李明輝 閔紹榮 謝紅勝

(中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心 武漢 430064)

基于蒙特卡洛法的艦艇規(guī)避魚(yú)雷效能推演評(píng)估*

李明輝 閔紹榮 謝紅勝

(中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心 武漢 430064)

研究水面艦艇有效機(jī)動(dòng)規(guī)避聲自導(dǎo)魚(yú)雷的問(wèn)題,以提高艦艇對(duì)抗來(lái)襲魚(yú)雷的作戰(zhàn)效率。針對(duì)以往艦艇規(guī)避魚(yú)雷二維對(duì)抗態(tài)勢(shì)模型的不足,建立了三維空間下的魚(yú)雷彈道模型、自導(dǎo)檢測(cè)模型、艦艇規(guī)避模型以及魚(yú)雷對(duì)抗誤差模型,運(yùn)用Matlab工具,對(duì)艦艇機(jī)動(dòng)規(guī)避魚(yú)雷的對(duì)抗過(guò)程進(jìn)行了推演,并采用蒙特卡洛法定量分析了影響艦艇規(guī)避魚(yú)雷生存概率的主要因素。推演結(jié)果表明,規(guī)避航向和航速對(duì)艦艇生存概率有較大影響,根據(jù)魚(yú)雷報(bào)警距離和報(bào)警舷角選擇合適的規(guī)避航向/航速、提高對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷的報(bào)警距離和定位精度以及減少系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間,可以有效提高艦艇生存概率。

蒙特卡洛法; 艦艇規(guī)避; 魚(yú)雷防御; 艦艇生存概率

Class Number TP391

1 引言

隨著魚(yú)雷技術(shù)的不斷發(fā)展,水面艦艇將面臨著水下聲自導(dǎo)魚(yú)雷的巨大威脅。雖然水面艦艇對(duì)抗魚(yú)雷可采用“軟殺傷”、“硬殺傷”等多種干擾、誘騙、攔截等手段,但研究表明艦艇對(duì)抗魚(yú)雷的規(guī)避方法仍是提高水面艦艇作戰(zhàn)能力和生存能力的有效途徑之一。隨著水聲對(duì)抗系統(tǒng)的發(fā)展,水下魚(yú)雷的對(duì)抗過(guò)程仍需要艦艇機(jī)動(dòng)與“軟/硬殺傷”等手段的配合實(shí)施而達(dá)到最優(yōu)。因此,艦艇的機(jī)動(dòng)規(guī)避方法在對(duì)抗水下魚(yú)雷攻擊中具有重要的作用,是結(jié)合使用其它對(duì)抗手段的基礎(chǔ)之一[1]。

現(xiàn)有對(duì)水面艦艇機(jī)動(dòng)規(guī)避聲自導(dǎo)魚(yú)雷的研究,通常是在不考慮對(duì)抗誤差的基礎(chǔ)上,建立二維平面內(nèi)的水面艦艇—魚(yú)雷運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,僅以規(guī)避航速、航向作為決策變量進(jìn)行分析,未對(duì)其它因素變量(如魚(yú)雷報(bào)警距離、報(bào)警舷角等)作特別研究[2～4]。本文在上述研究的基礎(chǔ)上,對(duì)水面艦艇規(guī)避魚(yú)雷對(duì)抗模型進(jìn)行了改進(jìn),基于蒙特卡洛法建立了三維態(tài)勢(shì)下的艦船規(guī)避魚(yú)雷對(duì)抗數(shù)學(xué)模型,在考慮到魚(yú)雷對(duì)抗誤差、復(fù)雜水文條件的基礎(chǔ)上,以艦艇生存概率作為艦艇規(guī)避對(duì)抗來(lái)襲魚(yú)雷的效能指標(biāo),定量分析了艦艇規(guī)避航速/航向、魚(yú)雷報(bào)警舷角/報(bào)警距離、規(guī)避時(shí)機(jī)等主要因素對(duì)生存概率的影響,并在此基礎(chǔ)上得到了有一定價(jià)值的結(jié)論。

2 對(duì)抗態(tài)勢(shì)描述

全世界對(duì)艦攻擊魚(yú)雷應(yīng)用較廣的是美MK-48魚(yú)雷,因此以該魚(yú)雷為作戰(zhàn)對(duì)象,艦艇在4km～8km的距離上發(fā)現(xiàn)來(lái)襲魚(yú)雷并報(bào)警,假定此時(shí)來(lái)襲魚(yú)雷已切斷線(xiàn)導(dǎo)并進(jìn)入聲自導(dǎo)導(dǎo)引狀態(tài)。

