夏睿，張靜遠(yuǎn)，張江，張勇平

反魚(yú)雷魚(yú)雷初始占位搜索研究

夏睿，張靜遠(yuǎn)，張江，張勇平

（海軍工程大學(xué)，武漢 430033）

針對(duì)反魚(yú)雷魚(yú)雷在作戰(zhàn)中的實(shí)際需要，提出了初始占位搜索的概念，并在此基礎(chǔ)上闡述了合理設(shè)計(jì)反魚(yú)雷魚(yú)雷的初始占位搜索既是實(shí)際作戰(zhàn)的迫切需求也能夠彌補(bǔ)反魚(yú)雷魚(yú)雷跟蹤導(dǎo)引律對(duì)反魚(yú)雷魚(yú)雷機(jī)動(dòng)性的過(guò)高要求，給出了不同目標(biāo)要素情況下反魚(yú)雷魚(yú)雷初始占位搜索的初步規(guī)劃。

反魚(yú)雷魚(yú)雷 初始占位搜索 彈道規(guī)劃

0 引言

隨著魚(yú)雷技術(shù)的不斷發(fā)展，魚(yú)雷武器系統(tǒng)識(shí)別目標(biāo)和跟蹤目標(biāo)的能力有了很大的提高，使魚(yú)雷對(duì)抗軟殺傷的能力大大加強(qiáng)，因此在反魚(yú)雷技術(shù)研究方面，以反魚(yú)雷魚(yú)雷（ATT）為主的硬殺傷防衛(wèi)系統(tǒng)正成為許多國(guó)家集中研究的領(lǐng)域之一[1]。

在實(shí)際作戰(zhàn)中,魚(yú)雷和ATT都是在水介質(zhì)中航行的，ATT受其自身體積所限，自導(dǎo)作用距離較小，且兩者基本是相向而行，相遇時(shí)間短，通常在幾分鐘內(nèi)結(jié)束戰(zhàn)斗。這就要求ATT必須有合適的戰(zhàn)術(shù)彈道配合，并在先進(jìn)的制導(dǎo)系統(tǒng)下完成攔截來(lái)襲魚(yú)雷的作戰(zhàn)使命，這就增加了ATT的研制難度[2]。為此，研究ATT發(fā)現(xiàn)目標(biāo)前的攔截彈道，以期在復(fù)雜水下對(duì)抗條件下，使ATT能夠在比較有利的陣位下發(fā)現(xiàn)來(lái)襲魚(yú)雷，并最終成功攔截，則是ATT研究中需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一。

1 反魚(yú)雷魚(yú)雷初始占位搜索和初始占位搜索的概念

魚(yú)雷彈道在設(shè)計(jì)時(shí)，為實(shí)現(xiàn)一定的戰(zhàn)術(shù)目的，經(jīng)常需要在特定的時(shí)間段內(nèi)使魚(yú)雷按既定的搜索方式和彈道軌跡對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，相應(yīng)的彈道過(guò)程被稱為魚(yú)雷特定彈道。比如，聲自導(dǎo)魚(yú)雷在捕獲目標(biāo)后的尾追彈道、固定提前角彈道、自動(dòng)調(diào)整提前角彈道等等。同樣的，在使用ATT攔截來(lái)襲魚(yú)雷時(shí)，將來(lái)襲魚(yú)雷看成目標(biāo)，ATT在捕獲來(lái)襲魚(yú)雷后一樣可以按照既定的特定彈道追蹤來(lái)襲魚(yú)雷，但 ATT的特定彈道的選擇首先應(yīng)該考慮下面兩個(gè)原則：（1）來(lái)襲魚(yú)雷的速度較快，相對(duì)速度較大，相對(duì)位置變化較快，攔截時(shí)間短，導(dǎo)引方法的選擇則應(yīng)盡量降低ATT負(fù)載的要求，利于跟蹤目標(biāo)，確保ATT的旋回角速度正常范圍內(nèi)；（2）導(dǎo)引方法的選擇應(yīng)使ATT能以盡量短的路徑命中來(lái)襲魚(yú)雷，避免追蹤攔截路徑較長(zhǎng)，攔截產(chǎn)生爆炸影響本艇的安全。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在對(duì)ATT彈道的討論大部分也都集中在這一部分。

上述的特定彈道都是反魚(yú)雷魚(yú)雷在捕獲來(lái)襲魚(yú)雷后所執(zhí)行的彈道，針對(duì)這些彈道的討論研究是為了保證反魚(yú)雷魚(yú)雷對(duì)目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)有效的跟蹤和攔截，與這些彈道在執(zhí)行時(shí)機(jī)和應(yīng)用目的上所不同的是，初始占位搜索是在反魚(yú)雷魚(yú)雷尚未捕獲來(lái)襲魚(yú)雷之前，為了盡可能的增大對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷捕獲概率，并為后續(xù)的追蹤攔截提供有利的陣位，相應(yīng)的彈道被稱為初始占位搜索彈道。

