0 前言
为保证飞机航炮射击的准确性，需对航炮轴线与飞机火力控制系统的相对位置关系准确性进行检验、调整，此检验、调整过程亦称为航炮校靶。舰载作战飞机作为海洋战场上夺取和保持制空权、制海权的主要力量，其武器系统射击精度的好坏直接影响着战机的战场生存能力和一场局部战争的成败。
通常，陆基飞机航炮的校正方法分为实弹校靶（热校靶）和仪器校靶（冷校靶）。实弹校靶即采用实弹射击的方式校验航炮与瞄准装置协调关系。实弹校靶只能在昼间和较好气象条件下，在专门的飞机校靶场地进行。而仪器校靶是用专用仪器对航炮与火控系统的初始安装准确性进行检验、调整的一种方法。仪器校靶不消耗弹药，可昼夜在停机坪、厂房、洞库内进行，校靶程序、操作比实弹校靶简便易行[1]。但对于舰载作战飞机，其航炮的校靶受到了场地限制及颠簸对校靶的影响，实弹校靶方法很难在航母上进行，而仪器校靶方法需解决扰动影响校靶精度的问题。
根据一般航炮校靶规范，航炮的校靶时机不仅包括交付前必须进行的冷、热校靶，还包括飞机使用中，在更换风挡、更换航炮、安装基准被破坏、飞行员怀疑校靶准确性时以及飞机大修等时候的冷、热校靶。因此，对于舰载飞机，即使其航炮在地面完成了校靶，当上舰进行作战任务出现上述的几种校靶时机，仍然需要校靶。若作战任务紧急，舰载飞机校靶地点的最优先选择仍应是在航母上。
本文将从舰载飞机校靶环境出发，分析现有校靶方法和先进校靶技术，提出适用于舰载飞机航炮的校靶方法。
1 舰载飞机校靶环境
1.1 舰载环境
航母甲板是世界上最危险的人造环境之一[2]。航空母舰出勤时是一个海上的六自由度运动平台，它不仅在海平面上做平面运动，而且在海浪的作用下还会产生纵向和横向的摇动及升沉运动；航母上的大气紊流情况也较复杂，由于航母庞大的舰体以及自身的运动还会在舰首产生上洗气流，在舰尾处形成较强的公鸡尾状尾流；此外，恶劣的海上气象条件、海上的腐蚀环境以及高密度的电磁环境也使舰载环境变得更加复杂。
1.2舰载飞机校靶环境
航空母舰上用于停放舰载机的场所包括机库和飞行甲板。机库位于飞行甲板下方，是舰载机停机和维修的场所，同时也是武器弹药存放的场所，通常处于封闭的状态，若在机库内进行实弹校靶和仪器校靶，首先要占用机库宝贵的空间，其次，在机库内进行实弹校靶，不仅具有较大的危险性，而且在密闭空间需要面对噪声和火药废气的问题，因此，机库不具备进行实弹校靶的条件，而传统的冷校靶也会占用机库较大的空间。
飞行甲板主要是舰载机起飞、降落、停机和维护的场所，相比机库空间，飞行甲板更为开阔，但为了保证飞机起降和飞机调度，可以进行校靶的空间只能限制在有限的甲板上停机与维护的位置（不同类型的航母布局不同，情况会有差异），通常在进行实弹校靶时，要在飞机正前方25m或50m处设置靶板，为了保证校靶过程的安全至少需要隔离出25m×L面积的区域，而且实弹校靶对天气条件也有要求，当风力超过3级就不适宜进行实弹校靶，所以恶劣的海上气象条件也会影响到实弹校靶在甲板的实现。
综上，无论是机库还是飞行甲板的环境都不适合进行实弹校靶，而一般的水平仪器校靶需要一定的场地，因此，舰载飞机校靶环境相比陆基飞机更为复杂，严酷。
2 现有校靶方法
2.1实弹校靶和仪器校靶
陆基飞机航炮校靶过程一般都包含了仪器校靶和实弹校靶。通常，先通过仪器校靶使航炮轴线与靶板上的航炮冷校靶点重合；再通过实弹校靶，使平均弹着点与靶板上的理论热校靶点的误差不超过1个千分距。实弹校靶虽然有工作复杂，费时费力，消耗器材、降低航炮寿命和具有一定危险性等缺点，但是实弹校靶能综合修正固有误差的影响，反映实际情况，有较好的校正效果，并且可以验证仪器校靶的准确性，成为飞机交付前必须进行的程序。
2.2自身校靶方法
自身校靶方法是把靶图及基准安装架直接固定在飞机上的一种校靶方法[3]。自身校靶时飞机自由停放（不架水平），将靶板设置在飞机机头处，借助安装在飞机校靶基准和武器瞄准装置基准上的校靶仪器测量出武器和瞄准装置相对飞机校靶基准的偏差，并进行调整，使其置于正确的位置。自身校靶的靶图由25m（或50m）处的冷校靶的靶图按距离换算到机头处而得到。自身校靶方法属于仪器校靶，只是将校准仪器和靶板直接装在飞机上进行，优点是省事、对场地要求不高，缺点是校准基线变短了，可能引起的误差较大，因此，对仪器精度的要求更高，不同型号的飞机需要制定其专门的自身校靶规范。