圖1 艦艇規(guī)避對(duì)抗 來(lái)襲聲自導(dǎo)魚(yú)雷態(tài)勢(shì)

水面艦艇:初始時(shí)沿90°航向以Vw航速勻速直航,在O點(diǎn)艦艇拖曳線(xiàn)列陣聲納發(fā)現(xiàn)報(bào)警舷角為Qs的魚(yú)雷目標(biāo)T,艦艇經(jīng)一定系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間,采取旋回轉(zhuǎn)向、加速等手段防御魚(yú)雷,以擺脫魚(yú)雷捕獲或追蹤;艦艇達(dá)到規(guī)避航向、航速后保持勻速直航,期間魚(yú)雷報(bào)警聲納持續(xù)跟蹤魚(yú)雷噪聲,若有需要?jiǎng)t轉(zhuǎn)入新的規(guī)避航向。

來(lái)襲魚(yú)雷:以有利提前角φa向預(yù)定方位射擊,捕獲目標(biāo)前處于勻速直航搜索階段,t時(shí)刻在被動(dòng)聲自導(dǎo)方式下發(fā)現(xiàn)目標(biāo),轉(zhuǎn)入主動(dòng)自導(dǎo)跟蹤階段,并采用尾追式彈道追蹤艦艇,直至命中艦艇或魚(yú)雷航程耗盡。

3 對(duì)抗數(shù)學(xué)模型

3.1 來(lái)襲魚(yú)雷彈道模型

假定來(lái)襲魚(yú)雷搜索彈道采用定深直航方式,追蹤彈道采用尾追式,當(dāng)魚(yú)雷到達(dá)預(yù)定命中點(diǎn)或丟失目標(biāo)進(jìn)行再搜索時(shí),采用水平面環(huán)形再搜索方式[6]。

艦艇魚(yú)雷報(bào)警時(shí),魚(yú)雷初始位置坐標(biāo)由式(1)計(jì)算:

(1)

其中:φxy為魚(yú)雷—報(bào)警聲納與XY平面的夾角,Xs0、Ys0、Zs0分別為魚(yú)雷報(bào)警時(shí)艦艇拖曳陣列聲納坐標(biāo),由式(2)求出:

(2)

式中:Ls、Hs分別為艦艇拖曳陣列聲納線(xiàn)纜長(zhǎng)度和深度。

直航搜索階段和尾追跟蹤階段的魚(yú)雷彈道軌跡由式(3)計(jì)算:

(3)

其中,直航搜索階段魚(yú)雷航向由式(4)計(jì)算:

(4)

其中:φa為魚(yú)雷射擊有利提前角,Xa為魚(yú)雷預(yù)計(jì)命中點(diǎn),Dm、Qm為艦艇魚(yú)雷報(bào)警距離和魚(yú)雷報(bào)警舷角。

尾追跟蹤階段魚(yú)雷航向由式(5)計(jì)算:

(5)

魚(yú)雷環(huán)形再搜索階段彈道軌跡由式(6)計(jì)算:

(6)

式中:Xtc、Ytc、Ztc為魚(yú)雷環(huán)形搜索圓心坐標(biāo),Rt為環(huán)形搜索半徑,wt為環(huán)形搜索角速度(左旋為正,右旋為負(fù))。

環(huán)形再搜索階段魚(yú)雷航向由式(7)計(jì)算:

(7)

3.2 魚(yú)雷聲自導(dǎo)檢測(cè)模型

本文中,魚(yú)雷聲自導(dǎo)檢測(cè)模型由主被動(dòng)聲納方程描述[7]:

1) 被動(dòng)聲納方程:

DT=STL-TL-NL+DI

(8)

式中:STL為艦艇輻射聲源級(jí),TL為聲波傳播損失,NL為魚(yú)雷干擾噪聲級(jí),DI為魚(yú)雷自導(dǎo)接收指向性指數(shù)。

水面艦艇航速的變化將改變艦艇輻射自噪聲強(qiáng)度,從而改變魚(yú)雷的被動(dòng)聲自導(dǎo)作用距離。根據(jù)文獻(xiàn)[8],艦艇輻射噪聲聲源級(jí)與艦艇噸位、航速的關(guān)系可近似擬合為

