火箭助飞鱼雷攻潜试验方案研究

许海昀，王 旅，谢君红

（1.解放军91439部队，辽宁 大连 116041；2.解放军91278部队，辽宁 大连 116041）

火箭助飞鱼雷攻潜试验方案研究

许海昀1，王 旅2，谢君红1

（1.解放军91439部队，辽宁 大连 116041；2.解放军91278部队，辽宁 大连 116041）

为贴近实战完成火箭助飞鱼雷攻潜试验，针对目标指示信息设备选择、目标靶的选择、射击方式解算等几个试验方案设计关键点对试验方案设计进行了分析，建立了影响攻潜效果主要因素的仿真计算模型，并给出了仿真计算结果。经海上试验检验，方案设计合理可行。

火箭助飞鱼雷，试验方案，航路设计，效率

0 引言

火箭助飞鱼雷是一种新型远程反潜武器，具有速度高、射程远、反应快和攻击效果好等诸多特点［1］，从而成为世界各国竞相发展的热点，相关的作战使用方法、作战效率等研究也取得了众多成果［2-7］。但落实到具体的试验工程实现上，尤其是如何在小样本的情况下完成全系统全链路攻潜试验效果检验，目前尚鲜有文献报道。

本文从试验设计使用需求出发，对助飞雷攻潜试验方案设计涉及的主要问题，包括目标指示信息设备选择、目标靶选择等进行了深入研究，并对影响攻潜效果的主要因素建立了仿真模型，给出了仿真计算结果，用于提高试验效率，指导海上实射试验的具体设计。经海上试验表明，试验方案设计合理可行。

1 试验方案设计涉及的主要因素分析

1.1 试验方案设计总体思路

火箭助飞鱼雷的攻潜试验方案设计要贯彻3个原则：

一是贴近实战。可简要将攻潜作战过程分为3个阶段，搜潜接敌阶段、发射阶段、发射后的机动阶段。从其攻潜作战过程可以看出，贴近实战完成攻击潜艇的试验，应对目标指示（含目标探测、信息传送）、攻击解算、武器发射、空中飞行、水下捕获攻击目标的全系统、全链路攻击过程有所体现。

二是确保安全。试验方案设计一定要确保试验安全，包括参试人员安全、参试兵力协同安全和参试设备安全。试验方案设计时要保证相关参试兵力处于禁区和危险区外。

三是提高效率。定型试验阶段安排战雷攻击活动靶试验条次数有限，一般情况下只有1条次～2条次，因此，对攻击效果的判断就显得犹为重要，试验方案设计在贴近实战、确保安全的基础上，一定要力争使攻潜效果得到最大的体现，这也是此次试验方案设计与作战使用研究最大的区别之一。

1.2 目标指示信息设备选择

攻击潜艇试验需要目标指示信息的保障，包括对目标的探测和目标信息的传输。现阶段主要有本舰、舰舰、舰机信息保障3种方式。

本舰信息保障的探测设备包括舰壳声呐、拖曳声呐，从打击中远程目标、尤其是远程目标的保障要求来说，并不适宜。舰舰信息保障方式中，如果不考虑信息传输的影响，其探测设备与本舰信息保障方式是一样的，受水面舰声呐探测距离限制，水面舰优于潜艇先发现目标显然在作战中不太可能出现，因此，舰舰信息保障方式也不会是主要的助飞鱼雷攻潜信息保障方式。舰载直升机可完成对指定海区的搜索、巡逻，不仅扩大了载舰的视界、弥补了水面舰艇对潜攻击和防御纵深的不足，而且也提高了对潜监视的可能性，从未来作战的实际需求出发，认为舰机协同信息保障才是助飞鱼雷目标指示信息保障的主要方式。因此，攻潜试验以舰机协同保障方式为优。

1.3 活动靶目标选择

1.3.1 实艇靶目标

单纯基于贴近实战进行选择，当然以实艇靶为优，但火箭助飞鱼雷的落点具有较大的散布范围，这一点与管装和空投雷攻击潜艇试验相比，在安全控制上的要求会更高，为防止鱼雷与目标潜艇相撞，必须对海区深度、兵力协同等进行有效设计，以确保安全。

