舰载导弹发射筒指向精度研究论文

舰载导弹发射筒指向精度研究

王勇，赵喜磊，李翔宇

(中国船舶重工集团公司第七一三研究所，河南郑州 450015)

摘要：指向精度是衡量导弹发射筒发射精度的一项重要指标，为导弹提供了初始的出筒角度，是导弹是否能够准确命中目标的关键因素之一。本文通过剖析某舰载倾斜固定式导弹发射筒的总体结构，确定了影响导弹发射筒指向精度的因素，运用基于均方根值和最大值相结合的误差分析理论对导弹发射筒的指向精度进行统计计算，结合数据对比分析，提出1套可靠且系统的研究方法。该研究方法在一定程度上解决了影响导弹发射筒指向精度各个因素之间的相位角问题，较为客观地反映了指向精度的真实情况，对导弹发射筒总体设计具有一定的指导意义和应用价值。

关键词：指向精度；导弹发射筒；均方根值；最大值；相位角

0 引言

指向精度是衡量导弹发射筒发射精度的一项重要指标，为导弹提供了初始的出筒角度，是导弹是否能够准确命中目标的关键因素之一。因此，若要保证导弹发射时具有必要的精度值，在进行导弹发射筒总体设计时，必须要对导弹发射筒的指向精度进行评估和控制。

本文以某舰载倾斜固定式导弹发射筒（以下称导弹发射筒）为研究对象，通过剖析导弹发射筒总体结构，确定了影响导弹发射筒指向精度的因素，对导弹发射筒各关键部件的制造和安装误差对指向精度的影响进行研究，运用基于均方根值（RMS）和最大值（Maximum）相结合的误差分析理论对导弹发射筒的指向精度进行统计计算，结合数据对比分析，提出一套可靠且系统的研究方法，在一定程度上解决了影响导弹发射筒指向精度各个因素之间的相位角问题，较为客观地反映了指向误差的真实情况，提高了导弹发射筒总体设计的合理性和经济性。

1 影响导弹发射筒指向精度因素分析

1.1 导弹发射筒结构

图 1 导弹发射筒结构示意图
Fig. 1 The structure schematic diagram of a missile launch canister

如图1所示，导弹发射筒由导弹和发射筒组成。发射筒由内筒体、发射导轨、筒体支撑、前后盖和外壳等组成。其中，内筒体、外壳均由轻质合金薄壁材料成型，两者之间通过前后筒体支撑等连接成圆柱型框架夹层结构，保证发射筒体的结构刚强度；筒体支撑设置在内筒下部，通过固定件实现与舰上发射支架进行连接；内筒体上部安装有发射导轨，导弹通过自身滑块挂在发射导轨上；发射时，导弹沿发射导轨运动直至出筒，获得初始发射角和出筒速度。

1.2 导弹发射筒指向精度的评估和分配

导弹发射筒指向误差是指导弹实际瞄准线与理想瞄准线之间的偏差，指向精度的变化可以延伸成重要的弹道偏差，有可能影响导弹正常飞行^[1]和命中概率。

因此，在导弹发射筒研制过程中，指向精度的评估是十分重要的环节，需要剖析多误差源的影响^[2]，对误差指标进行合理的精度分析和分配，使其在各自限定的范围内指导导弹发射筒的结构型式设计和制造公差选择，为提高总体精度指明工作重点和努力方向，在改进武器系统设计的同时，节省经费并缩短研制周期。

根据某导弹发射筒的结构型式，决定其指向精度的主要有导弹和发射筒两方面。在精度分配时，需要综合衡量导弹的制导能力和定位方式、发射筒的制造难度以及结构复杂度等多种因素的影响，以达到二者合理地匹配，刻意强调和限制某一方面也不科学。