STL=60logK+9logT-20logF+20logD+Δ

(9)

其中:K為以節(jié)為單位的艦艇航速,T為艦艇排水噸位,F為接收機(jī)中心頻率,D為以碼為單位的距離,Δ取30。

聲波在海水中的傳播損失由式(10)進(jìn)行計(jì)算:

TL=20logr+βr×10-3

(10)

2) 噪聲掩蔽下的主動(dòng)聲納方程:

DT=SL-2TL-NL+DI+TS

(11)

式中不同于被動(dòng)聲納方程的參數(shù)為:SL為魚(yú)雷自導(dǎo)發(fā)射聲源級(jí),TS為目標(biāo)反射強(qiáng)度。其中,目標(biāo)反射強(qiáng)度是魚(yú)雷入射聲波與目標(biāo)艦艇舷角的相關(guān)函數(shù),具有蝶形分布效應(yīng),推演時(shí)根據(jù)魚(yú)雷-艦艇相對(duì)方位和蝶形分布函數(shù)抽樣產(chǎn)生[9]。

3.3 魚(yú)雷狀態(tài)判斷模型

1) 魚(yú)雷捕獲目標(biāo)

在魚(yú)雷定深直航搜索階段,若使聲自導(dǎo)裝置捕獲目標(biāo)艦艇,必須使水面艦艇落入到自導(dǎo)扇面中,即滿(mǎn)足相對(duì)距離和相對(duì)方位的約束條件。任意時(shí)刻艦艇與來(lái)襲魚(yú)雷的相對(duì)距離Dwt和相對(duì)方位Bwt由式(12)計(jì)算:

(12)

設(shè)魚(yú)雷自導(dǎo)扇面角為θ,魚(yú)雷換能器檢測(cè)閾為DT0,當(dāng)滿(mǎn)足式(13)時(shí)判定魚(yú)雷已經(jīng)捕獲艦艇。

(13)

2) 魚(yú)雷命中艦艇

設(shè)魚(yú)雷引信動(dòng)作距離為Rt,則當(dāng)滿(mǎn)足式(14)時(shí)判定魚(yú)雷命中艦艇,艦艇規(guī)避失敗:

(14)

式中:Lm、Wm分別為艦艇船長(zhǎng)和船寬。

3) 魚(yú)雷航程耗盡

魚(yú)雷報(bào)警后,t時(shí)刻魚(yú)雷的剩余航程Sl=Sr-Vt·t,當(dāng)Sl=0時(shí)判定魚(yú)雷航程耗盡,艦艇規(guī)避成功。其中,Sr為魚(yú)雷報(bào)警時(shí)的剩余航程,可由經(jīng)驗(yàn)公式(15)求出[7]:

Sr=St/3+1.2Da

(15)

式中St為魚(yú)雷總航程,Da為魚(yú)雷報(bào)警距離。

3.4 艦艇機(jī)動(dòng)規(guī)避模型

以魚(yú)雷報(bào)警時(shí)間為計(jì)時(shí)起點(diǎn),經(jīng)過(guò)魚(yú)雷識(shí)別時(shí)間tr、決策反應(yīng)時(shí)間tb和艦艇操縱延遲時(shí)間ty,艦艇開(kāi)始規(guī)避。艦艇規(guī)避采用“旋回轉(zhuǎn)向+加速”的機(jī)動(dòng)方式,當(dāng)艦艇旋回、加速至預(yù)定航向和航速時(shí)采取勻速直航,期間若有需要?jiǎng)t進(jìn)行新的機(jī)動(dòng)規(guī)避。

1) 旋回段模型

(16)

2) 加速直航段模型

(17)

式中,aw為艦艇加速度。

3.5 對(duì)抗誤差模型

1) 在魚(yú)雷射擊過(guò)程中,通常其射擊誤差及其散步主要包括兩方面的內(nèi)容:艦艇目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素誤差及其引起的目標(biāo)散步、魚(yú)雷航行誤差及其引起的魚(yú)雷散步。因此,魚(yú)雷射擊時(shí),主要考慮以下誤差源誤差[4]:

2) 艦艇在規(guī)避來(lái)襲魚(yú)雷時(shí),主要考慮的誤差源包括魚(yú)雷報(bào)警距離誤差ΔDm、魚(yú)雷報(bào)警舷角誤差ΔQm。

(18)

