，其中起始章动角速度的影响很大，而起始章动角的影响很小，可以忽略不计。起始章动角速度的影响主要是它导致了弹丸在飞行过程中的摆动，导致阻力增大，同时它还可以造成速度方向的变化，产生平均偏角。

图3-23　软件计算流程

（3）跳角：跳角由起始偏角和平均偏角组成，跳角散布可造成射弹的铅直跳角和横向跳角。

（4）偏流：弹丸在飞行过程处于旋转稳定状态，由于弹道弯曲产生动力平衡角，动力平衡角对方向的影响会产生偏流，偏流散布对射弹横向散布有影响。

（5）阵风：如果试验时间间隔在30 分钟内，阵风将对散布产生影响。一般需要控制阵风影响的大小和变化范围以减小对弹道散布的影响。

在内弹道稳定并达到战术技术指标的条件下，当弹炮结构一定时，起始扰动就代表了火炮系统的发射特性或动力学特性，因为起始扰动是火炮系统发射过程动力学特性综合作用的结果。

图3-24　某武器系统密集度仿真时弹着点分布图