СТРЕЛЬБА И УПРАВЛЕНИЕ ОГНЕМ
АРТИЛЛЕРИИ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Часть 1.
Основы стрельбы и управления огнём.
Для командиров взводов буксируемой артиллерии.
Издание УВЦ СФУ Красноярск 2008 г.
Стрельба и управление огнем артиллерии. Учебное пособие к занятиям по курсу. Часть 1. Основы стрельбы и управления огнем. Учебный военный центр Сибирского федерального университета. Красноярск. Изд. УВЦ СФУ 2008 г. с.53
Учебное пособие содержит основной теоретический и практический материал, позволяющий студентам освоить материал тем: “Мера углов в артиллерии”, “Движение снарядов в воздухе”, “Рассеивание снарядов при ударной стрельбе”, “Подготовка стрельбы и управления огнём”.
Глава1. Мера углов, принятая в артиллерии.
1.1. Деление угломера и его сущность.
Стрельба наземной артиллерии связана с расчетами различных углов и линейных величин. В артиллерии за единицу меры угловых величин принято деление угломера.
Если окружность с радиусом R разделить на 6000 равных частей и точки деления соединить, то получим 6000 одинаковых центральных углов (Рис.1.1).
|
|
Рис.1.1. Сущность деления угломера.
Центральный угол, длина дуги которого равна 1/6000 части длины окружности, называется делением угломера.
Выразим длину дуги аmв, соответствующей одному делению угломера, в долях радиуса R.
2pR 6.28 1
аmв = = R = R
6000 6000 955
1 1
т.е. дуги окружности равна R данной окружности.
6000 955
При практических расчетах удобно считать, что 1/6000 дуги окружности равна 1/1000 радиуса данной окружности, а поэтому деления угломера часто еще называют тысячной.
Для удобства устной передачи величины угла в делениях угломера сотни произносят раздельно от десятков и единиц. Этот прием используется и для записи величины угла.
Пример:
Угол в д.у. | Записывается | Произносится |
43-88 27-04 30-00 6-45 1-00 0-72 0-10 0-01 | Сорок три восемьдесят восемь Двадцать семь ноль четыре Тридцать ноль Шесть сорок пять Один ноль Ноль семьдесят два Ноль десять Ноль ноль один |
На практике иногда применяют термины:
"Малое деление угломера" и "Большое деление угломера".
Малым делением угломера называют одно деление угломера - 0-01.
Большим делением угломера называют 100 малых делений угломера -1-00.
Например, угол 43-88 содержит 43 больших делений и 88 малых делений угломера.
1.2. Зависимость между делениями угломера и градусной системой
В практике встречается необходимость перевода делений угломера в градусы и наоборот.
Поскольку 6000 делений угломера соответствует углу в 360°, то цена одного деления угломера в угловых минутах будет равна:
|
|
0-01 = (360°* 60): 6000 = 3,6¢
то есть: 0-01 = 3,6¢ 15-00 = 90°
0-10 = 36¢ 7-50 = 45°
0-50 = 180¢ = 3° 30-00 = 180°
1-00 = 360¢ = 6° 60-00 = 360°
10-00 = 60°
1о = = 17 д.у. = 0-17
360°
Пользуясь этими соотношениями можно переводить деления угломера в градусную систему и наоборот.
Пример 1. Перевести в градусы a = 7-51.
Решение: 7-00 * 6о = 42о
0-50 * 3,6` = 3°
0-01 * 3,6` = 3,6¢
a = 45°3,6¢
Пример 2. Перевести в деления угломера a = 183°45`.
Решение: 180°: 6° = 30-00
3° * 60` = 180: 3,6 = 0-50
45¢: 3,6 = 0-12,5
a = 30- 62,5.
Для упрощения подобных расчётов составлены специальные таблицы, которые помещены в Таблицах стрельбы ТС №141 на стр.
Правила пользования таблицами рассмотрим на примерах:
Пример 3. Перевести в градусы и минуты угол a = 7-51.
по таблице А находим 7-00 = 42°
по таблице В находим 0-51 = 3°04¢.
a = 45°04¢
Пример 4. Перевести в градусы и минуты угол a= 16-13.