1.3 影响导弹发射筒指向精度的因素分析

导弹发射筒安装在舰上基座后，导弹轴线相对于导弹发射筒的安装基准面，在俯仰、偏航和滚转3个方向均有定位误差要求，以此来保证导弹的发射精度。

导弹发射筒的准确指向受到各部分几何误差的影响，几何误差主要是由于部件加工、装配的不准确导致的制造误差以及由于外部载荷作用等原因造成的运动误差等^[3]。由导弹发射筒的结构布局和工作原理可知，影响导弹发射筒指向精度的关键部件主要有：导弹滑块、发射导轨、内筒体和筒体支撑。外部影响主要是导弹发射筒工作时承受的振动和冲击载荷。由此确定的影响因素主要包括以下几个方面：导弹滑块与导弹中心线安装精度、导弹滑块与发射导轨配合精度^[1]、发射导轨制造和安装精度、发射筒内筒体安装面制造精度、筒体支撑制造精度以及与内筒体安装精度、发射筒与舰上发射支架定位精度、发射筒的结构刚度。以下针对各项因素的影响逐一进行分析研究。

1.3.1 导弹的影响

1.3.1.1 导弹滑块与导弹中心线安装精度的影响

导弹对指向精度的影响主要取决于导弹滑块的安装精度以及与发射导轨的定位精度。导弹滑块位于导弹顶部，为了保证导弹发射时获得较高的初速度和发射精度，设计时应尽量保证导弹在出筒过程中，导弹滑块与发射导轨配合时间尽可能长。如图2所示，某舰载导弹设置了2个滑块，分别位于导弹的中部和后部。导弹滑块通过与发射导轨配合，为导弹提供初始发射精度。

图 2 某舰载导弹结构示意图
Fig. 2 The structure schematic diagram of a ship-based missile

在对导弹的影响进行分析时，将导弹视为一个刚性体，只考虑导弹的制造误差和在发射筒内的初始定位精度，不考虑导弹的制导精度和扰动等因素的影响。

导弹滑块导轨配合面与导弹中心的轴向平行度误差为δ_PX1，导弹前后滑块之间的距离为L_HK1。则由于导弹滑块导轨配合面与导弹中心的轴向平行度影响所产生的俯仰误差β_D1为：

发射筒内筒筒体支撑安装面与内筒中心线的横向平行度误差为δ_PX8，内筒筒体支撑安装面宽度为L_NT4，则由于发射筒内筒筒体支撑安装面与内筒中心线的平行度影响所产生的滚转误差γ_T4为：

自然环境条件是农村居民点分布形成的基础，其中地形条件为农村居民点的建设提供空间，同时又可能限制其发展；耕地是农村居民的主要劳作对象及其经济来源依附体；河流的分布不仅影响到农业生产，同时也是农村居民主要的水源供给地。社会经济因素决定着区域发展潜力从而影响着农村居民点的布局，其中城镇与工矿用地为区域工业聚集地，可在一定范围内提供就业并带动经济增长；良好的交通是进行经济交流的基础。因此采用河流、耕地、高程、坡度4个因子作为影响农村居民点的自然因素，城镇与工矿、交通作为社会经济因素加以研究，根据陇川县区域实情和因子本身特性确定分级范围，测算各影响因素不同范围内的农村居民点景观指数，测算结果如表1。

导弹前后滑块与导弹中心线对称度误差为δ_DC1，导弹前后滑块之间的距离为L_HK1。则由于导弹前后滑块与导弹中心线对称度影响所产生的偏航误差α_D1为：

1.3.1.2 导弹滑块与发射导轨配合精度的影响

导弹滑块与发射导轨侧向间隙为δ_JX1，发射导轨长度为L_DG1，则由于导弹滑块与发射导轨侧向间隙影响所产生的偏航误差α_D2为：

导弹滑块与发射导轨垂向间隙为δ_JX2，发射导轨长度为L_DG1，则由于导弹滑块与发射导轨垂向间隙影响所产生的俯仰误差β_D2为：

1.3.2 发射筒的影响

1.3.2.1 发射导轨的影响

发射导轨安装在发射筒的内筒体内侧顶部，与导弹滑块配合，实现导弹在发射筒内的初始安装和固定；保证在导弹发射时约束导弹并赋予导弹起始运动的方向及合适的离轨速度^[4]，是影响导弹发射筒指向精度的关键部件，其加工和装配水平直接决定导弹的初始角度。

如图3所示，发射导轨的加工精度主要包括发射导轨上部安装面以及各导向面的直线度、倾斜度和平行度等形位公差^[1]，分别产生俯仰误差、滚转误差以及偏航误差；发射导轨的安装精度也是产生指向误差的重要因素，会引起偏航误差。

