尾流自导鱼雷可能攻击区域分析及应用

赵向涛, 寇 祝, 门金柱



尾流自导鱼雷可能攻击区域分析及应用

赵向涛, 寇 祝, 门金柱

(海军大连舰艇学院水武与防化系, 辽宁大连, 116018)

针对已知尾流自导鱼雷方位、航速和估计距离范围条件下使用悬浮式深弹拦截鱼雷问题, 提出鱼雷可能攻击区域的概念, 通过理论推导, 确定了尾流自导鱼雷的可能攻击区域, 并采用解析方法求解出悬浮式深弹布设拦截阵的射击瞄准点。上述方法对提高使用悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷的概率具有借鉴作用。

尾流自导鱼雷; 悬浮式深弹; 拦截阵; 可能攻击区域

0 引言

尾流自导鱼雷对水面舰艇的攻击过程, 实际是以瞄准进入有效舰艇尾流为目标, 从而追踪尾流发现并命中水面舰艇的过程。如果尾流自导鱼雷在尚未检测到尾流之前的自控阶段采取直航搜索尾流, 则水面舰艇在发现来袭鱼雷时, 可以根据尾流自导鱼雷的距离和航速等估计信息, 确定尾流自导鱼雷进入尾流的可能航向范围及来袭鱼雷的可能攻击区域, 采取硬杀伤武器进行有效拦截。

文献[1]~[3]在已知尾流自导鱼雷方位、航速和估计距离范围条件下, 使用悬浮式深弹拦截鱼雷, 提出了尾流自导鱼雷威胁区和瞄准拦截线确定方法。文章在悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷射击距离约束条件下, 进一步提出尾流自导鱼雷可能攻击区域和瞄准点判断与选取的解析模型, 便于实际工程与作战应用。

1 尾流自导鱼雷攻击有效航向范围

潜艇使用尾流自导鱼雷攻击水面舰艇, 通常采用解命中三角形方法解算射击诸元。其中, 由于鱼雷发射直航和转入攻击航向等因素, 射击诸元的解算过程都需要进行一定的修正, 使得尾流自导鱼雷满足进入舰艇尾流的进入角度和进入距离[4~8]。攻击决策过程中, 为达到最优攻击效果, 通常选取有效尾流中的某一瞄准点作为解算条件。

在采用一次转角射击时, 尾流自导鱼雷射击以目标速度、鱼雷速度和射击瞄准点(而不是目标位置点)构成命中条件。因此, 当水面舰艇发现尾流自导鱼雷时, 可依据这种相遇关系估计鱼雷的大致航向。

如图1所示, 假设舰艇位于点, 发现来袭鱼雷位于点, 鱼雷相对于舰艇的舷角为Q, 距离为D。舰艇后方尾流当中的一点为射击瞄准点。点到舰艇距离为, 其确定方法通常是有效尾流的中点, 有效尾流长度与舰速有关, 因此通常采用下式表示[1]

图1 尾流自导鱼雷射击原理图

Fig. 1 Shooting principle of a wake homing torpedo

(3)

由正弦定理可知

(5)

则鱼雷相对目标的有利提前角为

(7)

2 尾流自导鱼雷可能攻击区域

当水面舰艇在已知来袭鱼雷方位、报警距离范围和估计鱼雷航速条件下, 可以根据上述方法求得报警距离近界D和距离远界D0条件, 由上述方法解算出尾流自导鱼雷可能航向的范围。综合确定尾流自导鱼雷可能经过的区域, 称该区域为尾流自导鱼雷危险区域[1]。尾流自导鱼雷如果采取直航搜索方式, 搜索进入尾流, 则该区域是尾流自导鱼雷攻击水面舰艇的必经之路。

3 悬浮式深弹拦截阵

如果采用悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷, 则可以在尾流自导鱼雷航路的前方布设悬浮式深弹, 形成一道阻碍屏障, 阻止鱼雷进入尾流, 以提高拦截尾流自导鱼雷的概率。下面就使用悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷射击瞄准点的应用进行分析及理论求解。

3.1 射击瞄准点

(10)

(11)

(13)

(14)

(16)

(17)

(19)

(21)

(22)

3.2 射距限制瞄准点

如图4所示, 远、近距离鱼雷航向线与悬浮式深弹最大射击距离交点为,与点距离分别为和, 可求

(25)

(26)

图4 射距限制拦截鱼雷瞄准点解算示意图

Fig. 4 Schematic of aiming point calculation with restriction of shooting range for intercepting a torpedo