2 反魚(yú)雷魚(yú)雷初始占位搜索的重要性

2.1 彌補(bǔ)ATT跟蹤導(dǎo)引律對(duì)ATT機(jī)動(dòng)性的過(guò)高要求

水面艦艇或潛艇在發(fā)現(xiàn)有魚(yú)雷來(lái)襲時(shí)，一般采取施放干擾，以最快速度向背離來(lái)襲魚(yú)雷的方向規(guī)避，隨后使用反魚(yú)雷魚(yú)雷[2]，可以想象，艦艇發(fā)射反魚(yú)雷魚(yú)雷時(shí)，來(lái)襲魚(yú)雷距離本艇已經(jīng)很近，即使ATT能夠成功攔截來(lái)襲魚(yú)雷，若攔截點(diǎn)距本艇太近，也會(huì)對(duì)本艇造成一定的傷害，達(dá)不到發(fā)射ATT應(yīng)有的戰(zhàn)術(shù)效果，且與魚(yú)雷攻擊艦艇不同的是，ATT攻擊對(duì)象是高速運(yùn)動(dòng)的魚(yú)雷，ATT若能成功捕獲到來(lái)襲魚(yú)雷，也有可能由于來(lái)襲魚(yú)雷運(yùn)動(dòng)速度較快，造成跟蹤丟失和尾追跟蹤來(lái)襲魚(yú)雷的態(tài)勢(shì)，上面這些情況都對(duì)ATT的機(jī)動(dòng)性提出了很高的要求。

研究ATT的初始占位搜索以及與其相對(duì)應(yīng)的初始占位搜索彈道，能夠有效的提高ATT的捕獲概率，并為后續(xù)的跟蹤攔截提供有利的陣位，實(shí)現(xiàn)成功攔截，在很大程度上彌補(bǔ)ATT跟蹤導(dǎo)引律對(duì)ATT機(jī)動(dòng)性的過(guò)高要求。

2.2 適應(yīng)具體作戰(zhàn)時(shí)ATT攔截戰(zhàn)法需求

ATT武器系統(tǒng)的射擊指揮解算裝置通過(guò)對(duì)觀測(cè)裝置獲得的目標(biāo)信息的處理，完成對(duì)ATT參數(shù)設(shè)定。但在實(shí)際的反魚(yú)雷作戰(zhàn)中，觀測(cè)裝置能夠提供給設(shè)計(jì)指揮解算裝置的目標(biāo)信息往往十分有限，系統(tǒng)解算精度也會(huì)因海洋情況的不同而有高有低，這些都對(duì)ATT的攔截效果造成很大影響。

針對(duì)不同的目標(biāo)信息情況，深入研究ATT的初始占位搜索，設(shè)計(jì)初始占位搜索方案，不僅能夠給作戰(zhàn)指揮員提供管用、可靠的攔截方法，而且大大增加了攔截來(lái)襲魚(yú)雷作戰(zhàn)時(shí)的主動(dòng)性，進(jìn)一步的提高ATT的攔截概率。

3 反魚(yú)雷魚(yú)雷初始占位搜索彈道研究

反魚(yú)雷魚(yú)雷是在來(lái)襲魚(yú)雷已經(jīng)很靠近本艦艇的時(shí)候發(fā)射攔截的，攔截時(shí)間短，機(jī)會(huì)稍縱即逝，對(duì)ATT機(jī)動(dòng)性的要求很高，故初始占位搜索一般采用直航搜索，減少不必要的機(jī)動(dòng)和負(fù)載，達(dá)到ATT的直接目的。

實(shí)際反魚(yú)雷作戰(zhàn)中，觀測(cè)裝置能夠提供給設(shè)計(jì)指揮解算裝置的目標(biāo)信息未必全備，來(lái)襲魚(yú)雷的自導(dǎo)性能也不盡相同。據(jù)相關(guān)資料介紹，當(dāng)今世界較先進(jìn)的MU90魚(yú)雷的被動(dòng)自導(dǎo)探測(cè)距離在一定情況下達(dá)到15000 m，主動(dòng)自導(dǎo)探測(cè)距離為2500 m，而艦艇的聲納報(bào)警距離一般為5-7 km，解算得目標(biāo)航速等參數(shù)時(shí)來(lái)襲魚(yú)雷與本艦艇的距離也將近3-5 km，來(lái)襲魚(yú)雷目標(biāo)體積小、航速快，能夠解算得到的目標(biāo)參數(shù)更是受諸多因素的影響。基于此，我們可以按照下表結(jié)構(gòu)來(lái)研究初始占位搜索彈道：