Ответ: a= 16-13 = 96°47¢
Пример 5. Угол a= 212°31¢ перевести в деления угломера по таблице.
Решение: по таблице А находим 210° = 35-00
по таблице В находим 2°31¢ = 0-42
a = 35-42
Для перевода делений угломера в градусную меру и обратно можно использовать микрокалькулятор.
Для получения угла в градусной мере необходимо ввести в МК угол в делениях угломера, отделив при этом большие деления угломера от малых делений запятой, и умножить на число 6.
a°= aд.у. * 6
Пример. a= 5-27. Определить значение этого угла в градусах.
Решение. a=5,27 * 6= 31,62°.
Обратная задача - перевод угла из градусной меры в деления угломера - решается по формуле.
aд.у. = a°: 6
Пример. a =165,24°. Определить значение этого угла в деления угломера.
Решение. a= 165,24: 6= 27,54 = 27-54
1.3. Градуировка шкал и сеток артиллерийских приборов.
На вооружении артиллерийские подразделения имеют следующие приборы, использующие понятие деления угломера:
1. Приборы для графических работ:
- АК- 3 в комплекте;
- ПУО (прибор управления огнем).
2. Артиллерийские оптические приборы:
- бинокли;
- стереотрубы;
- буссоли;
- разведывательные теодолиты;
- орудийные панорамы;
- дальномеры (стереоскопические и квантовые).
Бинокль - служит для наблюдения за полем боя, изучения местности и разведки целей, для наблюдения за результатами стрельбы, а также для измерения горизонтальных и вертикальных углов.
Перископическая артиллерийская буссоль (ПАБ) служит для ориентирования орудий и приборов в заданном направлении, определения дирекционных углов направления на местности и магнитного азимута, определения углов и расстояний, засечки целей, а также для наблюдения и разведки.
Механическая углоизмерительная система, которую имеют такие приборы как буссоль, разведывательный теодолит, дальномер, орудийная панорама, состоит из двух частей - кольца и барабана.
Кольцо угломера механизма (буссоли, панорамы) разбито на 60 больших делений угломера, а соединенный с ним барабанчик точкой наводки имеет шкалу, содержащую 100 малых делений угломера (цена деления 0-01). Полный оборот барабана соответствует повороту оптического прибора в горизонтальной плоскости на 1-00.
Горизонтальные углы с помощью буссоли определяют по сетке монокуляра и по буссольным и угломерным шкалам, а вертикальные - по сетке монокуляра или как разность углов места местных предметов со своими знаками.
Расстояния с помощью буссоли определяют по дальномерной шкале сетки монокуляра, используя специальную дальномерную рейку.
Углоизмерительные сетки приборов, предназначенных для наблюдения и измерения угломеров имеют принципиально одинаковое устройство (рис.1.2). Цена большого деления сетки равна 0-10, цена малого 0-05.При помощи сетки можно измерять угол в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Рис.1.2. Углоизмерительные сетки приборов.
Измерение горизонтальных и вертикальных углов с помощью углоизмерительной сетки приборов производится с точностью до 2-3 делений угломера.
|
|
Чтобы с помощью углоизмерительной сетки измерять горизонтальные и вертикальные углы, поступают следующим образом:
-для измерения угла между двумя ориентирами (местными предметами, целями), когда оба их изображения помещаются в поле зрения прибора, совмещают один из длинных штрихов горизонтального ряда сетки с одним из предметов, отсчитывают число делений между предметами, умножают их на пять и получают значение измеряемого угла в делениях угломера;
-если же оба предмета выходят за пределы углоизмерительной сетки прибора, то угол между этими предметами измеряют по частям. В этом случае выбирают на местности резко выделяющиеся между предметами контурные точки. Перемещая последовательно от предмета к контурной точке сетку бинокля, измеряют углы между ними. Тогда сумма всех измеренных промежуточных углов и будет равна определенному углу между двумя предметами. Углы в вертикальной плоскости измеряют так же, пользуясь при этом шкалой вертикального ряда штрихов и крестиков сетки.
Рис. 1.3. Измерение горизонтальных углов.
