李本江，高 孟，李貴彬

(海軍潛艇學(xué)院，山東 青島266042)

0 引 言

交叉機(jī)動是潛艇反潛封鎖的重要機(jī)動樣式［1－2］。如何運(yùn)用交叉機(jī)動樣式以達(dá)到最佳的封鎖效果，需要對影響反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇概率的影響因素進(jìn)行分析。本文利用蒙特卡羅方法對影響因素進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并與垂直敵航向的往返直線機(jī)動作比較，可以為潛艇平臺運(yùn)用交叉機(jī)動反潛封鎖提供一定的輔助決策依據(jù)。

1 反潛封鎖與交叉機(jī)動樣式

反潛封鎖是指將反潛兵力或兵器部署在敵潛艇基地、駐泊點(diǎn)，以及海峽、水道和己方海軍基地等敵潛艇必定或經(jīng)常出入的海域進(jìn)行陣地設(shè)伏，通過毀傷或威懾的方法阻止敵潛艇通過該海域，迫使敵潛艇繞遠(yuǎn)道進(jìn)入作戰(zhàn)區(qū)和返航，進(jìn)而縮短其在作戰(zhàn)區(qū)的時間，達(dá)到削弱敵潛艇威脅、保護(hù)己方兵力不被敵潛艇攻擊，奪取與保持制海權(quán)的目的［3－4］。

反潛潛艇進(jìn)行反潛封鎖時的搜索機(jī)動樣式主要有平行于敵潛艇可能航向的往返機(jī)動搜索、垂直于敵潛艇可能航向的往返機(jī)動搜索和“8”字形(或稱交叉)機(jī)動搜索等［5－6］。交叉機(jī)動是指單艘反潛潛艇沿交叉航向?qū)嵤C(jī)動的搜索方法，如圖1所示。反潛潛艇從O1點(diǎn)機(jī)動到O2點(diǎn)，然后從O2點(diǎn)機(jī)動到O3點(diǎn)，再從O3點(diǎn)機(jī)動到O4點(diǎn)，最后從O4點(diǎn)機(jī)動返回至O1點(diǎn)，這樣循環(huán)往復(fù)下去。其中從O2點(diǎn)向O3點(diǎn)機(jī)動和從O4點(diǎn)機(jī)動到O1點(diǎn)的航向與敵潛艇的可能航向平行。

圖1 交叉機(jī)動樣式示意圖Fig.1 Cross manoeuvre sketch map

2 交叉機(jī)動搜索發(fā)現(xiàn)敵潛艇概率的影響因素

在敵潛艇的航速和機(jī)動寬度W 一定的情況下，影響反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇概率的因素主要有反潛潛艇的航速、聲吶的作用距離，機(jī)動的縱深L。

2.1 系統(tǒng)仿真設(shè)置

為便于仿真計算作如下假設(shè):

1)由于雙方作戰(zhàn)環(huán)境基本相同，發(fā)現(xiàn)對方的距離比較近，當(dāng)敵潛艇突破反潛潛艇交叉機(jī)動線時，突破點(diǎn)是任意的，敵以平均概率穿越交叉機(jī)動線;

2)反潛潛艇聲吶探測范圍是以ds 為半徑的圓;

3)當(dāng)敵潛艇與反潛潛艇的距離小于或等于ds時，敵潛艇即被發(fā)現(xiàn);

4)交叉機(jī)動寬度W 為150 n mile，敵潛艇速度Vt為4 kn，反潛潛艇速度為Vd。

2.2 交叉機(jī)動的縱深對發(fā)現(xiàn)概率的影響

當(dāng)反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇的距離分別為3 n mile，5 n mile 時，機(jī)動縱深L 對發(fā)現(xiàn)概率P 的影響如圖2和圖3所示。

由圖2 和圖3 可見，機(jī)動縱深對反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇的概率影響較為明顯，并存在突變點(diǎn)。在反潛潛艇航速為4 kn 的情況下，機(jī)動縱深8 n mile 封鎖效果比較好;在航速為8 kn 的情況下，機(jī)動縱深16 n mile 封鎖效果比較好;在航速為12 kn 的情況下，機(jī)動縱深24 n mile 封鎖效果比較好。

圖2 反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇距離為3 n mile 時機(jī)動縱深對發(fā)現(xiàn)概率的影響Fig.2 When detecting distance of sonar is 3 n mile，the influence of manoeuvre depth on detecting probability

圖3 反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇距離為5 n mile 時機(jī)動縱深對發(fā)現(xiàn)概率的影響Fig.3 When detecting distance of sonar is 5 n mile，the influence of manoeuvre depth on detecting probability

