邢國強 韓峰

摘 要:本文根據(jù)火箭助飛魚雷的作戰(zhàn)流程,在充分考慮各相關(guān)因素影響后,建立了火箭助飛魚雷全彈道仿真模型和射擊效率解算模型。并對目標(biāo)提前位置射擊、目標(biāo)可能區(qū)域射擊、目標(biāo)現(xiàn)在位置的射擊參數(shù)解算進(jìn)行了仿真計算和分析,對研究其作戰(zhàn)使用等諸多問題具有參考價值。

關(guān)鍵詞:火箭助飛魚雷彈道模型統(tǒng)計試驗法概率

中圖分類號:E91火箭助飛魚雷的攻潛概率是反映其作戰(zhàn)能力的重要指標(biāo),它不僅與魚雷戰(zhàn)技指標(biāo)有關(guān),還與作戰(zhàn)使用方法、發(fā)射平臺性能和作戰(zhàn)海域水文條件等多因素有關(guān)。本文應(yīng)用統(tǒng)計試驗法對火箭助飛魚雷攻潛概率工程算法進(jìn)行研究。

1 仿真想定

由于仿真計算火箭助飛魚雷對潛艇射擊效率是復(fù)雜的離散事件,全部考慮影響其計算結(jié)果的因素是不現(xiàn)實的,因此建立火箭助飛魚雷的射擊效率模型既要準(zhǔn)確、完整,又要考慮到仿真實際,做出合理的簡化。

1.1 火箭助飛魚雷攻潛命中概率的相關(guān)因素

根據(jù)火箭助飛魚雷作戰(zhàn)流程,其射擊效率P基本模型為:

式中:

——捕獲目標(biāo)概率;

——追蹤目標(biāo)概率;

——末彈道命中目標(biāo)概率;

——毀傷目標(biāo)的概率;

——抗干擾概率。

1.2 計算方法選擇

應(yīng)用模擬法計算火箭助飛魚雷的射擊效率。模擬法可以真實地仿真各種水文條件、魚雷復(fù)雜的環(huán)形、蛇形、梯形等搜索彈道和各種再搜索過程以及目標(biāo)的任意機動。

按通常使用蒙特卡洛法的慣例,結(jié)合給定的模擬精度△以及模擬得到的命中概率(發(fā)現(xiàn)概率)值P可用下式來確定試驗次數(shù)N。

按常用概率值p＝0.8來考慮,在計算一般的命中概率時要求精度△=0.02,試驗次數(shù)可取2000次。

1.3 坐標(biāo)系的建立

為了方便計算我們建立如圖1所示坐標(biāo)系,火箭助飛魚雷發(fā)射時刻目標(biāo)位置m0在Y軸上,目標(biāo)初始真航向Cm沒為X軸,發(fā)射時刻魚雷位置w0根據(jù)魚雷相對于目標(biāo)的方位距離確定。(如圖1）

1.4 目標(biāo)參數(shù)及機動假設(shè)

關(guān)于潛艇的機動樣式采用以下想定:目標(biāo)潛艇等效橢球體尺寸取長100m,寬10m,高10m,最大速度24kn。在魚雷入水前目標(biāo)作勻速直航運動,航速、航向隨機產(chǎn)生。當(dāng)魚雷入水之后經(jīng)過t1(取15秒)反應(yīng)時間,潛艇開始做背雷轉(zhuǎn)旋回機動。潛艇目標(biāo)旋回到魚雷處于其舷角大于155°時止,改為以最大速度直航。

1.5 射擊參數(shù)解算模型

魚雷射擊參數(shù)解算,首先要解決射擊瞄點的選擇問題。正確的射擊瞄點保證魚雷入水后能迅速、可靠的發(fā)現(xiàn)和跟蹤目標(biāo),達(dá)到滿意的作戰(zhàn)效果?；鸺w魚雷瞄點的選取應(yīng)以其作戰(zhàn)效果為依據(jù),并且必須遵循兩點原則:一是魚雷入水后對潛艇發(fā)現(xiàn)概率最大;二是要保證魚雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后有足夠的追蹤航程。在確定射擊瞄點后,再計算射擊諸元。