При измерении горизонтального угла по буссольному кольцу и барабану буссоли наводят перекрестие сетки монокуляра в правый предмет, пользуясь отводкой и маховиками отсчётного червяка и механизма измерения вертикальных углов, и снимают отсчет по буссольному кольцу (черная шкала) и барабану. Затем при помощи тех же маховиков наводят перекрестие в левый предмет и опять снимают отсчет по буссольному кольцу и барабану. Разность отсчётов будет являться горизонтальным углом между направлениями на эти предметы. В том случае, когда отсчет по правому предмету окажется меньше отсчета по левому, к первому прибавляют 60-00.
Вертикальные углы измеряют по сетке монокуляра или же определяют как разность углов места данных предметов со своими знаками.
1.4. Зависимость между угловыми линейными величинами.
Сущность пятипроцентной поправки и ее учет.
При решении практических задач с помощью тысячной делаются два допущения:
|
|
- дуга, соответствующая углу в одно деление угломера, принимается равной хорде;
- одно деление угломера принимается равным 1/1000 R вместо 1/955.
При расчетах необходимо учитывать эти допущения, т.е. вводить соответствующую поправку. Рассмотрим значение ошибок при решении задач, которые будут иметь место из-за того, что одно деление угломера принимается равным 1/1000 R вместо 1/955. Это допущение приводит к систематической ошибке. Определим относительное значение этой ошибки:
D = (1/955-1/1000):1/955 =0,045» 0,05
Это значит, что рассчитанное по тысячной значение угла следует исправлять на 5% (или 1/20).
"Тысячная", принятая за меру углов в артиллерии, позволяет решать практические задачи очень быстро и довольно точно даже в уме. Чтобы решать эти задачи, установим зависимость между угловыми и линейными величинами (Рис. 1.3).
Обозначим расстояние между двумя равноудаленными от центра 0 точками М и N через в, угол между направлениями на них через у и расстояние от наблюдателя до этих точек через Д (Рис. 1.4).
Рис.1.4. Зависимость между угловыми и линейными величинами.
Известно, что длина дуги ав (в1) равна одной тысячной R:
в1 = R/955» R/1000 = 0,001R= 0,001Д
Так как угол между равноудаленными точками M и N в у раз больше тысячной, то и длина дуги МN будет больше дуги в1 в у раз:
MN = в1* у или MN =0,001Д * у
При углах до 3-00 допускается, что длина дуги примерно равна длине соответствующей хорды, т.е. MN = в
Следовательно, в = 0,001Д* у или в другом виде:
Д у = в 1000 |
Эта формула выражает зависимость между угловыми и линейными величинами и называется формулой тысячных. Для удобства запоминания её называют “Дуй в тысячу”. По формуле тысячных можно решать три типа задач:
1-й тип задач: зная угол у между двумя равноудаленными точками и дальность до них Д, определяют расстояние в между ними по формуле:
в = Д у /1000 + 5%(Д у /1000)
Пример 1. Траншея наблюдается с КНП под углом 0-20. Дальность определена дальномером Д = 2500м. Определить длину траншеи в метрах.
в = (2500 * 20): 1000 + 5%(50) = 50 + 3 = 53 м
2-й тип задач: зная расстояние между двумя точками в и дальность до них Д, определяют значение угла у в делениях угломера между направлениями на эти точки по формуле:
у = в 1000/Д - 5%(в 1000/Д)
Пример 2. Фронт артиллерийской батареи противника в =180 м. Определить ее фронт в делениях угломера, если дальность стрельбы
Д= 4500 м.
у = (180 * 1000): 4500 - 5%(40) = 40 - 2 = 38 тыс.= 0-38
3-й тип задач: зная расстояние между двумя точками в и значение угла между направлениями на них у, определяют дальность Д по формуле:
Д = в 1000/ у - 5%(в 1000/ у)
Пример 3. Определить дальность до телеграфного столба, если известно что его высота в =10 м и он наблюдается под углом у = 0-04.
Д = (10 * 1000): 4 - 5%(2500) = 2500 - 125 = 2375 м
Как видно из приведенных примеров 5% поправка при расчетах вводится:
-при определении линейных размеров целей (предметов) в - со знаком "плюс";
-при определении угловых размеров целей (предметов) у, а также дальности до них Д - со знаком "минус".
