中国指挥与控制学会会刊 
迫击炮执行射击任务,主要是间接瞄准射击,简称间瞄射击。间瞄射击,是指通过瞄准镜向瞄准点瞄准,以赋予迫击炮射击方向,并赋予迫击炮射角来执行的射击任务。
在射击中,迫击炮进行方向瞄准的过程,是在瞄准镜中装定相应的方向分划,然后转动方向机使迫击炮完成瞄准。由于瞄准镜镜头的回转中心与迫击炮身管的回转中心并不重合,这就带来方向瞄准的误差。迫击炮进入阵地后,要在适当位置选择瞄准点,以供射击时进行瞄准,作为方向转动的基准点。而方向瞄准的误差,又与瞄准点的选择有直接联系。不同口径的迫击炮,其瞄准镜的回转中心与身管的回转中心相对位置有较大差别,在进行瞄准点选择时,不能够按照统一的标准进行选择,否则会导致较大的瞄准误差。在现有文献中,多数是对与赋予基准射向有关的步骤和方法等影响射击精度方面进行研究和优化[1⇓⇓⇓⇓⇓-7]。针对瞄准点选择的标准及其对瞄准精度的影响方面,却鲜有研究[8-9]。
在执行射击任务时,通常要求迫击炮在占领阵地完成赋予基准射向的基础上,能够在基准射向左右各300密位(或500密位)的范围内完成射击任务。为了能够在保证精度要求的前提下完成射击任务,在赋予基准射向后,需要选择合适的瞄准点,作为方向转动的基准点。在迫击炮的四周可能均存在瞄准点,但这些瞄准点是否能够满足射击精度的要求,是必须考虑的问题。目前,各种型号迫击炮操作教程中已给出了选择瞄准点的标准,明确了瞄准点的选择条件。比如在迫击炮左(右)后方、距离200 m以外等。但是,这样的标准比较模糊。在进行射击中,迫击炮的四周是否有符合标准的瞄准点,若没有,是否可以降低现有标准选择瞄准点,是必须要考虑的一个现实问题。
为了能够辅助部队正确选择瞄准点,在研究迫击炮结构和方向瞄准原理的基础上,给出瞄准点选择是否合理的检验方法,为提高射击精度,也为合理进行瞄准点选择提供科学的依据。
1 方向瞄准误差
1.1 误差来源
迫击炮进行瞄准射击时,在瞄准镜上装定方向转动量,然后转动方向机向瞄准点进行瞄准,则认为赋予了炮身相应的方向。但是,瞄准镜的回转中心与炮身回转中心并不一致。转动方向机时,瞄准镜在炮塔的回转中心上作圆弧运动,造成了瞄准镜位移误差。因此,由于瞄准镜的位移误差,瞄准镜的方向转动量不能如实反映到炮身上,则出现了方向误差。
如图1 所示,迫击炮完成赋予基准射向J后,当进行方向瞄准时,瞄准镜镜头是以点Μ为回转中心转动,迫击炮身管是以点Ο为回转中心转动。瞄准镜安装在炮塔上,当迫击炮身管是以点Ο为回转中心进行转动时,瞄准镜同时以点Ο为回转中心进行转动,则由瞄准之前的点Μ沿圆弧移动到点Μ',产生了位移误差。但是,当瞄准镜镜头是以点Μ为回转中心进行转动时,身管是不动的。在迫击炮瞄准原理中,认为瞄准镜镜头转动一个角度后,当转动方向机使瞄准镜视轴线再次瞄准远方的瞄准点P后,身管随之转动相应角度。实际上,根据瞄准点位置的不同,身管转动角度与瞄准镜转动角度是不同的,这就导致了方向瞄准的误差。方向瞄准的误差,与瞄准点的位置(相对于迫击炮的方向和距离)有直接的关系。
1.2 误差分析
当迫击炮进行瞄准射击时,规定在迫击炮左后方(或右后方)选择一个瞄准点,假设点P为瞄准点,如图1 所示。在赋予基准射向J后,瞄准镜的视轴线指向瞄准点,当瞄准镜向右转动,即视轴线向右转动某一角度β后,转动方向机使瞄准镜的视轴线再次指向瞄准点,身管向右转动的实际角度为α。则存在方向误差Δα=α-β,方向误差的计算公式为[10]
tgΔα=L·sin(1500+YJ-γ±α/2)/D
其中:α为方向转动量(向右为正,向左为负),Δα为方向误差,L为瞄准镜位移量,YJ为赋予基准射向时瞄准点分划,γ为瞄准镜和回转中心连线与炮膛轴线的水平夹角,D为瞄准镜距瞄准点的水平距离。