表1 初始占位搜索彈道

依據(jù)上表，我們做出如下研究分析：

1）艦艇報(bào)警時(shí)，來(lái)襲魚(yú)雷若仍處于直航搜索狀態(tài)，顯然，直接向報(bào)警點(diǎn)發(fā)射ATT攔截到來(lái)襲魚(yú)雷的可能性較小，我們可以考慮“解相遇攔截”初始占位搜索，即把來(lái)襲魚(yú)雷看成目標(biāo)，ATT以固定提前角攔截來(lái)襲魚(yú)雷，但是解相遇攔截中ATT捕獲來(lái)襲魚(yú)雷后，追蹤彈道很容易形成尾追的態(tài)勢(shì)，即使最后攔截到來(lái)襲魚(yú)雷，也有可能對(duì)我艦艇造成傷害；故還可以考慮“旋回迎面攔截”的方法，即ATT先以一定的提前角發(fā)射，經(jīng)過(guò)一段直航段后旋轉(zhuǎn)至來(lái)襲魚(yú)雷直航軌跡上來(lái)，采取迎面攔截的方法攔截來(lái)魚(yú)雷，這種方法在一定程度上避免了采用解相遇攔截時(shí)，對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷提前角的估算誤差導(dǎo)致攔截失敗的問(wèn)題。

2）艦艇報(bào)警時(shí)，來(lái)襲魚(yú)雷若處于追蹤導(dǎo)引狀態(tài)，艦艇采取“背雷轉(zhuǎn)”規(guī)避，則來(lái)襲魚(yú)雷追擊本艇時(shí)大致呈尾追態(tài)勢(shì)[2]，現(xiàn)已有專著提及“逆軌道迎擊攔截”的方法[3]，根據(jù)這一思路可以考慮在艦艇旋回規(guī)避完成后，逆著規(guī)避直航航向發(fā)射ATT；還可以考慮“報(bào)警點(diǎn)攔截”的方法，即沿旋轉(zhuǎn)規(guī)避轉(zhuǎn)入直航規(guī)避節(jié)點(diǎn)與來(lái)襲魚(yú)雷報(bào)警點(diǎn)間的連線方向發(fā)射ATT；此外通過(guò)對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷追蹤我艇的跟蹤軌跡地分析，可以考慮沿逆軌道和上述連線之間夾角平分線發(fā)射ATT。

綜上，無(wú)論來(lái)襲魚(yú)雷處于直航段或追蹤導(dǎo)引段，我們都給出了相應(yīng)的ATT初始占位搜索彈道的考慮方案，但實(shí)際情況中由于艦艇無(wú)法確認(rèn)來(lái)襲魚(yú)雷是否捕獲我艦艇，即來(lái)襲魚(yú)雷有可能一直處于直航搜索狀態(tài)，有可能一開(kāi)始處于直航搜索狀態(tài)但在ATT發(fā)射出去之后轉(zhuǎn)入了追蹤導(dǎo)引狀態(tài)，還有可能剛開(kāi)始就捕獲到我艦艇，一直處于追蹤導(dǎo)引狀態(tài)，那么此時(shí)就要對(duì)初始占位搜索彈道進(jìn)行修正，這樣的修正既要考慮來(lái)襲魚(yú)雷捕獲我艦艇時(shí)初始占位搜索彈道的方案，還要兼顧到來(lái)襲魚(yú)雷沒(méi)有發(fā)現(xiàn)我艦艇，一直處于直航搜索時(shí)的初始搜索導(dǎo)引彈道如何去攔截的情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

反魚(yú)雷魚(yú)雷是魚(yú)雷對(duì)抗中較為理想的硬殺傷兵器，因其具備靈活、主動(dòng)和機(jī)動(dòng)等特點(diǎn)，世界海軍強(qiáng)國(guó)美國(guó)、俄羅斯、德國(guó)、法國(guó)和意大利都投入了較大的人力和物力研究和發(fā)展反魚(yú)雷魚(yú)雷。但在利用反魚(yú)雷魚(yú)雷攔截來(lái)魚(yú)雷的過(guò)程中，因本艦獲得來(lái)襲魚(yú)雷的信息要素有限、來(lái)襲魚(yú)雷的速度較高、彈道復(fù)雜等等因素，對(duì)反魚(yú)雷魚(yú)雷的成功攔截造成了許多困難。因此，針對(duì)不同的來(lái)襲魚(yú)雷的目標(biāo)要素信息，研究、分析反魚(yú)雷魚(yú)雷的初始占位搜索，設(shè)計(jì)相關(guān)的反魚(yú)雷魚(yú)雷的初始展位搜索彈道，能有效地提高反魚(yú)雷魚(yú)雷對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷的捕獲概率，為后續(xù)的跟蹤攔截提供有利的陣位，大幅度提高反魚(yú)雷魚(yú)雷的作戰(zhàn)效率。

[1] 由大德，徐德民．反魚(yú)雷魚(yú)雷攔截概率影響因素仿真分析[J]．魚(yú)雷技術(shù)，2010，18(4)：16-19．

[2] 陳春玉，張靜遠(yuǎn)等．反魚(yú)雷技術(shù)[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006．

[3] 張宇文．魚(yú)雷彈道與彈道設(shè)計(jì)[M]．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1999．

Research on the Anti-toperdo Toperdo Initial Search Sites

Xia Rui, Zhang Jingyuan, Zhang Jiang, Zhang Yongping

(Naval University of Engineering, Wuhan 430033, Hubei, China)

TJ630

A

1003-4862（2013）01-0022-03

2012-05-03

夏 睿(1988-),男，碩士。研究方向：兵器制導(dǎo)與控制技術(shù)。