激光周视多探测点起爆最佳模型

对于定向起爆战斗部，其最佳起爆时间和最佳起爆方位的计算将直接影响其毁伤效能，因此根据脉冲激光周视扫描探测系统的探测结果，制定最佳起爆策略对提高定向起爆系统的毁伤效果至关重要。

假设在弹目交会过程中，探测系统接收到来自F1，F2，…，Fk目标点的回波，根据目标点的距离和方位角信息，可获得各点在雷体坐标系中的具体坐标。在雷体坐标系Omxmymzm中描述的激光探测系统探测目标如图9.17所示。

如图9.17所示，激光束与雷体纵轴xm的夹角（即光束倾斜角）为αt，探测系统可解算出目标点Fk到雷体坐标系原点Om的距离为Rk，方位角即OmFn连线在ymOmzm平面上的投影与ym轴的夹角为φk，由投影规律和三角函数公式，可计算出点Fk在雷体坐标系中的坐标（mxk，myk，mzk）为：

图9.17　雷体坐标系Omxmymzm中激光探测系统探测目标点Fk

所谓最佳起爆策略，即在最佳起爆时刻向最佳起爆方位起爆定向战斗部，以获得最大毁伤效能。对于鱼雷战斗部而言，应使爆炸冲击波恰好攻击目标的易损部位。假设目标的易损部位为其特征几何中心，冲击波在水中的传播速度为v。

为获得最佳起爆位置，需通过多个探测点的数据，解算探测范围内目标体的特征中心位置。在惯性坐标系中，探测系统对整个目标的探测过程如图9.18所示。

图9.18　探测起始点与探测终止点示意

图中，F1和Fn分别为目标的探测起始点和探测终止点，对应的矢径分别为rt1和rt2，故二者之间的距离可表示为，两点之间的探测时间为t，假定目标体的特征长度为L，则可列写关系式：

式中，、t以及均已知，可解算出目标体的特征长度L。进一步解算当前时刻目标体的特征几何中心点Fc的位置rc：

假定鱼雷静止时，爆炸的作用方向为沿弹体径向，且作用半径为R，令探测结束后ΔT时起爆鱼雷，爆轰波与目标交会过程如图9.19所示。(www.xing528.com)

图9.19　爆轰波与目标交会过程示意

在图9.19中，点M2和M3分别为鱼雷探测结束点和起爆点，rm2和rm3为弹体探测结束位置和弹体起爆位置，v和vm分别表示爆轰速度和鱼雷运动速度，由于运动速度的合成，因此鱼雷爆轰的有效区域如图中阴影部分所示，爆轰的合成速度vh为：

起爆方位角αm为v与Omym轴之间的夹角，则vh在弹体坐标系上的表达式为：

考虑临界状态，弹体起爆后经历ΔTh时间后弹目交会，则根据爆轰半径可得：

经历了时间Δt=ΔT+ΔTh后目标中心点的位置为：

则根据弹目交会条件，可得

其中，

式（9.93）中，rm2、rc、vt已知，通过对上述公式的联立求解即可求得最佳起爆时间ΔT和最佳起爆方位αm。