野戦砲兵の射撃は火砲に弾薬を装填して、射角(El; Elevation)と方位角(Az; Azimuth)を付与することから始まる。
火器から、弾丸を発射して、所望の目標(位置)に弾着(破裂)させるために火器及び弾薬に装定する諸元を「射撃諸元」という。
方位角(Az)と射角 (El)は、主要な射撃諸元であるが、「分離装填弾」(弾丸と装薬が分離されている弾薬)では、装薬量(「装薬号数」)を指定する。また、使用目的に応じて、「弾種」を指定し、時限信管付き弾薬の場合は、「信管秒時」を切る。
射撃諸元を算定するためには、「火器に関するデータ」、「弾薬に関するデータ」、「気象に関するデータ」及び「目標に関するデータ」が必要でる。これらの4つデータのうち、前の2つは容易に得られるが、後者の2つについては、正確なデータを得るのは困難である。以下「気象に関するデータ」について、説明いする。
通常の気象状態においても、標準射距離の5〜10%は気象の影響によって弾着点が移動し、極端な場合は、25%にも及ぶことあるといわれている。弾道に影響を及ぼす主要な気象要素としては、風(風向・風速)、空気密度、気温及び気圧がある。
射撃に必要な修正量のうち、気象要素の計測値を平均化した値を「弾道気象」という。
@ 砲弾に及ぼす影響
追風は射距離を増大させ、向かい風は射距離を減少させる。横風は弾道を左右に偏向させる。
A 翼安定ロケット弾
ロケット燃焼間(「加速フェーズ」)の風の影響が極めて大きく、燃焼完了後(「慣性飛翔フェーズ」)の影響の数倍に及び、射弾の分散(ばらつき)の主要な原因となる。
一様な横風が存在した場合、ロケット燃焼間は、大きく風上に向かって飛翔し、燃焼完了後は砲弾と同じように風下に流される。
向かい風に対しては、頭を下げ、射角を下げたと同じ結果になり射距離が減少する。追い風に対しては、頭を上げ、射距離が伸びる。
空気密度は、気温、気圧及び湿度から計算される。空気密度が増大すれば、空気抵抗が増して射距離が減少し、空気密度が減少すれば、射距離が増大する。
気温は弾道に関して次の2つに影響を与える。
@ 空気密度に変化を与える。
A 空気中の音速に影響を与える。音速が変化するとマッハ数が変化し、その結果、抗力係数の値が変化するので空気抵抗が変化する。
なお、ロケット弾の場合は、気温が上昇すると推進薬の初期温度があがり、燃焼速度が増大する。
気圧の変化は空気密度の値を変化させる。ロケット弾の場合は推力の大きさを変化させる。
弾道気象の測定法として、レーウィンゾンデを放球する「電波観測」とバルーンのみを放球する「目視観測」の2種類がる。
弾道気象は、定型化された「弾道計算気象報」(弾道計算用)と「弾道気象報」(射表による射撃諸元算定用)という形で、2時間ごとに射撃部隊に通報される。
「弾道気象報」では高度 0 m 〜 18,000 m の間を高度番号 0 〜 15 番の層に区分し、「弾道計算気象報」では、0 〜 24 番の層に区分して、各気層ごとの測定値を平均して、当該気層のデータとする。
弾道風は弾丸が大気中を通過する間に受ける風の影響(風向・風速)を「算定風」という形で代表させた風向風速である。
弾道計算気象報では、各気層にける平均風向、風速を算定し、その値を当該高度の「気層風」とする。
弾道気象報では、0気層〜当該気層までの値に重みづけ係数を乗じて合計する。
翼安定ロケット弾では、推進薬が燃焼している数秒間の「加速フェーズ」 にいおける風の影響が大きい。低層風(0 m 〜 800 m)は、高層風と比較して変動が大きく、通常の気象観測以外に、射撃直前に砲側の近くで低層風を測定するのが一般的である。
低層風の測定方法には、「バルーン計測」、「地上風測定装置」及び「パルスドップラーレーダ」がある。
このうち、「はじめに」で紹介した「75 式 自走地上風測定装置」が陸上自衛隊が装備している地上風測定装置である。
地上風測定装置の風向・風速計は地上高 12.5 m 支柱頂上に取り付けられて、5〜10分の連続測定結果ら、2〜3分後の風向・風速を予測する。
ロケット砲弾では、発射後の数秒間の風いわゆる瞬間速風速(3 秒間の風速を 0.25 秒おきに 12 点測定した平均値)が大きく影響する。したがって、砲班長の「撃て」(号令)のタイミングも影響してくる。
@ 弾道気温: 実際の湿潤空気と同じ空気密度と音速を有する乾燥空気(湿度 0 %)を仮気温として設定し、標準気温との比をの百分率(%)で求め、最後に、各気層の値を重みづけして算定する。
A 弾道空気密度: 気層高度を同高度の標準空気密度との比を百分率(%)で求め、最後に、各気層の値を重みづけして算定する。
以下、続く。