2.3 交叉機(jī)動搜索速度對發(fā)現(xiàn)概率的影響

假設(shè)聲吶探測距離不隨反潛潛艇速度的改變而變化。當(dāng)反潛潛艇聲吶探測距離分別為3 n mile，5 n mile 時，交叉機(jī)動搜索速度Vd對發(fā)現(xiàn)概率P 的影響如圖4 和圖5所示。

圖4 反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇距離為3 n mile 時交叉機(jī)動速度對發(fā)現(xiàn)概率的影響Fig.4 When detecting distance of sonar is 3 n mile，the influence of manoeuvre velocity on detecting probability

圖5 反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇距離為5 n mile 時交叉機(jī)動速度對發(fā)現(xiàn)概率的影響Fig.5 When detecting distance of sonar is 5 n mile，the influence of manoeuvre velocity on detecting probability

由圖4 和圖5 可見，在反潛潛艇機(jī)動縱深分別為8，16 和24 n mile 情況下，反潛潛艇分別采用4，8 和10 kn 速度航行的封鎖效果是比較好的。

2.4 聲吶探測距離對發(fā)現(xiàn)概率的影響

反潛潛艇機(jī)動縱深L 為8 和16 n mile，反潛潛艇速度Vd為8 kn，聲吶探測距離ds 對發(fā)現(xiàn)概率P的影響如圖6所示。

圖6 聲吶探測距離對發(fā)現(xiàn)概率的影響Fig.6 The influence of detecting distance of sonar on detecting probability

由圖6 可見，反潛潛艇的聲吶探測距離與反潛潛艇發(fā)現(xiàn)潛艇的概率是正相關(guān)的。

3 垂直敵航向的往返直線機(jī)動

垂直敵航向的往返直線機(jī)動是潛艇反潛封鎖的基本方法，如圖7所示。1 艘反潛潛艇在垂直敵航向的巡邏線上沿1 個方向搜索，在巡邏線的結(jié)束點(diǎn)轉(zhuǎn)向180°繼續(xù)反向搜索，直到巡邏線的開始點(diǎn)，再轉(zhuǎn)向180°繼續(xù)搜索，依此類推。

圖7 垂直敵航向的往返直線機(jī)動示意圖Fig.7 Manoeuvre of vertical enemy courses beeline sketch map

敵潛艇航速4 kn，反潛潛艇在聲吶探測距離3和5 n mile，速度4，8 和12 kn 的情況下發(fā)現(xiàn)敵潛艇概率的仿真結(jié)果見表1。

表1 反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇概率Tab.1 Detecting probability of anti-sub submarine

4 結(jié) 語

通過以上仿真分析可知:反潛潛艇與敵潛艇相比在速度沒有優(yōu)勢的情況下，采用垂直敵航向的往返直線機(jī)動比交叉機(jī)動封鎖效果要好，反潛潛艇如果速度有優(yōu)勢，則采用交叉機(jī)動封鎖效果好;在敵潛艇速度及機(jī)動寬度一定的情況下，潛艇交叉機(jī)動反潛封鎖發(fā)現(xiàn)潛艇的概率受反潛潛艇速度、聲吶探測距離、機(jī)動縱深影響存在突變點(diǎn)，聲吶探測距離與反潛潛艇發(fā)現(xiàn)潛艇概率是正相關(guān)的。因此，潛艇在進(jìn)行交叉機(jī)動反潛封鎖時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)封鎖的正面寬度、敵潛艇的大概航速、發(fā)現(xiàn)敵潛艇的大概距離，合理的選定機(jī)動縱深及航速，以使反潛潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇的概率最大。當(dāng)反潛潛艇機(jī)動寬度為15 n mile，敵潛艇航速為4 kn，聲吶探測距離為3 和5 n mile的情況下，反潛潛艇采用8 kn 航速和160 n mile 機(jī)動縱深的封鎖效果最好;如果在目標(biāo)速度、聲吶探測距離不確定的情況下，反潛潛艇最好采用垂直敵航向的往返直線機(jī)動。

［1］海軍裝備論證中心．國外反潛作戰(zhàn)［M］．北京:海軍出版社，1987．

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［2］Surface Warfare Development Group．ASW screen planner TDA user manual［M］．Norfolk:TACMEMO SWDG 3－21．

［3］The future role of undersea warfare［J］．Naval Forces，2002(2)．

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［5］趙曉哲，沈治河．海軍作戰(zhàn)數(shù)學(xué)模型［M］．北京:國防工業(yè)出版社，2004．

ZHAO Xiao-zhe，SHEN Zhi-he．The Model of Navy Operation［M］．Beijing:National Defense Industry Press，2004．

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