图 3 发射导轨结构示意图
Fig. 3 The structure schematic diagram of launching guide

1）发射导轨上部安装面加工精度的影响

“官渡区委、区政府高度重视非公经济发展，广泛听取非公经济代表人士的意见建议，及时出台推动经济持续健康快速发展的32条意见，着力构建‘亲’‘清’新型政商关系，为非公经济发展提供了良好的环境支撑。”官渡区人大副主任、区工商联主席石玲红介绍，全区经济发展势头强劲，2016年和2017年连续两年国民生产总值突破千亿大关，GDP连续两年全省县区排名第一，2018年位列“中国百强区”第52名，其中非公经济贡献率超过50%。

发射导轨上部安装面轴向直线度误差为δ_ZX1，发射导轨长度为L_DG1，则由于发射导轨上部安装面轴向直线度影响所产生的俯仰误差β_T1为：

发射筒内筒导轨安装面与内筒中心线的轴向平行度误差为δ_PX5，内筒导轨安装面长度为L_NT1，则由于发射筒内筒导轨安装面与内筒中心线的平行度影响所产生的俯仰误差β_T3为：

2）发射导轨与导弹滑块配合面加工精度的影响

2）发射筒内筒筒体支撑安装面制造精度的影响

发射导轨导弹滑块配合面与安装面横向平行度为δ_PX4，发射导轨导弹滑块配合面宽度为L_DG3，则由于发射导轨导弹滑块配合面与安装面横向平行度影响所产生的滚转误差γ_T2为：

发射导轨导弹滑块配合面与导轨中心线对称度误差为δ_DC2，发射导轨长度为L_DG1，则由于发射导轨导弹滑块配合面与导轨中心线对称度影响所产生的偏航误差 α_T1为：

3）发射导轨安装精度的影响

发射导轨侧向工作面中心线与内筒首尾刻线安装误差为δ_AZ1，发射导轨长度为L_DG1，则由于发射导轨安装精度影响所产生的偏航误差α_T2为：

1.3.2.2 发射筒内筒体安装面制造精度的影响

对于传统的误差计算方法一般是将各种因素产生的指向误差简单地作代数运算，但由于各种误差不是同时处于最大值和完全相同的相位角，这种最大值误差统计方法得出的计算结果虽然安全但不能得到比较经济的设计，价值有限^[5]，不能体现产品真实的指向精度。

如图4所示，发射筒的内筒体用于连接发射导轨和筒体支撑，是发射筒的主承力部件。由于内筒体加工及安装要素较多，其制造精度对发射筒的指向精度影响较大。因此，对内筒体的成型质量和制造精度提出了较高的要求。

所谓“借势”就是策划事件营销活动时，找到品牌与热点新闻的相关性，借助于媒体之势，将公众的注意力转移到对企业品牌本身的关注，达到宣传目的。而想要实现好的效果，必须遵循相关性、可控性和系统性原则。“借势”的营销操作要诀在于：

图 4 内筒体结构示意图
Fig. 4 The structure schematic diagram of inner cylinder

1）发射筒内筒导轨安装面制造精度的影响

发射导轨上部安装面横向倾斜度误差为δ_QX1，发射导轨上部安装面宽度为L_DG2。则由于发射导轨上部安装面横向倾斜度影响所产生的滚转误差γ_T1为：

发射筒内筒导轨安装面与内筒中心线的横向平行度误差为δ_PX6，内筒导轨安装面宽度为L_NT2，则由于发射筒内筒导轨安装面与内筒中心线的平行度影响所产生的滚转误差γ_T3为：

目前，我国跨境电子商务行业人才现状难以满足跨境电商发展的需要。从事跨境电商的人员很多，但真正能让跨境电商企业满意的人才不多。

发射导轨导弹滑块配合面与安装面轴向平行度误差为δ_PX3，发射导轨长度为L_DG1，则由于发射导轨导弹滑块配合面与安装面轴向平行度影响所产生的俯仰误差 β_T2为：