1.3 瞄准点最小距离
在射击过程中,当α确定时,若方向转动量在-α与α之间变化时,若保持Δα不大于0.5密位(mil),随着YJ的变化,根据正弦函数的性质,瞄准点与迫击炮的最小距离Dmin应该按照如下公式进行计算。
1)当1500+YJ-γ+α/2<1500时,
Dmin=L·sin(1500+YJ-γ+α/2)/tanΔα
2)当1500+YJ-γ-α/2≤1500且1500+YJ-γ+α/2>1500时,
Dmin=L/tanΔα
3)当1500+YJ-γ-α/2≥1500且1500+YJ-γ+α/2<4500时,
Dmin=L·max(sin(1500+YJ-γ-α/2),sin(1500+YJ-γ+α/2))/tanΔα
4)当1500+YJ-γ-α/2≤4500且1500+YJ-γ+α/2>4500时,
Dmin=L/tanΔα
5)当1500+YJ-γ-α/2>4500时,
Dmin=L·min(sin(1500+YJ-γ-α/2),sin(1500+YJ-γ+α/2))/tanΔα
由以上公式可得,瞄准点处于不同方位YJ所对应的最小距离Dmin。
2 合理性检验
对于某型迫击炮,如果要求在基准射向左右各500 mil的射击范围内瞄准时,因瞄准镜位移误差导致的方向误差Δα不超过0.5 mil。假设,该迫击炮瞄准镜与回转中心的水平距离为663 mm,瞄准镜与炮膛轴线的垂直距离为377 mm。
经计算可知,在方向转动量α为500 mil条件下,瞄准镜位移量L为401 mm,γ为578 mil。为了使迫击炮方向瞄准误差在0.5 mil以内,需要对所选瞄准点的方向和瞄准点与瞄准镜的距离进行限制。按照公式(2)~(6),瞄准镜以50 mil为间隔在整个圆周内选择瞄准点,求出YJ在一个圆周内各个不同方向上瞄准点的最小距离,如表1 所示。由于篇幅所限,仅列出0~50 mil至20~00 mil范围内瞄准点的最小距离Dmin。
表1 不同方位瞄准点对应的最小距离 |
| YJ/mil | Dmin/m | YJ/mil | Dmin/m | YJ/mil | Dmin/m | YJ/mil | Dmin/m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0-50 | 732 | 5-50 | 764 | 10-50 | 744 | 15-50 | 556 |
| 1-00 | 743 | 6-00 | 764 | 11-00 | 734 | 16-00 | 528 |
| 1-50 | 751 | 6-50 | 764 | 11-50 | 721 | 16-50 | 498 |
| 2-00 | 758 | 7-00 | 764 | 12-00 | 707 | 17-00 | 467 |
| 2-50 | 762 | 7-50 | 764 | 12-50 | 691 | 17-50 | 435 |
| 3-00 | 764 | 8-00 | 764 | 13-00 | 673 | 18-00 | 402 |
| 3-50 | 764 | 8-50 | 764 | 13-50 | 653 | 18-50 | 367 |
| 4-00 | 764 | 9-00 | 762 | 14-00 | 631 | 19-00 | 332 |
| 4-50 | 764 | 9-50 | 758 | 14-50 | 608 | 19-50 | 295 |