2 仿真結(jié)果與分析

2.1 空中段彈道仿真計算

火箭助飛魚雷在空中的飛行時間關(guān)系到目標(biāo)的散布的范圍,是射擊諸元解算中的重要參數(shù)。本文根據(jù)火箭助飛魚雷的空中彈道微分方程組,對火箭助飛魚雷的空中彈道進(jìn)行仿真,計算了不同射距下的空中飛行時間。

2.2 命中概率計算及射擊效果分析

由于火箭助飛魚雷利用火箭助推大大縮短了接敵時間,使得其可對遠(yuǎn)距離、高航速的目標(biāo)實施攻擊。本文仿真計算了不同射擊方法下魚雷(單枚)對不同射距、不同航速目標(biāo)的命中概率。

根據(jù)計算結(jié)果,在目標(biāo)航速、射距相同的情況下,對目標(biāo)提前位置射擊的命中概率高于對目標(biāo)可能區(qū)域射擊,而對目標(biāo)當(dāng)前位置射擊的命中概率最低;在目標(biāo)航速相同的情況下,對目標(biāo)提前位置射擊的命中概率隨著射距的增大,下降的不大,特別是目標(biāo)航速較低時,這種影響可以忽略,而對目標(biāo)可能區(qū)域的射擊和對目標(biāo)當(dāng)前位置射擊的命中概率隨著射距的增大下降的很快,特別是目標(biāo)航速較高時,命中概率下降的趨勢更明顯;在射距相同的情況下,對目標(biāo)提前位置射擊的命中概率隨著目標(biāo)航速的增大而下降的幅度不大,而對目標(biāo)可能區(qū)域的射擊和對目標(biāo)當(dāng)前位置射擊的命中概率隨著射距的增大下降的很快,特別是射距較大時,命中概率迅速下降。

對目標(biāo)提前位置射擊時,由于對目標(biāo)的運動參數(shù)了解比較充分,命中概率最高,且受目標(biāo)航速、射距的影響較小,對遠(yuǎn)距離、高速目標(biāo)仍有很高的命中概率;而對目標(biāo)可能區(qū)域的射擊和對目標(biāo)當(dāng)前位置射擊隊目標(biāo)的運動情況了解不充分,目標(biāo)的散布范圍隨著目標(biāo)航速、射距的增大迅速擴大,命中概率下降的很快,不能保證對中遠(yuǎn)距離、高速目標(biāo)的殺傷效果。

3 結(jié)語

進(jìn)行火箭助飛魚雷攻潛概率計算方法研究,有利于提高反潛作戰(zhàn)效能。利用火箭助飛魚雷攻潛過程的模擬仿真,既可進(jìn)行反潛效果評估,準(zhǔn)確的計算火箭助飛魚雷攻潛概率和評估攻潛效率,又可通過對不同作戰(zhàn)方式的效率分析、比較,進(jìn)一步改進(jìn)作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù),為反潛系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)使用提供依據(jù),也可進(jìn)一步優(yōu)化火箭助飛魚雷方案及戰(zhàn)術(shù)使用方式,最終達(dá)到較佳作戰(zhàn)效果。

本文的計算結(jié)果僅僅是理論仿真計算,火箭助飛魚雷的攻潛效能有待效果試驗的進(jìn)一步驗證。

參考文獻(xiàn)

[1] 張宇文.魚雷彈道與彈道設(shè)計.西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,1999.

[2] 邢天安,等.火箭助飛魚雷武器系統(tǒng)分析報告[M].北京:船舶系統(tǒng)工程部,2002.

[3] 孟慶玉,等.魚雷作戰(zhàn)效能分析.北京:國防工業(yè)出版社,2003(5). 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0003-01