5% поправка вводится всегда при определении угла места цели, если он больше 0-10, а также при определении дальности и линейной величины, требующих высокой точности.
ГЛАВА 2. Движение снаряда в воздухе.
2.1. Движение снаряда в воздухе.
Деривация причины её возникновения и учет.
Выстрел из орудия длится какие-нибудь сотые доли секунды, но за это короткое время в стволе протекают сложнейшие физико-химические процессы. После вылета из канала ствола снаряд движется свободно в атмосфере значительно большее время – иногда до нескольких десятков секунд, но процессы, которые при этом имеют место, тоже достаточно сложны и разнообразны. Чтобы артиллерия могла точно стрелять и тем самым эффективно выполнять свои боевые задачи, необходимо знать и понимать, как движется снаряд в стволе и в атмосфере, научиться управлять ходом упомянутых физических и химических процессов. Этими вопросами занимается баллистика – наукао движении снарядов, мин и ракет. Она разделяется на внутреннюю баллистику, изучающую движение снаряда внутри ствола, и на внешнюю баллистику, изучающую движение снаряда от момента вылета до окончания полёта, то есть до попадания в цель, разрыва в воздухе и т. п. В данной главе будут рассмотрены некоторые понятия внешней баллистики.
В безвоздушном пространстве, при отсутствии силы тяжести, снаряд будут двигаться равномерно и прямолинейно (Рис. 2.1.).
Рис. 2.1. Рис. 2.2.
При наличии же силы тяжести траектория полета в безвоздушном пространстве приобретает форму параболы, у которой восходящая ветвь траектории по своей форме и протяженности равна нисходящей (Рис.2.2).
При движении снаряда в воздухе на него кроме силы тяжести действует сила сопротивления воздуха.
Воздействие силы сопротивления воздуха приводит к тому, что снаряд теряет свою скорость, увеличивается кривизна траектории и сокращается дальность стрельбы. (Рис. 2.3.)
В прошлом артиллерийские орудия вели стрельбу ядрами. Однако ядро в полете испытывает большое сопротивление воздуха и поэтому дальность стрельбы была невелика.
В настоящее время для стрельбы в артиллерии используют снаряды и мины удлиненной, аэродинамической формы, так как они обладают большой мощностью и лучше преодолевают сопротивление воздуха.
Однако из-за того, что сила тяжести приложена к центру масс снаряда, а сила сопротивления воздуха к его центру давления, в полете возникает опрокидывающий момент. Если не принять каких-либо мер снаряд будет в полете кувыркаться.
При стрельбе из минометов для стабилизации мины в полете ее оснащают стабилизатором. Стабилизатор смещает центр давления далеко назад за центр масс и возникающий момент сил постоянно разворачивает мину головной частью вперед, стабилизируя ее.
Другим способом придания устойчивости продолговатому снаряду в полете является сообщение ему быстрого вращательного движения вокруг продольной оси. Вращательное движение снаряду придают посредством устройства на снаряде ведущего пояска и нарезов в канале ствола. Благодаря вращательному движению снаряд, подобно волчку или гироскопу, стремится сохранить неизменным направление своей продольной оси в пространстве, траектория искривляется и направление продольной оси начинает отставать от касательной траектории, образуя с ней некоторый угол. В этом случае встречный поток воздуха будет стремиться опрокинуть головную часть снаряда назад. Но благодаря гироскопическим свойствам (при этом возникает известное в механике Кориолисово ускорение) головная часть отклоняется не назад, а в сторону вращения (вправо - при правой нарезке ствола). Так как траектория непрерывно искривляется вниз, то преобладает отклонение головной части снаряда вправо.
Боковое отклонение снаряда от плоскости бросания, вызываемое вращательным движением снаряда в воздухе, называется деривацией.
Величина деривации зависит от дальности стрельбы и от вида траектории.
Отклонение снаряда вправо вследствие деривации необходимо учитывать при определении установок для стрельбы, вводя поправку направления. Эта поправка берется из таблиц стрельбы по исчисленной дальности и вводится со знаком минус (влево) в доворот на цель.