发射筒内筒筒体支撑安装面与内筒中心线的轴向平行度误差为δ_PX7，内筒筒体支撑安装面长度为L_NT3，则由于发射筒内筒筒体支撑安装面与内筒中心线的平行度影响所产生的俯仰误差β_T4为：

导弹滑块导轨配合面与导弹中心的横向平行度误差为δ_PX2，导弹滑块配合面宽度为L_HK2，则由于导弹滑块导轨配合面与导弹中心的平行度影响所产生的滚转误差 γ_D1为：

1.3.2.3 筒体支撑的影响

如图5所示，筒体支撑安装在内筒体上，通过与发射支架的安装接口，实现发射筒与发射支架的固定；在发射支架上安装完毕后，使用定位销来固化发射筒与发射支架的相对位置，以保证导弹发射筒的指向精度。

由表1可知，相对原生产菌株，新菌株的种曲孢子数平均降低14.6%，圆盘制曲成曲孢子数平均降低46.29%，同时中性蛋白酶提升38.46%，谷氨酰胺酶提升18.25%，淀粉酶方面表现出了明显的优势，与筛选时的结果一致，论证了该菌株在制曲质量方面的突出优势。

图 5 筒体支撑结构示意图
Fig. 5 The structure schematic diagram of cylinder support

1）筒体支撑制造精度的影响

筒体支撑安装面与其中心线的轴向平行度误差为δ_PX9，筒体支撑安装面长度为L_ZC1，则由于筒体支撑安装面与其中心线的平行度影响所产生的俯仰误差β_T5为：

综上所述，在小学语文教学中，有效地整合阅读和写作，可以促进学生阅读和写作能力的全面提升，实现从学习、领悟到表达的全面进步，不断提高小学阅读和写作教学的质量。老师要培养学生的观察能力，引导学生切身联系实践，老师在平时课程中多引导学生积累写作的素材。学习不仅仅在课上，平时生活中都是积累素材的场所。

筒体支撑安装面与其中心线的横向平行度误差为δ_PX10，筒体支撑安装面宽度为L_ZC2。则由于筒体支撑安装面与其中心线的平行度影响所产生的滚转误差γ_T5为：

2）筒体支撑与内筒安装精度的影响

筒体支撑中心刻线与内筒艏艉刻线安装偏差为δ_AZ2，内筒筒体支撑安装面长度为L_NT3，则由于筒体支撑中心刻线与内筒艏艉刻线安装偏差影响所产生的偏航误差α_T3为：

1.3.2.4 发射筒与发射支架安装精度的影响

发射筒定位销孔与发射架定位销之间的配合间隙为δ_JX3，发射筒前后定位销之间的距离为L_DW，则由于发射筒定位销孔与发射架定位销之间的配合间隙影响所产生的偏航误差α_T4为：

770 Surface modification of orthopaedic titanium implant for anti-infection and promoting fracture healing: an update

1.3.2.5 发射筒结构刚度的影响

发射筒的强度和刚度应能够承受导弹在吊装、装填、贮存、运输和发射过程中产生的振动和冲击载荷，包括轴向、横向和法向3个方向的过载要求。这些作用于发射筒上的不平衡载荷会引起导弹瞄准线产生变化^[1]，对发射筒的偏航误差和俯仰误差产生动态的影响。这也是影响导弹发射筒指向精度的重要因素之一。

通过对发射筒进行有限元计算分析，可得出由于过载载荷引起的横向变形为Δ_横向，法向变形为Δ_法向，发射筒内筒体长度为L_NT5，则发射筒结构刚度对偏航误差、俯仰误差的影响为：

1.3.2.6 导弹发射筒各因素引起的指向误差汇总

城市旅游产品是城市旅游发展的核心部分，开发城市旅游产品能推动区域经济社会良性发展。比如将湖湘文化融入到浏阳河两岸，打造文化融合区，依托浏阳河畔的黄兴故居，将湘籍名人集中展示在浏阳河两岸，融入历史文化元素。也可在浏阳河两岸建设体育广场、国际自行车道，助力国际化城市建设。比如依托长沙经开区世界500强企业以及智能制造的优势，实施“工业旅游”工程，策划亲子题材的一日游、夏令营等主题工业游；开发“工业旅游+农业旅游”、“工业旅游+空港”、磁悬浮、会展休闲以及针对大众受用的“工业旅游+生态休闲游”、“工业旅游+红色旅游”等旅游产品。