为防止鱼雷与目标潜艇相撞，一种方案是潜艇在鱼雷下方航行。从确保安全的角度，鱼雷的安全深度应小于潜艇航行深度，那么在跟踪攻击目标的过程中，有可能出现鱼雷到达安全深度时，停车排载上浮的现象，达不到攻击效果；从确实体现攻潜效果的角度，安全深度应设置为大于潜艇的航行深度，此时鱼雷从潜艇上方搜索，由于潜艇舰桥（相当于小目标）的影响，使鱼雷跟踪效果不好，即使在采取近程规避等安全措施的条件下，仍可能出现撞击潜艇的现象，安全隐患大；第2种方案就是潜艇在鱼雷上方航行，人为设置攻潜链路的“断点”，以满足安全控制需要。即设定一个固定点作为鱼雷虚拟攻击目标点，潜艇在鱼雷入水前必须在危险区范围外机动，待鱼雷入水后，潜艇向虚拟攻击点航行。这种方式下由于人为设置了攻击点偏差，有可能出现超出战斗载荷的搜索范围，达不到攻潜的实际效果。也就是说，选用实艇靶作为目标时，不论潜艇在鱼雷上方还是下方航行，都不能同时满足攻潜效果和安全控制的需要。

1.3.2 训靶目标

选用训靶作为目标，模拟实艇特性，在安全控制上能够得到较好保证，通过以往部队使用情况来看，也能充分完成全系统全链路攻潜过程。此外，选用训靶作为攻击目标，在试验海区选取和兵力协同等方面也具有一定的优势。

根据上述分析，认为攻击潜艇试验选用训靶作为攻击目标较为适宜，至少在使用火箭助飞鱼雷攻击潜艇的初期试验中，选用训靶作为攻击目标是完全有必要的。

1.4 射击参数解算方式选择

鱼雷射击参数解算方式主要有3种：提前位置、可能区域及现在点解算方式［5］。由于火箭助飞鱼雷具有一定的落点散布，认为在中、近程时，可以采用现在点解算方式，既可以保证攻击效果，又能实现快速攻击。为保证攻击效果，从协同兵力探测目标到反潜武器系统接收到目标信息的时间应尽可能缩短并确保信息的连续性。攻击远程目标时，即使落点具有一定的散布，但由于空中飞行时间长，目标潜艇偏离现在点的距离会更大，因此，远程攻击时还应优选提前位置或可能区域的解算方式。

2 攻潜效果仿真计算

通过前文对助飞雷攻潜试验方案主要因素的分析进行攻潜效果仿真计算，以便为试验组织实施提供进一步的技术支持。仿真模型计算总体思路如下：给定鱼雷航速、目标航速，鱼雷空中飞行段落点精度、本艇声呐测向、测距精度，求鱼雷各种环形条件下发现概率及鱼雷定时爆炸时与训靶的距离。

2.1 坐标系的建立

鱼雷发射时刻t0，本舰在w点发现目标m为坐标原点（当前点），目标运动初始方向为x轴，垂向x为y轴，形成直角坐标系。

图1 直角坐标系

2.2 仿真模型

2.2.1 误差散布分析及仿真模型

①声呐探测误差

t0时刻，声呐发现目标距离为 D0、方位为 β0，定义为当前点，目标散布方位和距离按下式计算。

②鱼雷落点误差

火箭助飞鱼雷射击误差服从以射击瞄准点为中心的二维正态分布［6-7］。t0时刻，本舰向当前点发射鱼雷。以当前点为中心，半径为给定的鱼雷空中飞行段落点精度（1σ），落点范围为圆形区域，半径按正态分布均值为0、方差为落点精度随机产生。落点方位在0～360°范围按均匀分布随机产生。

③海水流速、流向对瞬时鱼雷及目标影响数学模型

假设鱼雷（或目标）运动速度为Vw、运动方向为Cw，分解（x，y）方向：

海水流速为 Vs流向为 Cs，分解（x，y）方向：

则鱼雷对水运动分解为（x，y）方向标量为：

则鱼雷对水运动速度为：

鱼雷对水运动方向为：

2.2.2 鱼雷空中飞行及水下弹道仿真模型

空中弹道用3阶最小二乘多项式曲线拟合。

鱼雷入水后的运动方向Cw（ti）在0～360°范围按均匀分布随机产生。

水下弹道分直航段、追踪段、搜索段等进行仿真。

2.2.3 目标运动仿真模型

目标t0时刻初始位置按式（7）计算

目标设定速度为 Vm、方向为 Cm，按式（5）、式（6）计算目标与海水流速、流向的矢量，运动数学模型为：

正如前文所述定型试验阶段应力争在有限的样本量条件下达到攻潜效果的最大体现，因此，训靶的航行态势也是本次试验方案设计的重点。考虑了两种运动方式，一是直航运动，二是在落点区域内按“口”字形运动。

