单机吊放声纳巡逻搜索线长度模型研究*

丛红日 黄启来 陈邓安

(海军航空工程学院指挥系1) 烟台 264001)(海军航空工程学院训练部2) 烟台 264001)

单机吊放声纳巡逻搜索线长度模型研究*

丛红日1)黄启来2)陈邓安1)

(海军航空工程学院指挥系1)烟台 264001)(海军航空工程学院训练部2)烟台 264001)

通过对使用吊放声纳建立巡逻搜索线作战机理的详细分析,建立了单架反潜直升机使用吊放声纳搜索时的巡逻线长度模型,并应用该模型进行了分析和计算,得出了当探测点间距为吊放声纳有效探测距离的1.3倍时单机巡逻线长度达到最大值的重要结论,为反潜直升机使用吊放声纳进行巡逻反潜时的作战使用提供了理论依据。

反潜巡逻线;巡逻线长度;巡逻反潜;吊放声纳;直升机反潜;模型

Class NumberE843

1 引言

巡逻反潜是指反潜兵力为保障海军基地、港口、舰船编队等目标免遭敌潜艇的攻击,或为及时发现通过某海区及在某海区活动的敌潜艇,在基地、港口、舰船编队附近,或在敌潜艇可能经过及活动的海区进行的警戒性反潜战斗行动[1]。

巡逻反潜通常都是按预先设定的反潜巡逻线进行[1]。反潜巡逻线可以是静态的,如在基地反潜、狭窄水道反潜等情况时,反潜巡逻线通常都相对固定;反潜巡逻线也可以是动态的,如在护航反潜时,反潜巡逻线需要随编队的运动而不断移动。

无论反潜巡逻线是动态的还是静态的,也无论是使用哪种搜潜装备来建立反潜巡逻线,如何确定反潜巡逻线的长度都是巡逻反潜中最关键的战术问题。

反潜巡逻线的长度决定于两个方面的因素:需要和能力。需要由作战目标、敌情威胁程度、作战海区环境等因素决定;而能力则是能够建立的反潜巡逻线的长度,当使用反潜直升机进行反潜巡逻时,主要由单机能力和可供使用的兵力数量决定,而单机能力就是单机所能建立的反潜巡逻线的长度。因此,如何确定单机所能建立的反潜巡逻线的最佳长度就是科学确定反潜巡逻线长度的重要基础。

吊放声纳是反潜直升机特有的搜潜装备,也是反潜直升机巡逻反潜时的常用装备[2]。本文将建立单架反潜直升机使用吊放声纳搜索时的反潜巡逻线长度模型,为吊放声纳在巡逻反潜时的作战使用提供理论依据。

2 模型建立

2.1 单机巡逻线长度的涵义

建立反潜巡逻线的目的是使敌潜艇无法通过反潜巡逻线,也就是当敌潜艇通过反潜巡逻线时,能够发现敌潜艇。在此前提下,单架反潜直升机所能建立的反潜巡逻线的长度当然是越长越好。

因此,单架反潜直升机反潜巡逻线的长度是指:在确保能够发现通过反潜巡逻线的敌潜艇的前提下,单架反潜直升机所能建立的反潜巡逻线的最大长度。

2.2 作战机理分析

要建立使用吊放声纳搜索时的巡逻线长度模型,首先就必须对作战机理进行分析。

根据搜索理论,巡逻线长度为[3]:

反潜直升机使用吊放声纳搜索建立反潜巡逻线时,根据吊放声纳的作战使用特点,单架直升机反潜巡逻线的长度L吊单主要取决于反潜直升机使用吊放声纳搜索的平均搜索速度v搜索和敌潜艇通过反潜巡逻线所需要的时间t通过,即:

其中,t通过取决于吊放声纳有效搜索宽度w和敌潜艇通过反潜巡逻线时的航速v潜,即:

2.3 平均搜索速度

由于反潜直升机使用吊放声纳搜索时需要逐点悬停探测,因此,其搜索过程呈现出明显的周期性,其搜索速度一般用平均搜索速度来表示[4]。

反潜直升机使用吊放声纳搜索时的平均搜索速度v搜索是指单位时间内直升机搜索前进的距离,取决于相邻两个悬停探测点之间的距离d间和搜索周期 t周期[2],即:

其中,d间主要依据吊放声纳的有效探测距离D在作战使用过程中确定,是一个重要的战术变量,对平均搜索速度和巡逻线长度都有重要影响。

而t周期是指:反潜直升机使用吊声搜索时,从到达一个悬停探测点开始,下放声纳探头至预定深度,监听声纳信号,收起吊放声纳,至飞到下一个悬停探测点这一过程所花费的总时间[5]。归纳起来,t周期主要包括三个方面:收放吊放声纳探头所用的时间t收放、监听吊放声纳所用的时间t监听、反潜直升机从当前悬停探测点转移到下一个悬停探测点所用的飞行时间t转移。因此:

其中,t转移决定于d间和反潜直升机从当前悬停探测点转移到下一个悬停探测点时的飞行速度v转移,即:

2.4 搜索宽度

搜索宽度W是指:反潜直升机使用吊声搜索时相邻两个悬停探测点吊放声纳有效搜索范围重叠部分的宽度[2]。显然:

2.5 单机吊放声纳搜索巡逻线长度模型

综合以上分析,单架反潜直升机使用吊放声纳搜索时的巡逻线长度模型为:

3 模型的分析与应用

3.1 影响参数分析

在所建立的巡逻线长度模型中,在具体的作战使用过程中 ,D、t收放 、t监听 、v转移等变量通常可以取固定值,而v潜的取值通常也可以通过合理假设来确定,在假设条件下,也可以作为常量来处理。而对作战使用影响最大的,则是d间。

3.2 探测点间距影响分析

在作战使用中,d间主要以D为基础来确定,通常为D的倍数。因此,d间可以表示为:

其中,k表示D的倍数。根据吊放声纳的技战术特点和建立反潜巡逻线的要求,k的取值范围一般为:0＜k＜2。因此,反潜直升机使用吊放声纳搜索时单机巡逻线长度模型变换为:

3.3 算例

下面根据实际数据进行计算。

假设:××型反潜直升机使用××型吊放声纳建立反潜巡逻线,D=××km,t收放=××min,t监听=××min,v转移=××km/h。目标潜艇为一般常规动力潜艇,其航速 v潜分别取 3、4、5节。则不同探测点间距不同敌潜艇航速下最大巡逻线长度的计算结果如表1所示。

表1 不同探测点间距不同敌潜艇航速下最大巡逻线长度计算结果表

3.4 计算结果分析

从表1可以看出,无论v潜取哪个值,当k=1.3时,L吊单都达到最大值。

此外,但当 k=1.3或 k=1.2时,L吊单相差很小,在作战使用中,这一误差可以忽略不计,因此,k的取值为1.3或1.2均可。

而在部队以往的训练过程中乃至相关的作战使用研究中,k的取值主要依据经验,通常大于等于1.5。显然,这是不科学的。

4 结语

本文通过对作战机理的详细分析建立了单架反潜直升机使用吊放声纳搜索时的巡逻线长度模型,并应用该模型进行了分析和计算,得出了当k=1.3时L吊单最大的重要结论。

该模型可运用于反潜直升机反潜作战仿真系统中,也可以为反潜直升机使用吊放声纳建立反潜巡逻线的作战能力和兵力需求等方面的计算提供依据,为反潜直升机巡逻反潜的作战使用提供参考和指导。

[1]孙明太.航空反潜战术[M].北京:军事科学出版社,2003,1

[2]丛红日,周洪峰,张海峰.直升机检查性反潜时吊放声呐搜潜效能研究[J].海军航空工程学院学报,2007,22(5):577～580

[3]丛红日,严建钢,徐海峰.反潜直升机反潜巡逻线模型研究[J].海军航空工程学院学报(军事版),2010(1):5～8

[4]王晓辉,陈建勇,赵红军.直升机吊放声纳搜索方法效能研究[J].火力与指挥控制,2009(9):18～20

[5]郭辉,钱学东,刘启军.直升机吊放声纳搜潜机动建模仿真[J].指挥控制与仿真,2009,31(1):87～89

Research on Anti-submarine Patrol Line Length Model of Single Helicopter Searches with Dipping Sonar

Cong Hongri1)Huang Qilai2)Chen Deng'an1)
(Department of Command,NAAU1),Yantai 264001)(Department of Train,NAAU2),Yantai 264001)

On the base of analysing the operating mechanism of building anti-submarine patrol line with dipping sonar,the model of anti-submarine patrol line length when single helicopter searches with dipping sonar is set up,and then analyses and calculates with this model.The basic result is:when the interval of detecting site equals to 1.3 multiples of the effective detecting distance of dipping sonar,the anti-submarine patrol line length is the most.This provides a usefull theoretic guide to the operation application when helicopter carries patrolling anti-submarine task with dipping sonar.

anti-submarine patrol line,patrol line length,patrolling anti-submarine,dipping sonar,helicopter antisubmarine,model

E843

2010年9月19日,

2010年10月22日

丛红日,男,博士研究生,副教授,研究方向:航空反潜战术。