| 5-00 | 764 | 10-00 | 752 | 15-00 | 583 | 20-00 | 258 |
在迫击炮进行间瞄射击中,为了便于检查所选择瞄准点是否符合精度的要求,将不同方向上相邻瞄准点连线作边界图,如图2 所示。当瞄准点与瞄准镜的最小距离在临界值范围内才符合射击精度的要求,边界图以内的瞄准点为符合条件的瞄准点。
由图2 可知,在迫击炮四周不同方向上选择瞄准点,其距离要求是不一样的,不能够笼统地限制在某一方位或者某一距离上选择瞄准点。在迫击炮左后方或者右前方选择瞄准点,其距离要求较低。但是,在射击中,为了赋予迫击炮一定的射角,迫击炮身管通常会抬高某一角度。对于迫击炮,由于瞄准镜位于迫击炮耳轴左前侧,当身管抬高一定角度时,瞄准镜向右前侧瞄准的视轴线可能会被身管遮挡。因此,应优先选择左后方的瞄准点。由结果可知,当瞄准点方向分划为51~00密位时,最小距离为216米。
在射击之前,可以按照图2 所示选择符合要求的瞄准点。假设在射击前迫击炮周围发现有A、B、C、D四个瞄准点可供选择,根据瞄准点的方位和距离将其标示在图中。其中,点A和C在边界范围内,将其作为瞄准点可以满足迫击炮方向调炮对精度的要求,其余两个点则不满足要求。因此,选择瞄准点时应将点B和D排除在外。
由公式可知,若方向瞄准误差Δα,决定于迫击炮瞄准镜与身管回转中心的相对位置。以瞄准镜与回转中心的水平距离和瞄准镜与炮膛轴线的垂直距离为变量进行分析,使相关距离在±30 mm范围内变化,结果如表2 和表3 所示。
表2 瞄准镜与炮膛轴线的垂直距离变化条件下瞄准点最佳方向和距离 |
| 瞄准镜与回转中心 的水平距离/ mm | 瞄准镜与炮膛 轴线的垂直距离/ mm | 最小距离/ m | 相应方向 分划/ mil |
|---|---|---|---|
| 347 | 197 | 50-50 | |
| 357 | 191 | 50-50 | |
| 367 | 200 | 50-50 | |
| 663 | 377 | 216 | 51-00 |
| 387 | 208 | 51-00 | |
| 397 | 221 | 51-00 | |
| 407 | 233 | 51-00 |
表3 瞄准镜与回转中心的水平距离变化条件下瞄准点最佳距离和方向 |
| 瞄准镜与回转中心 的水平距离/ mm | 瞄准镜与炮膛 轴线的垂直距离/ mm | 最小距离/ m | 相应方 向分划/ mil |
|---|---|---|---|
| 633 | 207 | 51-00 | |
| 643 | 200 | 51-00 | |
| 653 | 208 | 51-00 | |
| 663 | 377 | 216 | 51-00 |
| 673 | 212 | 50-50 | |
| 683 | 204 | 50-50 | |
| 693 | 198 | 50-50 |
由表2 、表3 可知,瞄准镜与回转中心的水平距离和瞄准镜与炮膛轴线的垂直距离两者中的任何一个变化,对于瞄准点最佳方位和距离的选择都有影响,但是,可以看出最佳瞄准点均位于迫击炮的左后方。
3 结束语
迫击炮进行间瞄射击时,为了准确命中目标,正确选择瞄准点位置是一个关键要素。为了保证射击精度,以便于指导使用人员正确选择瞄准点,文中给出了瞄准点的检验方法。同时,绘制瞄准点选择边界图,为部队检验瞄准点提供参考依据。瞄准点方位和距离的确定标准,来源于迫击炮在射击中瞄准镜与身管回转中心的相对位置。因此,利用文中给出的方法,还可以为相关部门在设计、制造迫击炮时提供依据。在保障完成射击任务、满足安全要求和便于操作等前提下,可进行瞄准镜位置的优化设计。