大口径远程炮弹密集度计算方法研究(2)
但在很长的时间内，只是将火炮系统的射击密集度局限于定型分析，利用射击试验的方法综
合宏观地计算射击密集度的实际数值，研究影响火炮射击密集度的因素，对于火炮密集度的
研究存在着缺陷。究其原因：
（1）火炮发射过程非常复杂，瞬态强冲击、高速、高压和高温；
（2）分析手段与计算方法不够先进，数学模型没有真实反映火炮实际的发射过程；
（3）火炮动力学理论在某些方面尚不完善，人们还没有完全掌握火炮发射的某些机理；
（4）试验测试手段不能够完全满足火炮射击过程测试的需要，某些发射过程没有成熟的
解决方案；
（5）人们的设计观念较为落后，还是习惯采用传统的设计方法，对实验测试和动力学分
析不够重视。
由外弹道学可知，一条空气弹道是由射角、初速与弹道系数三个参数所确定的。形成弹丸散布的根本原因就是，由于存在着各种随机因素致使各发弹之间的初速、射角和弹道系数
之间有着微小的差异。例如，弹丸制造中外形、质量分布以及表面光洁度的差异，发射药性
能、药温的差异，装填情况的不一致，射手瞄准的主观误差，火炮瞄准机构的空回，发射时
弹丸的起始扰动、身管的振动不同，及气象条件的变化等都是随机与不可避免的。所以，在
生产与使用中应设法减少引起弹丸散布的因素，并且应该经常检验弹丸散布是否已经超过战
技要求限定的指标。
随着科学技术的高速发展，目前阶段正在试图将理论分析与计算机模型相结合的方法，
来预测火炮的射击密集度。在火炮系统的设计研制阶段，把火炮系统的射击密集度和火炮系
统的发射参数、结构参数联系起来，就能够估算射击密集度，并且寻求减少密集度的有效方
法。在进入 20世纪 80 年代之后，由于高新技术的应用，各种优化设计方法的采用和新型弹
药技术的发展，以及现代火炮总体技术的完善，定量的密集度计算模型和算法，为火炮系统
的总体优化设计技术提供了坚实的理论基础。20 世纪 80 年代开始，在内弹道学、外弹道学、
弹丸空气动力学与发射动力学发展的基础上，结合远程火炮型号的研制，逐步探索出了远程
火炮系统射击密集度的计算模型和算法，并且用于远程火炮的总体设计和密集度研究。
在火炮的研制过程中，都是以随机抽样的方法，做一定样本量的射击试验，根据实际的
试验数据，计算射击密集度，作为评价远程火炮散布特性的基础。在火炮技术、弹道理论及
计算机技术不断发展的条件下，利用计算机模拟火炮射击，求得射击密集度的数据，特别是
在总体设计与方案选择阶段，是经济有效的方法。它是蒙特卡洛方法在火炮密集度研究中的
应用。20 世纪 40 年代中期，科学技术不断发展，电子计算机成功问世，在这一背景下，蒙
特卡洛方法应时而生，它是以概率统计理论为指导的一种重要的数值计算方法，又被称为统
计模拟方法。蒙特卡洛方法通过建立概率模型或者随机过程，使其参数等于所要解决问题的
解，观察这个概率模型或随机过程，然后通过随机抽样得到参数的统计特点，分析这些统计
特点计算出解的近似值，可用估计值的标准误差表示解的精确度，这对解决物理、数学、工
程技术以及生产管理等方面的问题很有帮助。 蒙特卡洛方法解决实际问题主要有两部分工作：
在模拟中产生各个随机变量的概率分布；把模型中的数字特征用概率统计方法估算出来，得