式中:Rm為各參數(shù)的觀察值,σi為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)。

4 數(shù)值算例及結(jié)果分析

4.1 推演計(jì)算條件

1) 某型號(hào)艦艇參數(shù)

我艦初始速度18節(jié),最高規(guī)避航速32節(jié),旋回半徑300m,旋回角速度1.5°/s;艦艇拖曳陣列聲納線(xiàn)纜長(zhǎng)度500m,深度40m～60m。根據(jù)魚(yú)雷攻擊戰(zhàn)術(shù)原則,可認(rèn)為對(duì)魚(yú)雷的報(bào)警舷角在30°～150°之間,并將魚(yú)雷報(bào)警距離分為遠(yuǎn)、中、近三個(gè)區(qū)域。

2) 某型號(hào)魚(yú)雷參數(shù)

來(lái)襲魚(yú)雷速度45節(jié),自導(dǎo)扇面角90°,旋回角速度6.0°/s,直航搜索深度40m～80m,主動(dòng)聲源級(jí)180db,自噪聲60dB,主被動(dòng)檢測(cè)閾20dB,魚(yú)雷自導(dǎo)頻率30kHz,方向性指數(shù)30dB,魚(yú)雷總航程20000m。

為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度,本文取蒙特卡洛試驗(yàn)次數(shù)為8000次,推演步長(zhǎng)為0.5[10]。

4.2 對(duì)抗態(tài)勢(shì)推演結(jié)果及分析

圖2為第53次推演中艦艇成功規(guī)避來(lái)襲魚(yú)雷三維態(tài)勢(shì)圖,圖3為第65次推演中艦艇未成功規(guī)避來(lái)襲魚(yú)雷三維態(tài)勢(shì)圖。

圖2 艦艇成功規(guī)避來(lái)襲魚(yú)雷態(tài)勢(shì)

圖3 艦艇未成功規(guī)避來(lái)襲魚(yú)雷態(tài)勢(shì)

圖2和圖3分別是艦艇成功、未成功規(guī)避魚(yú)雷眾多態(tài)勢(shì)中的一種,本文僅以此作為代表案例進(jìn)行分析。圖2中,由于魚(yú)雷報(bào)警距離較遠(yuǎn),我艦得以在較為充裕的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行“旋回+加速”轉(zhuǎn)向,規(guī)避航向、航速選擇都較為正確,因此艦艇在初始階段逃離了魚(yú)雷自導(dǎo)扇面角的搜索,來(lái)襲魚(yú)雷經(jīng)環(huán)形再搜索捕捉到艦艇時(shí),剩余航程已經(jīng)較小,最終魚(yú)雷航程耗盡,艦艇規(guī)避成功;圖3中,由于魚(yú)雷報(bào)警距離較近,且我艦旋回規(guī)避轉(zhuǎn)角較小,艦艇始終在魚(yú)雷自導(dǎo)扇面之內(nèi),當(dāng)兩者相對(duì)距離小于魚(yú)雷聲自導(dǎo)作用距離時(shí),魚(yú)雷順利捕獲艦艇,最終追蹤命中艦艇,艦艇規(guī)避失敗。

4.3 艦艇生存概率推演結(jié)果及分析

艦艇規(guī)避的主要目的是保證艦艇的生命力,因此本文以艦艇的生存概率作為規(guī)避對(duì)抗效果的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

1) 規(guī)避航向?qū)ι娓怕实挠绊?/p>

通常魚(yú)雷報(bào)警后,艦艇的旋回機(jī)動(dòng)分為“背魚(yú)雷轉(zhuǎn)向”和“向魚(yú)雷轉(zhuǎn)向”,圖4、圖5分別是兩種轉(zhuǎn)向情況下,報(bào)警舷角為右舷60°、規(guī)避速度為30kn時(shí)的艦艇生存概率隨規(guī)避航向變化的趨勢(shì)圖。

圖4 “背魚(yú)雷轉(zhuǎn)向”時(shí)艦艇生存概率

圖5 “向魚(yú)雷轉(zhuǎn)向”時(shí)艦艇生存概率

由圖4和圖5可知:

(1)“背魚(yú)雷轉(zhuǎn)向”規(guī)避方式下的艦艇生存概率明顯高于“向魚(yú)雷轉(zhuǎn)向”,兩種規(guī)避方式下的曲線(xiàn)變化趨勢(shì)大致相同。

