Точность стрельбы артиллерийских установок

Точность стрельбы складывается из кучности и меткости. Так вот в данном разделе мы будем рассматривать только первую составляющую точности – кучность стрельбы. Это потому, что именно она обеспечивается артиллерийской установкой. Ту составляющую точности стрельбы, которую обеспечивают системы управления огнём или мастерство пилота мы будем рассматривать в другом документе.

Для начала немного теории. При стрельбе из одного и того же оружия даже при самом тщательном соблюдении всех правил и условий стрельбы снаряды (пули, плазменные сгустки), выпущенные один за другим, не летят по одной траектории. Они образуют как бы пучок траекторий, расходящихся от дульного среза орудия. Вследствие ряда случайных причин каждый снаряд описывает свою траекторию и имеет свою точку встречи с целью. Такой разброс траекторий и называется рассеиванием снарядов при стрельбе. Траектория, проходящая в середине пучка, называется средней траекторией. Точка пересечения средней траектории с поверхностью цели называется средней точкой попадания или центром рассеивания.

Все таблицы стрельбы и расчётные данные систем управления огнём относятся именно к средней траектории и средней точке попадания. Другими словами, когда впоследствии мы будем прорабатывать системы управления огнём артиллерии, то точность этих систем мы будем оценивать именно по тому, какое происходит отклонение центра рассеивания или средней траектории от заданных значений при использовании данной системы управления огнём.

Причины, вызывающие рассеивание снарядов разнообразны. Здесь и изменение от выстрела к выстрелу параметров импульсов, выдаваемых стрельбовыми источниками тока, и влияние различных неустойчивостей в плазменном поршне, разгоняющем снаряд в «рэйлганах», и изменения геометрии орудия из-за теплового нагрева от выстрела к выстрелу и различные отклонения в размерах и массе при изготовлении орудий и снарядов на заводах и так далее, и тому подобное. Причин много и устранить их все практически невозможно.

Площадь, на которой располагаются точки встречи снарядов, полученные при пересечении пучка траекторий с какой-либо плоскостью, называется площадью рассеивания. Обычно площадь рассеивания имеет форму эллипса, но в некоторых случаях она может иметь форму круга. Мы же примем волевое решение и будем считать, что площадь рассеивания всегда имеет форму круга.

При большом числе выстрелов (более 20) в расположении точек встречи на площади рассеивания наблюдается определённая закономерность. Эта закономерность характеризуется следующими тремя положениями:

• Точки встречи на площади рассеивания располагаются неравномерно – гуще к центру рассеивания и реже к краям площади рассеивания.
• На площади рассеивания можно определить точку, являющуюся центром рассеивания, относительно которой распределение точек встречи симметрично: число точек встречи по обе стороны от каждой из осей эллипса рассеивания одинаково.
• Точки встречи в каждом частном случае занимают не беспредельную, а ограниченную площадь.

Для измерения величины площади рассеивания, сравнения величины рассеивания различных типов орудий, а также для оценки рассеивания одного и того же орудия при различных условиях стрельбы мы будем применять такие меры, как радиус круга, вмещающего лучшую половину попаданий, радиус круга, вмещающего все попадания, а также производные от этих двух мер величины.

Соотношение между основными мерами рассеивания следующее: радиус круга, вмещающего все попадания примерно в 2,5 раза больше радиуса круга, вмещающего лучшую половину попаданий.

Для того, чтобы увеличить точность определения конкретного места попадания введём ещё две величины, производные от основных: радиус круга, вмещающего 82 % попаданий и радиус круга, вмещающего 96 % попаданий.

Если мы теперь обозначим радиус круга, вмещающего лучшую половину попаданий, как r50 и примем его за базу отсчёта, то соотношение между всеми радиусами (основными и производными) будет следующее (рис. 29):
r82 = 1,5*r50, r96 = 2*r50, а r100 = 2,5*r50.

на схеме изображены концентрические круги (как в мишени для дротиков)
d = 2r

Код:

|   4%  |  14%  |  32%  |  50%  |  32%  |  14%  |   4%  |                         |<-d50->|                 |<------ 2 * r82 ------>|         |<-------------- 2 * r96 -------------->| |<---------------------- 2 * r100 --------------------->|

Рис. 29. Схема, иллюстрирующая закон распределения точек попадания на площади при достаточно большом числе выстрелов.

Осталось определиться с конкретной величиной r50. Базовое значение этого параметра приведено в тысячных дистанции (тд) в таблице. Тысячная дистанции это очень удобная относительная единица измерения, равная 1/1000 от измеряемого расстояния. То есть, если расстояние до цели равно 100 км, то 1 тд = 100.000/1000 = 100 м. Просто и изящно.

Значение r50 в зависимости от конкретных условий стрельбы мы будем вычислять по формуле [67].

r₅₀ = K_изн * K_уу * r_50Б формула [67]

где r_50Б принимает значения от 2 до 0.5

K_изн = 1 + 0.27 * N³_% формула [67a]

К_ко = 1.6 * 10^-3 * Т_тек * K * K_АУ формула [67b]

где K = 1 + { (n * E_кин)/(62 * M_кор) }³

r50 – радиус круга, вмещающего лучшую половину попаданий, тд
r50Б – базовое значение радиуса r50 (таблица 11), тд
Кизн – коэффициент учёта износа орудия.
Кко – коэффициент учёта условий установки орудия.
КАУ – коэффициент учёта типа АУ; КАУ = 1 для неподвижных АУ, 1,2 для подвесных и 1,5 для подвижных АУ.
Екин – кинетическая энергия снаряда у дульного среза орудия, Дж
n – количество орудий в артиллерийской установке, штук
Мкор – полная масса корабля-носителя артиллерийской установки, кг
Ттек – текущий темп стрельбы одного орудия, выстр./мин.
N% – относительный ресурс орудия, (формула [59]), выстрелов

Зная значение r50 мы легко можем вычислить значения остальных радиусов, а значит и определить конкретное место попадания снаряда в цель при данном конкретном выстреле.