Насколько значительна деривация снаряда показывает такой пример. При стрельбе на дальность 10 км из 122 мм гаубицы Д-30 на заряде 2-м, деривация при табличных условиях составляет -0-16, т.е. если не вводить поправку в направление, то снаряд отклонится вправо примерно на 160 м от намеченной точки (см. расчёт по формуле “тысячной”).
2.2. Элементы траектории, их определение и обозначение.
Виды траекторий и виды стрельб.
При изучении движения снарядов в воздухе применяют следующие основные определения и обозначения, называемые элементами траектории (Рис. 2.3.).
а) В вертикальной плоскости
б) В горизонтальной плоскости
Рис. 2.3. Элементы траектории.
Точка вылета О - центр дульного среза ствола орудия.
Горизонт орудия - горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета.
Линия выстрела ОА - направление оси канала ствола наведенного орудия.
Линия цели ОЦ - прямая, проходящая через точку вылета и цель.
Линия бросания ОБ - направление оси канала ствола в момент вылета снаряда.
Плоскость стрельбы - вертикальная плоскость, проходящая через линию выстрела.
Угол прицеливания a - угол между линией цели и линией выстрела.
Угол возвышения j - угол между линией выстрела и горизонтом орудия.
Угол места цели eц - угол между линией цели и горизонтом орудия. Угол места цели считается положительным, когда цель выше горизонта орудия, и отрицательным, когда цель ниже горизонта орудия.
Угол падения Qс - угол наклона касательной к траектории в точке падения.
Угол бросания Qо - угол, составленный линией бросания с горизонтом орудия.
Угол вылета g - угол между линией бросания и линией выстрела.
Деривация Z - значение бокового отклонения в горизонтальной плоскости точки падения от плоскости бросания.
Вершина траектории S - наивысшая точка траектории над горизонтом орудия.
Высота траектории YS -расстояние от высшей точки траектории до горизонта орудия.
Ветви траектории: восходящая OS, нисходящая SC
Точка падения С - точка пересечения траектории с горизонтом орудия.
Точка встречи Ц - точка встречи снаряда с преградой (целью).
Полная горизонтальная дальность Хс - расстояние от точки вылета до точки падения.
Топографическая дальность до цели Дцт - расстояние от точки вылета до проекции цели на горизонт орудия.
Угол возвышения равен алгебраической сумме угла прицеливания и угла места цели:
j = a + (±eц) |
Мерой крутизны траектории является величина угла возвышения и угла падения. В зависимости от величины угла возвышения траектория бывает:
-отлогая - углы возвышения до 20°;
-крутая - углы возвышения свыше 20°.
Стрельба при углах возвышения до 20° называется настильной.
Стрельба при углах возвышения от 20° до 45° называется навесной.
Стрельба при углах возвышения свыше 45° называется мортирной.
Из пушек ведут настильную и навесную стрельбу, из гаубиц - настильную, навесную и мортирную, из минометов- мортирную стрельбу.
2.3. Таблицы стрельбы, их назначение и содержание.
Определение элементов траектории по таблицам стрельбы
На вооружении артиллерии состоит значительное число различных систем орудий. Для каждой артиллерийской системы путем расчетов, исследований и опытных стрельб составляется сборник основных цифровых и справочных сведений, позволяющий проводить подготовку и ведение стрельбы из данного орудия.
Этот сборник называется Таблицами стрельбы.
С помощью Таблиц стрельбы можно:
-выбрать заряд, вид траектории и в соответствии с дальностью назначить установку прицела;
-рассчитать поправки на баллистические и метеорологические условия стрельбы;
определить поправку на превышение цели или поправку угла прицеливания на угол места цели.
Кроме того, в Таблицах стрельбы помещены указания по применению боеприпасов и по эксплуатации артиллерийской системы.
В зависимости от полноты сведений, помещаемых в таблицах стрельбы, они могут быть полными, краткими или временными.
Полные Таблицы стрельбы включают справочный и цифровой материалы, которые помещены в разделах:
1. Основные указания.
2. Собственно таблицы стрельбы.
3. Вспомогательные таблицы.
4. Определение условий стрельбы и справочные сведения.