通过对影响导弹发射筒指向精度的各个因素进行分析，结果如表1所示。

表1中序号1～2和3～6描述的分别为导弹和发射筒的结构固有静态指向误差；序号7描述的是由于发射筒受到不平衡载荷引起的动态指向误差。

2 导弹发射筒指向误差统计方法

2.1 统计方法

本文将地基基础下沉的成因和处理方案作为叙述的主要内容，首先对我国建筑工程的发展现状进行简单介绍，针对地基沉降展开叙述，包括地基沉降的基本概念、类型、原因、计算以及危害等方面，然后明确分析地基基础下沉的原因，主要从建筑设计、工程勘探、建筑结构处理方法、施工过程以及土层土质这5个方面展开，将重点转移到地基基础下沉的处理方案上，分别从工程勘探、建筑物的设计施工以及地基处理3方面进行研究，希望能够减少地基沉降的现象，推动我国建筑事业的稳步发展，为人们提供一个安全稳定的生产和生活环境。

本文运用一种均方根值和最大值相结合的统计方法。以发射筒为例，首先将发射筒静态指向误差和动态指向误差进行分类；然后将同类各项误差进行平方相加，然后取其均值^[6]；最后将均方处理后静态指向误差和动态指向误差进行代数运算。同理计算出导弹的指向精度后，与发射筒指向精度取代数和，将所得结果近似认为是导弹发射筒的指向精度。这种统计方法可以保证在具有合理的安全裕度的前提下，得到较为经济的设计。

表 1 指向误差汇总
Tab. 1 Pointing error summary

1）导弹发射筒的偏航误差α_偏航误差统计方法如下：

式中：α_D为导弹的偏航误差；α_T为发射筒的偏航误差；α_T静态为发射筒的静态偏航误差；α_T动态为发射筒的动态偏航误差。

2）导弹发射筒的俯仰误差β_俯仰误差统计方法如下：

式中：β_D为导弹的俯仰误差；β_T为发射筒的俯仰误差；β_T静态为发射筒的静态俯仰误差；β_T动态为发射筒的动态俯仰误差。

3）导弹发射筒的滚转误差γ_滚转误差统计方法如下：

式中：γ_D为导弹的滚转误差；γ_T为发射筒的滚转误差。

2.2 统计结果和数据分析

在导弹发射筒设计过程中，根据设计输入阶段的初始精度分配，对导弹发射筒各部件选择了相应的公差范围，对导弹发射筒的静态误差进行了分析计算。采用Ansys有限元分析方法，对发射筒动态指向精度进行仿真，仿真结果如图6所示。运用本文提出的RMS+Maximum统计方法，对导弹发射筒初始精度分配进行复核复算，最终确定了产品尺寸链并优化了各零部件的公差，指导了产品制造时合理的工艺选择。

(4)各种中草药的具体药理及作用机制有待进一步研究，这将有助于中草药饲料添加剂的进一步开发和利用[8]。

图 6 发射筒有限元仿真结果
Fig. 6 Finite element simulation results of launch canister

采用“激光垂准仪+标准靶标”的试验方法，对导弹发射筒静态指向精度进行测量；发射筒动态指向精度采用有限元仿真结果。导弹发射筒指向误差数据的对比情况如表2所示。

对比可知，本文所提出的RMS+Maximum统计方法计算出来的数据结果满足初始精度分配指标，在一定程度上消除了同类各项误差之间的相位角问题，较为符合产品生产加工中设备及人员的实际条件，与实际产品的测量结果符合度较高，并具有合理的安全裕度，在一定程度上可指导总体精度指标的确定，具有一定的现实价值和实用性。

表 2 指向误差数据对比表
Tab. 2 Pointing error data contrast table

3 提高导弹发射筒指向精度的措施

3.1 提高各关键部件的加工和安装精度

导弹发射筒指向精度与各关键部件的加工和安装精度关系十分密切。因此，产品试制时，在工艺、设备、人员等条件允许的情况下，在精度分配指标合理的范围内，尽可能提高发射导轨、内筒、筒体支撑等关键部件的加工精度和形位公差等级，增强互换性。利用定位工装和修配手段减少或消除装配误差，以此提高导弹发射筒的指向精度。