3.3其他校靶方法
随着光电技术的发展以及对校靶精度更高的要求，许多学者进行了改进仪器校靶的研究。孔连山[4]对改进光学校靶镜和研制激光校靶仪进行了研究，并通过大量实弹射击试验来获得某型航炮的弹着点规律，以此来绘制新的冷校靶图；刘娟娟[5]提出了一种采用双光路光学测量的光电校靶仪，该方法利用CCD高精度图像传感器进行图像接收，可以增加校靶的自动化程度；蔡恒鑫[6]等人利用仿真技术建立了航炮仿真模型，并在虚拟环境中进行了测试，找出了热校靶弹着点的分布规律；岳延臣[7]分析了传统校靶方法精度低的原因，提出了用激光校准仪模拟航炮轴线的方法。
上述的几种方法都致力于提高仪器校靶的精度，若仪器校靶的精度足够高就可以在实弹校靶时提高一次性合格率，减少弹药消耗，节约工时，甚至可以完全替代实弹校靶，不用再进行实弹校靶。但需要指出的是，要使仪器校靶能完全代替实弹校靶，首先必须进行大量的实弹射击试验，获得航炮特有的弹着点分布规律，在此基础上绘制出新的冷校靶图，并再次进行大量实弹射击试验来验证该方法的有效性。显然，航炮在飞机上的安装方式和飞机、航炮等产品性能的稳定性将决定是否适合只进行仪器校靶。
3 舰载飞机航炮校靶方案
通常航炮在机上或航炮吊舱中的安装方式是固定的，并具有一定的特点。如图1所示，某型航炮安装航炮轴线以与竖直轴线呈45°夹角的姿态固定在吊舱中，前、后固定点与炮管轴线均不在同一轴线上。
图1 航炮安装简化图
由于后固定点中心线与炮管轴线的距离远大于前固定点中心线与炮管轴线的距离，当航炮射击时，沿炮管轴线的后坐冲击力就会对航炮产生一个倾覆力矩M，使炮口方向偏离原位置往左侧斜向上偏移，在靶板上则反映为散布中心落在第二象限内，如图2所示。
图2 航炮弹着点规律
基于航炮弹着点规律可循，舰载飞机航炮校靶可采取实弹校靶结合自身校靶的校靶方案。步骤1：飞机交付前仍按原方法进行冷、热校靶，在热校靶后增加一项工作：将自身校靶装置固定在飞机上，在靶板上记录下校正后的炮管轴线位置，绘制新靶图；步骤2：飞机上舰后，如出现校靶时机，只进行仪器校靶，不进行实弹校靶，仪器校靶采用自身校靶方法，且采用步骤1中的自身校靶装置和靶图进行校靶。
按照上述方案，需在飞机结构上增加用于自身校靶的机械接口和基准点，由于靶板离炮口越近，校准基线越短，可能引起的误差越大，因此，将自身校靶的靶板安装在距炮口较远的第1框上，如图3所示。靶板3通过安装支架2与飞机第1框相连，在安装支架2上设置调节螺钉4，在校靶前通过调节螺钉使靶板3与飞机水平基准线、对称轴线垂直。
1——1框 2——安装支架 3——靶板 4——调节螺钉
5——航炮 6——飞机水平基准线
图3 自身校靶靶板安装图
4 结语
本文从舰载飞机校靶环境出发，以现有校靶方法和先进校靶技术为依据，并根据某型航炮的特点，提出适用于舰载飞机航炮的校靶方案。该方案采用了自身校靶的原理，靶图则采用了经热校靶后的新制靶图，能更好的减小系统固有误差的影响。此方法也可为其他类型舰载飞机武器系统的校正提供参考。
参考文献：
[1] 高振声.飞机设计手册.第18册.武器系统设计[M]，北京：电子工业出版社，2004。
[2] 施亮.扰动对舰载机着舰过程的影响分析[D]，上海交通大学，2009。
[3] 陶国洪.歼十飞机军械设备与维护[M]，北京：中国人民解放军空军装备部，2006。
[4] 孔连山.飞机航炮校靶研究回顾[J].空军装备研究，2010，4（2）：67-70。
[5] 刘娟娟.军用校靶仪光学系统设计[D].中国科学院，2010。
[6] 蔡恒鑫，宋鹏祥等.航炮地面热校靶的仿真分析[J].航空制造技术，2012,16：90-93。
[7] 岳延臣，田野.提高航炮系统校靶精度的方法[J].测控技术，2012,31:121-124。
作者简介：姓名：林贵 (1990.02--) 性别，男，福建省莆田市人，学历，研究生 专业：火炮、自动武器与弹药工程。现从事飞机武器系统设计。
