潜射鱼雷在引导兵力通报下的远距攻击

杜　辉，于雪泳，朱清浩

（海军潜艇学院，山东　青岛　266042）



潜射鱼雷在引导兵力通报下的远距攻击

杜辉，于雪泳，朱清浩

（海军潜艇学院，山东青岛266042）

摘要：在分析引导兵力通报情况下鱼雷远距攻击流程的基础上，建立了引导兵力通报下鱼雷远距攻击中的有关数学模型，并对鱼雷远距攻击命中概率进行了计算分析，对鱼雷在引导兵力通报下远距攻击的作战使用提出了对策建议。

关键词：鱼雷，远距攻击，引导兵力，信息

0　引言

随着潜射鱼雷射程的增加，鱼雷在远距攻击中，需要引导兵力为鱼雷攻击提供远程目标指示信息。从鱼雷攻击方式对目标信息的需求看，鱼雷远距攻击对目标指示信息的内容需求主要包括目标的位置信息、目标识别、目标运动要素和目标类型［1］。目标指示信息的稳定、可靠、准确和及时对于鱼雷远距攻击十分重要。

1　引导兵力通报下鱼雷远距攻击的流程

使用鱼雷对目标实施远距离攻击，整个攻击的流程从接收引导兵力通报信息开始，到潜艇攻击后的措施结束，是一个完整的、有机衔接的操作流程，是保证攻击有效性的重要措施［2］。

1.1接收引导兵力通报信息

潜艇应采取各种措施，保证准确及时地接收到目标指示信息，然后进行及时地解读和研判，充分发掘其中的信息价值，为鱼雷攻击提供尽可能大的支持。解读和研判引导信息的内容主要包括：一是信息采集的时刻；二是引导信息所表达的要素，通常情况下，引导信息中应包括信息采集时刻、目标位置、目标速度、目标航向、目标编成等情况，并提供各要素的观测误差或估计误差，这些要素都是推算目标态势、计算鱼雷参数的重要数据。

1.2目标指示信息的使用

潜艇接收到引导信息后，要充分利用这些信息，完成判断目标态势，计算鱼雷射击参数和导引鱼雷的工作。为了充分利用引导信息，完成鱼雷攻击，潜艇需要在不同的阶段，完成标绘信息采集时刻的目标位置点，推算当前时刻目标的位置点，计算当前时刻敌我态势信息，包括敌我距离、敌舷角等，并根据位置误差、速度误差、航向误差，计算目标当前时刻及期望的鱼雷命中时刻的位置散布情况等工作［3］。

1.3接收远程目标指示信息后的鱼雷导引和控制策略

从鱼雷出管到鱼雷命中目标，潜艇指挥员可通过线导光纤对鱼雷实施导引和控制。在接收远程目标指示信息情况下，可将导引和控制鱼雷分为两个阶段，为前置点导引段和人工导引段。

1.3.1前置点导引段

当潜艇接收到引导信息后，即计算目标位置散布中心点，并以此点为目标点，采用前置点导引法，计算鱼雷航向，使鱼雷获得能期望直接与目标相遇的航向。在鱼雷与目标的接近过程中，如果潜艇接收到新的引导信息，就开始新一轮的计算目标位置，并用前置点导引法计算鱼雷的新航向，及时将导引命令传输给鱼雷。一般情况下，最新的导引信息延迟时间短，能够反映目标最新情况，所以，当潜艇接收到新的导引信息时，应予以采用。

1.3.2人工导引段

当鱼雷穿过目标位置散布区域中心而未发现和命中目标时，潜艇指挥员应果断采用人工导引法，控制鱼雷围绕目标散布区域中心点展开螺旋搜索。

2引导兵力通报下鱼雷远距攻击中有关模型的建立

2.1目标运动模型

①目标的初始位置点坐标：

②目标t时刻的位置点坐标按式（2）进行逐点推算：

式（2）中：Xm（t）、Ym（t）为目标t时刻的位置点坐标；Xm（t-1）、Ym（t-1）为目标t-1时刻的位置点坐标；Vm（t）为目标t时刻的速度，Vm（t-1）为目标t-1时刻的速度；Δt为仿真时间步长，文中取Δt=1 s；a为目标加（减）速度；b为目标转向时的降速比，直航时b=1；Cm（t）为目标t时刻的航向，Cm（t-1）为目标t-1时刻的航向；ωm为鱼雷旋回角速度，直航运动时ωm=0。

2.2目标指示信息传输模型

目标指示信息传输模型中主要包括目标信息延迟时间tdel、传输信息间隔时间tspa、信息批次Ipc、目标信息类型Isty4个重要的参数，其中Isty=0表示只发送目标位置信息；Isty=1表示发送目标位置和运动要素信息。

模型描述：仿真运行时间t＜tdel，目标按照设定的运动状态进行运动；当t=tdel时，外界向潜艇发送目标指示信息，此时潜艇根据接受的目标信息类型发射线导鱼雷；此后，当t=tdel+ntspa且n≤Ipc时，潜艇对鱼雷的导引航向进行修正，其中n表示潜艇实际接收的目标信息批次，（n=1，2，3，…）。

Isty=0，当n=1时，将鱼雷向着指示的目标位置点导引；当n≥2时，指控系统解算目标运动要素及射击诸元，将鱼雷向目标前置点导引。

Isty=1，指控系统根据指示的目标信息解算射击诸元，将鱼雷向目标前置点导引。

2.3目标运动要素解算模型

当Isty=0且n≥2时，指控系统解算目标运动要素。

设（X1，Y1）为第一次接收的目标位置点坐标，t1为第一次接收的指示信息中提供的时间要素，（Xn，Yn）为第n次接受的目标位置点坐标，tn为第n次接收的指示信息中提供的时间要素。