总之，现代鉴定方法与传统经验鉴定方法在鉴定中药材的过程中均可得到较高的鉴定准确率，但是后者操作更加简单、过程更加便捷，值得推广应用。

3.2 合理的进行结构设计

导弹发射筒结构型式的优劣直接影响其指向精度。因此，在导弹发射筒设计过程中，在结构刚度和负载允许的前提下，合理的布置总体结构，尽可能的减少零件数量，以一体式设计代替分级组装结构，减少中间环节。在导弹和发射筒等关键配合处设置可调结构或功能，通过后期修配和标定等手段，提高导弹发射筒的指向精度。

日前，经国务院同意，生态环境部、农业农村部联合印发《农业农村污染治理攻坚战行动计划》（以下简称“《行动计划》”），明确了农业农村污染治理的总体要求、行动目标、主要任务和保障措施，对农业农村污染治理攻坚战作出部署，并将农业农村污染治理工作纳入各省（区、市）污染防治攻坚战的考核范围，作为各省（区、市）党委和政府目标责任考核、市县干部政绩考核的重要内容。

3.3 减少误差源

误差源越多，则对导弹发射筒的累积影响就越大。因此，在条件允许的情况下，可最大限度地减少误差源^[7]，以提高指向精度。比如，通过采用锥销或夹紧套等措施，可有效地消除导弹发射筒和发射支架的配合间隙误差。另外，导弹滑块与发射导轨侧向和垂向间隙也可以通过增加止挡块等措施予以消除，减少误差源，提高导弹发射筒的指向精度。

可以看到：FISE将二维转发表的大部分开销从TCAM中移到了SRAM中。这是因为SRAM要比TCAM便宜得多（TCAM成本大概是SRAM的10～100倍），能耗也相对低得多（TCAM能耗大概是SRAM的几十倍到100倍）。FISE借助TCAM的高速匹配和SRAM的空间压缩大大降低了二维转发表的开销并保证了匹配性能。

总之，合理制定关键部件的制造精度、优化结构设计、减少误差源，是提高导弹发射筒指向精度的最重要的途径，三者只能有机的处理，不能片面强调某一方面，比如对精度过低的部件而想只用改进结构的方法获得较高的指向精度，这也是不现实的。

4 结语

通过本文的相关论述，使导弹发射筒指向误差研究有了一个较为具体的理论体系，结合多种统计方法与实测结果的符合度分析，对如何提高导弹发射筒的指向精度提出了有效的解决途径，减少了总体精度指标确定的不合理性以及后续设计工作的盲目性，对于导弹发射筒的总体设计和制备工作具有一定的指导意义和应用价值。

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Research on pointing accuracy of a ship-based missile launch canister

WANG Yong, ZHAO Xi-lei, LI Xiang-yu
(The 713 Research Institute of CSIC, Zhengzhou 450015, China)

Abstract: Pointing accuracy is an important index to the precision of missile launch canister . Providing the initial angle when a missile is launched, pointing accuracy is a vital factor deciding whether a missile will hit its target precisely .This research paper decides the factors that influence the precision of missile launch canister by analysing the overall composition of a ship-based oblique fixed missile launch canister and puts forward a reliable and systematic research method based on the comprehensive analysis of RMS and Maximum's error and the comparison of data . To some degree, this research method decreases the influence of phase angle of various factors that influence the precision of missile launch canister and reflects the pointing accuracy relatively truthfully, offering instructive function and application value to the overall design of missile launch canister.

Key words: pointing accuracy；missile launch canister；RMS；maximum；phase angle

中图分类号： E925；TJ768

文献标识码： A

文章编号： 1672 – 7649(2019)04 – 0142 – 06

doi： 10.3404/j.issn.1672 – 7649.2019.04.028

收稿日期： 2018 – 05 – 01

作者简介：王勇(1980 – )，男，硕士，高级工程师，研究方向为兵器发射理论与技术。

标签：指向精度论文; 导弹发射筒论文; 均方根值论文; 最大值论文; 相位角论文; 中国船舶重工集团公司第七一三研究所论文;