图2 目标直航运动示意图

图3 目标“口”字形运动示意图

2.3 仿真计算结果分析

①给定鱼雷环形被动、主动搜索自导作用距离，鱼雷水下航行时间，改变本舰与训靶初始距离，分别按直航运动、“口”字形运动模拟计算1 000次结果如表1所示。

表1 初始距离不同情况下模拟计算结果（%）

②给定本舰与训靶初始距离、鱼雷水下航行时间，改变鱼雷环形被动、主动搜索自导作用距离，分别按直航运动、“口”字形运动，模拟计算1 000次结果如表2所示。

表2 鱼雷自导作用距离不同情况下模拟计算结果（%）

③给定鱼雷环形被动、主动搜索自导作用距离，本舰与训靶初始距离，改变鱼雷水下航行时间，分别按直航运动、“口”字形运动，模拟计算1 000次结果如表3所示。

表3 鱼雷水下航行时间不同情况下模拟计算结果（%）

④给定鱼雷环形被动、主动搜索自导作用距离，本舰与训靶初始距离，鱼雷水下航行时间，海水流向，改变海水流速，分别按直航运动、“口”字形运动，模拟计算1 000次结果如表4所示。

表4 不同海水流速情况下模拟计算结果（%）

从上述仿真计算结果可看出：

①采用现在点射击方式下，发射距离不宜太远。远距离发射由于声呐发现目标误差大，影响攻潜的效果，这一点与文献［4］的研究结论一致。需说明的是，本次试验未采用舰机协同方式，因此，仿真计算基于本舰声呐探测方式进行。

②鱼雷自导作用距离愈好，鱼雷跟踪训靶次数越多，反映在水文条件越好，成功跟踪率越高。试验前也对水文条件进行测量，预估试验成功率是否达到试验条件。

③鱼雷水下航行时间越长，鱼雷跟踪训靶次数越多。采用操雷训练时，在保证操雷可靠上浮回收的前提下，可适当加大动力燃料。

④训靶“口字型”在落点区域旋回运动，可提高攻潜试验成功概率。组织实施时，可根据试验或训练目的，视情选择训靶运动方式。

⑤鱼雷在训靶50 m范围内爆炸次数约5%，评价训靶是否被毁伤判断鱼雷攻击成功，不能作为主要依据，应当打捞回收训靶，看鱼雷是否过靶。

3 结论

本文基于火箭助飞鱼雷攻潜试验设计的3个原则：贴近实战、确保安全和提高效率，分析了影响火箭助飞鱼雷攻潜试验方案设计的主要因素，并进行了仿真计算，其计算结论有效指导了定型试验中战雷攻潜试验实施方案的制定，并对部队后续开展专项训练具有一定的借鉴作用。需要说明的是，首次战雷攻潜试验方案设计贴近实战而又不同于实战，对目标不考虑机动规避，不考虑舰机信息协同误差，而且设计了更有利发现的运动态势，其主要目的是用小样本量完成全系统全链路攻潜过程，检验使用效果。后期试验和训练中可根据不同目的，视情选择目标运动方式。

［1］梁良，贾跃，任磊.国外舰载助飞鱼雷发展综述［J］.鱼雷技术，2014，22（2）：157-160.

［2］周明，徐德民.火箭助飞鱼雷对随机机动目标的射击效率仿真［J］.火力与指挥控制，2007，32（4）：116-119.

［3］田恒斗，曹庆刚，侯代文，等.火箭助飞鱼雷捕获概率的解析模型［J］.兵工学报，2013，34（7）：916-921.

［4］梁良，贾跃，任磊.助飞鱼雷机动区域射击法攻潜能力研究［J］.指挥控制与仿真，2015，37（1）：50-55.

［5］门金柱，周明，郑亚波.双舰齐射火箭助飞鱼雷协同攻潜研究［J］.鱼雷技术，2010，18（4）：316-320.

［6］王炳魁，门金柱，周明.火箭助飞鱼雷散布误差综合分析［J］.舰船科学技术，2009，31（11）：59-62.

［7］丁光强.一种火箭助飞鱼雷命中概率实时评估模型［J］.海军航空工程学院学报，2015，30（2）：147-150.

Study on Test Scheme of Rocket Assisted Torpedo Attacking Submarine

XU Hai-yun1，WANG Lyu2，XIE Jun-hong1
（1.Unit 91439 of PLA，Dalian 116041，China；2.Unit 91278 of PLA，Dalian 116041，China）

Aimed at the keys of the test design on the equipment choice of target indication information，the choice of target and the shooting mode of solution，the test design is analyzed in this paper in order to accomplish the test of rocket assisted torpedo attacking submarine.The simulation model of the main factors affecting the attacking effect is established，the simulation result is shown in this paper.According to the test on the sea，the design of the scheme is testified reasonably and feasibly.

rocket assisted torpedo，test scheme，design of sea-lane，efficiency

TJ631.8

A

10.3969/j.issn.1002-0640.2017.07.039

1002-0640（2017）07-0180-04

2016-03-05

2016-06-07

许海昀（1973- ），女，辽宁大连人，高级工程师。研究方向：水中兵器试验。