(2)艦艇規(guī)避轉(zhuǎn)向角并非越大越好,當(dāng)規(guī)避轉(zhuǎn)向角大于閾值40°～70°時(shí),艦艇生存概率呈下降趨勢(shì)。這是由于艦艇在旋回轉(zhuǎn)向過(guò)程中,魚(yú)雷-艦艇相對(duì)距離減小,魚(yú)雷自導(dǎo)作用距離增加,而該范圍內(nèi)的規(guī)避轉(zhuǎn)向角又無(wú)法有效逃離魚(yú)雷自導(dǎo)扇面,因而使魚(yú)雷捕獲艦艇概率增加,艦艇生存概率減小。

2) 規(guī)避航速對(duì)生存概率的影響

圖6～圖8分別是魚(yú)雷報(bào)警舷角為右舷120°、報(bào)警距離為近、中、遠(yuǎn)時(shí)艦艇生存概率隨規(guī)避速度變化的趨勢(shì)圖。

圖6 “報(bào)警距離為近”時(shí) 艦艇生存概率隨規(guī)避速度變化趨勢(shì)

圖7 “報(bào)警距離為中”時(shí) 艦艇生存概率隨規(guī)避速度變化趨勢(shì)

圖8 “報(bào)警距離為遠(yuǎn)”時(shí) 艦艇生存概率隨規(guī)避速度變化趨勢(shì)

由圖6可知,魚(yú)雷報(bào)警距離較近時(shí),艦艇規(guī)避速度并非是越大越好。魚(yú)雷報(bào)警距離較近且規(guī)避轉(zhuǎn)向角較小時(shí),艦艇不能輕易加速,以免降低艦艇生存概率。這是由于艦艇加速時(shí),艦艇自噪聲強(qiáng)度變大,魚(yú)雷自導(dǎo)作用距離增加,從而使魚(yú)雷捕獲艦艇概率增大。

由圖7～圖8可知,魚(yú)雷報(bào)警距離為中、遠(yuǎn)區(qū)間,且艦艇規(guī)避轉(zhuǎn)角較大時(shí),艦艇生存概率隨規(guī)避速度的增加而增大,規(guī)避效果明顯。

3) 報(bào)警舷角對(duì)生存概率的影響

圖9為艦艇背向規(guī)避轉(zhuǎn)向角為60°、規(guī)避速度為30kn時(shí),艦艇生存概率隨魚(yú)雷報(bào)警舷角變化的趨勢(shì)圖。

圖9 艦艇生存概率隨魚(yú)雷報(bào)警舷角變化趨勢(shì)

如圖所示,艦艇生存概率曲線(xiàn)隨魚(yú)雷報(bào)警舷角變化呈兩端低中間高的拋物線(xiàn)態(tài)勢(shì),在相同的魚(yú)雷報(bào)警距離下,當(dāng)魚(yú)雷報(bào)警舷角較小或較大時(shí),來(lái)襲魚(yú)雷相對(duì)我艦方位的變化較小,艦艇需要更多的旋回轉(zhuǎn)向以逃離魚(yú)雷自導(dǎo)扇面角,因此該階段內(nèi)的艦艇生存概率相對(duì)較小。

綜合圖4～圖9可知:

(1)艦艇規(guī)避航向的選擇應(yīng)以魚(yú)雷報(bào)警距離和報(bào)警舷角為決策變量:魚(yú)雷報(bào)警距離較近或報(bào)警舷角較小時(shí),以艦艇生存概率曲線(xiàn)變化趨勢(shì)選擇合適的背向規(guī)避轉(zhuǎn)角;魚(yú)雷報(bào)警距離為中、遠(yuǎn),或報(bào)警舷角較大時(shí),應(yīng)選擇較大的背向規(guī)避轉(zhuǎn)角。

(2)艦艇規(guī)避航向的選擇應(yīng)以魚(yú)雷報(bào)警距離和報(bào)警舷角為決策變量:當(dāng)魚(yú)雷報(bào)警距離較近時(shí),應(yīng)以規(guī)避魚(yú)雷自導(dǎo)扇面為主,根據(jù)報(bào)警舷角選擇合適的規(guī)避轉(zhuǎn)向角,且不輕易增加規(guī)避速度;報(bào)警距離較遠(yuǎn)時(shí),以逃離魚(yú)雷自導(dǎo)作用距離為主,規(guī)避航速越高越好。

5 結(jié)語(yǔ)