已知2个射击瞄准点, 则瞄准点之间的拦截阵长度可以根据余弦定理计算, 这里不再赘述。

4 结束语

文章在尾流自导鱼雷直航搜索目标前提下, 根据来袭鱼雷报警舷角、估计距离和估计航速条件下, 由尾流自导鱼雷攻击原理出发, 提出了尾流自导鱼雷可能攻击区域概念, 理论推导了可能攻击区域确定方法。并就悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷布设拦截阵的射击瞄准基点进行理论求解, 为悬浮式深弹实际使用提供理论依据。然而实际悬浮式深弹应用条件复杂, 针对使用悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷的拦截阵布设方法、拦截有效性和机动规避条件下[3]的优化等方面还需做进一步细致研究。

[1] 周明. 悬浮式深弹拦截尾流自导鱼雷研究[J]. 舰船科学技术, 2009, 31(2): 80-83.Zhou Ming. Research on Poised Depth Charge against Wake Homing Torpedo[J]. Ship Science and Technology, 2009, 31(2): 80-83.

[2] 赵向涛. 航向估计在对抗尾流自导鱼雷中的应用[J]. 鱼雷技术, 2009, 17(1): 52-55. Zhao Xiang-tao. Application of Course Estimation to Intercepting Wake Homing Torpedo[J]. Torpedo Technology, 2009, 17(1): 52-55.

[3] 孙续文. 悬浮式深弹在水面舰艇规避尾流自导鱼雷作战中的应用研究[J]. 指挥控制与仿真, 2008, 30(6): 41-43.Sun Xu-wen. Discussion on Application of Poised Depth Charge for Surface Warship Evasion against Wake Homing Torpedo[J]. Command Control & Simulation, 2008, 30(6): 41-43.

[4] 孟庆玉. 鱼雷作战效能分析[M]. 北京: 国防工业出版社, 2003.

[5] 赵正业. 潜艇火控原理[M]. 北京: 国防工业出版社, 2003.

[6] 陈春玉. 反鱼雷技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2006.

[7] 赵向涛. 尾流自导鱼雷射击诸元解算模型优化及解算方法[J]. 火力与指挥控制, 2009, 34(9): 103-105.Zhao Xiang-tao. Model Optimization for Solving for Firing Data of Wake Homing Torpedo and Its Solving Method[J]. Fire Control & Command Control, 2009, 34(9): 103-105.

[8] 李本昌. 尾流自导鱼雷及其射击控制的关键技术[J]. 火力与指挥控制, 2002, 27(z): 90-92.Li Ben-chang. The Wake Homing Torpedo and the Critical Firing and Control Critiael[J]. Fire Control & Command Control, 2002, 27(z): 90-92.

[9] 易红. 对抗尾流自导鱼雷的防御技术[J]. 鱼雷技术, 2007, 15(4): 6-10.Yi Hong. Defense Technologies against Wake Homing Torpedo[J]. Torpedo Technology, 2007, 15(4): 6-10.

[10] 王新宏, 刘庆, 刘建国. 基于相遇区域的反鱼雷鱼雷拦截弹道[J]. 鱼雷技术, 2003, 21(4): 241-245.Wang Xin-hong, Liu Qing, Liu Jian-guo.Intercept Trajectory of Anti-Torpedo Torpedo Based on Meeting Area[J]. Torpedo Technology, 2003, 21(4): 241-245.

(责任编辑: 陈 曦)

Analysis and Application of Wake Homing Torpedoʹs Potential Attack Area

ZHAO Xiang-taoKOU ZhuMEN Jin-zhu

(Department of Underwater Weapon and Chemical Defense, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China)

To use a suspended depth charge to intercept a torpedo under the condition of knowing the parameters of bearing, velocity and range estimation of a wake homing torpedo, a conception of torpedoʹs potential attack area is proposed, and theoretical derivation is performed to obtain the potential attack area of the torpedo. Subsequently, the analysis method is used to solve the shooting and aiming point of the interception array of the suspended depth charges. The proposed method may provide reference for improving the probability of a suspended depth charge intercepting a wake homing torpedo.

wake homing torpedo; suspended depth charge; interception array; potential attack area

10.11993/j.issn.1673-1948.2016.06.014

TJ630; E925.23

A

1673-1948(2016)06-0475-04

2016-07-31;

2016-09-20.

赵向涛(1970-), 男, 副教授, 主要从事鱼雷防御武器运用及反潜攻防作战方面的教学及科研工作.