则可建立如下公式：

求得目标运动要素。

2.4射击诸元解算模型

当获取目标运动要素后，指控系统要解算有利提前角，将鱼雷向目标前置点导引。图1所示是有利提前角解算模型示意图。

图1　有利提前角解算模型示意图

获取目标运动要素后，可推算目标现在位置点坐标（Xm（t），Ym（t）），求解公式如下：

图中，设已知Vt、Vm、R、Ds=，其中R表示装订的鱼雷自导作用距离。

在相遇ΔAMA'中，由正弦定理得：

其中m=Vm/Vt。

在ΔMTA中，得：

从而，经展开化简得：

从而得到有利提前角：

在ΔMTA'中，由正弦定理得：

计算得到鱼雷与目标的预计相遇时间：

2.5鱼雷线导导引模型

图2所示是目标信息类型Isty=0时的线导导引弹道示意图。潜艇接收到t0'时刻的目标位置信息，时刻发射线导鱼雷，信息延迟时间tdel=t0-t0'，信息传输间隔时间tspa=t1'-t0'。

当n=1时，在目标运动要素未知的情况下，将鱼雷向t0'时刻的目标位置点导引，导引航向为：

当n≥2时，指控系统解算出目标运动要素及射击诸元，将鱼雷向目标前置点导引，导引航向为：

当Isty=1时，指控系统直接解算射击诸元，将鱼雷向目标前置点导引，导引航向同式（12）。

图2　线导导引弹道示意图

3引导兵力通报下鱼雷远距攻击命中概率的计算分析

通过对引导兵力通报下鱼雷攻击有关模型的建立，潜艇在获得目标运动要素信息通报条件下，就可以计算鱼雷在不同自导工作方式下对目标的命中概率。以潜艇在航空兵信息引导下对水面舰艇实施攻击为例，当潜艇速度4 kn，深度60 m，航行090时，航空兵通报水面舰艇速度18 kn，航向220，目标位置圆概率误差5 cab，速度标准差1 kn，航向标准差3°，计算目标距离10 n mile和20 n mile时，鱼雷采用主、被动声自导方式对水面舰艇实施攻击的命中概率。

3.1主动声自导方式远距攻击计算

图3和图4是鱼雷在引导兵力通报下使用主动声自导工作方式下，对不机动和加速机动目标实施攻击的命中概率随初始舷角、距离的变化规律。

图3　主动声自导攻击不机动目标命中概率随初始舷角、距离的变化规律

图4　主动声自导攻击加速机动目标命中概率随初始舷角、距离的变化规律

3.2被动声自导方式远距攻击计算

下页图5、图6是鱼雷在引导兵力通报下使用被动声自导工作方式下，对不机动、加速机动目标实施攻击的命中概率随初始舷角、距离的变化规律。

3.3计算分析结论

由以上的仿真分析，鱼雷在引导兵力通报情况下实施远距离攻击时，在战术使用上应注意以下几点：

①目标距离越远，目标散布误差越大，鱼雷航行误差越大，导致鱼雷命中概率越低。当潜艇通过引导兵力发现目标，确定目标运动要素后，应尽早实施攻击，已利于提高命中概率。

②潜艇距离目标远时，鱼雷对目标的捕捉概率明显下降。这就要求目标指示信息延迟时间尽可能短，同时尽量快速完成对目标运动要素的解算和鱼雷的导引，否则目标将不可攻。

③鱼雷远距离对目标攻击时，目标舷角大小和目标是否机动对鱼雷远距离攻击命中概率影响较大。因此，鱼雷在实施远距离攻击时，应尽可能借助引导兵力通报信息及时掌握和判断敌目标的运动情况，作出合理预判，有利于提高鱼雷的命中效果。

图5　被动声自导攻击不机动目标命中概率随初始舷角、距离的变化规律

图6　被动声自导攻击加速机动目标命中概率随初始舷角、距离的变化规律

4　结论

随着鱼雷武器性能的不断提高和潜艇获取外部信息能力的逐步增强，使得潜艇依靠引导兵力指示目标信息的鱼雷远距攻击成为可能。因此，对于鱼雷远距攻击战法的研究将进一步促进鱼雷作战效能的发挥。

参考文献：

［1］杨晓辉.潜艇远程鱼雷攻击中的信息保障研究［J］.鱼雷与发射技术，2009，33（4）：52-53.

［2］李本昌.潜射鱼雷射击控制方式及有关问题［J］.火力与指挥控制，2012，37（11）：1-2.

［3］李本昌.远程鱼雷的作战样式及其技术需求［J］.鱼雷技术，2008，16（4）：55-57.

［4］赵正业.潜艇武器系统运用理论基础［M］.北京：国防工业出版社，2002.

Research on Attack on Long-range of Torpedo Launched from Submarine on Information from Spy Platform

DU Hui，YU Xue-yong，ZHU Qing-hao
（Navy Submarine Accademy，Qingdao 266042，China）

Abstract：On the basis of analyzing the attacking process of torpedo on long-range on receiving the information about the object from spy platform，the mathematics model of the attack of torpedo on long -range on receiving the information about the object from spy platform is set up.The article calculates the hit probability of the torpedo on long-range and put forward some proposals about the fighting use of the torpedo on long -range on receiving the information about the object from spy platform.

Key words：torpedo，the attack on long-range，spy platform，information

作者简介：杜辉（1979-），男，河北保定人，硕士研究生，讲师。研究方向：潜艇战术、潜艇训练。

收稿日期：2015-03-11修回日期：2015-04-18

文章编号：1002-0640（2016）03-0136-04

中图分类号：E925.23

文献标识码：A