本文提出了三維態(tài)勢(shì)下的艦艇機(jī)動(dòng)規(guī)避魚(yú)雷方案的對(duì)抗效能定量分析模型,包括魚(yú)雷彈道模型、自導(dǎo)檢測(cè)模型、艦艇機(jī)動(dòng)規(guī)避模型和對(duì)抗誤差模型等。通過(guò)蒙特卡洛推演計(jì)算,定量分析了艦艇規(guī)避航速/航向、魚(yú)雷報(bào)警舷角/距離等因素對(duì)艦艇規(guī)避魚(yú)雷生存概率的影響,得到了有一定價(jià)值的結(jié)論。該模型可以用作魚(yú)雷規(guī)避防御對(duì)抗效能的定量分析,為進(jìn)一步研究“軟、硬殺傷”魚(yú)雷對(duì)抗手段的效能評(píng)估提供了參考。

[1] 鄒振華,李守奇.水面艦艇規(guī)避自導(dǎo)魚(yú)雷的建模計(jì)算與分析[J].艦船電子工程,2008,28(10):122-124.

[2] 邢昌風(fēng),李敏勇,吳玲.艦載武器系統(tǒng)效能分析[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2008:331-350.

[3] 高東華,章新華.艦艇規(guī)避策略對(duì)魚(yú)雷捕獲概率影響的仿真研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2001(3).

[4] 孟慶玉,張靜遠(yuǎn),宋保維.魚(yú)雷作戰(zhàn)效能分析[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2006:78-82.

[5] 姜?jiǎng)P峰,周明,林宗祥.艦載反魚(yú)雷魚(yú)雷作戰(zhàn)效率仿真研究[J].計(jì)算機(jī)仿真,2011,28(6):9-13.

[6] 張永,逄洪照,陳志剛,馬旭勃.發(fā)射噪聲背景下自導(dǎo)魚(yú)雷命中概率[J].火力與指揮控制,2007(12).

[7] 楊真勇,鄭援,呂海平.潛艇機(jī)動(dòng)性能對(duì)使用干擾器規(guī)避主動(dòng)聲自導(dǎo)魚(yú)雷對(duì)抗效果的影響分析[J].魚(yú)雷技術(shù),2011,19(2):128-133.

[8] 周智超,劉永輝.水面艦艇防潛作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練的計(jì)算機(jī)仿真研究[J].計(jì)算機(jī)仿真,2002,19(3):1-4.

[9] 卞元慶,石小龍.魚(yú)雷反潛自導(dǎo)反水聲對(duì)抗能力仿真分析[J].魚(yú)雷技術(shù),2000,8(4):112-116.

[10] 杜比.蒙特卡洛方法在系統(tǒng)工程中的應(yīng)用[M].西安:西安交大出版社,2007:51-150.

Simulation of Vessel Evading Efficiency to Acoustic Homing Torpedo Based on Monte Carlo Method

LI Minghui MIN Shaorong XIE Hongsheng

(China Ship Design and Development Center, Wuhan 430064)

In order to study operational efficiency of vessel evasion to acoustic homing torpedo, this paper establishes a torpedo ballistic model and a vessel evasion model based on typical torpedo operational state. By using Matlab to deduct the operation process of Vessel evasion, Monte-Carlo method is adopted to calculate survival probability of vessel in different evasion factors, and the main effects on vessel’s survival probability is quantitatively analyzed when this factors changes. Deduction results indicate that the alarm range and angle of torpedo the evasion courses and velocities have a great effect on vessel’s survival probability. Choosing an appropriate evasion tactic on the basis of torpedo alarm range and angle, increasing the alarm range and orientation accuracy of incoming torpedo and decreasing the torpedo response time can effectively improve the vessel’s survival probability.

monte carlo, vessel evasion, torpedo defense, vessel’s survival probability

2013年8月3日,

2013年9月29日

國(guó)防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研保建設(shè)項(xiàng)目資助。

李明輝,碩士研究生,研究方向:艦船作戰(zhàn)效能推演評(píng)估、水下作戰(zhàn)仿真。閔紹榮,研究員,研究方向:艦船信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究、作戰(zhàn)系統(tǒng)效能評(píng)估。謝紅勝,高級(jí)工程師,研究方向:艦船信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究、作戰(zhàn)系統(tǒng)效能評(píng)估。

TP391

10.3969/j.issn1672-9730.2014.02.037