一種改進(jìn)的魚雷鑒定試驗(yàn)方法

葉豪杰唐世軒

（91388部隊(duì)91分隊(duì)湛江524022）

針對(duì)以往魚雷鑒定試驗(yàn)中存在的考核項(xiàng)目日益繁多、成本高昂等問題，提出了一種改進(jìn)的魚雷鑒定試驗(yàn)方法。通過采用陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)篩選，然后以魚雷系統(tǒng)效能為評(píng)定依據(jù)進(jìn)行實(shí)航試驗(yàn)鑒定。算例表明，該方法不僅可以極大地降低試驗(yàn)成本，同時(shí)能提供更多的全航程全彈道試驗(yàn)樣本量，從而有利于更為客觀地評(píng)定魚雷的作戰(zhàn)能力，也為水中兵器鑒定提供了新的思路。

鑒定試驗(yàn)；系統(tǒng)效能；樣本量

Class NumberTJ630.6

1 引言

現(xiàn)代魚雷已從最初的直航魚雷發(fā)展成為大型復(fù)雜的自動(dòng)尋的“高精尖”武器系統(tǒng)［1］，但到目前為止，魚雷鑒定試驗(yàn)基本上還在沿襲蘇聯(lián)20世紀(jì)40年代直航魚雷和50年代第一代聲自導(dǎo)魚雷的鑒定試驗(yàn)的理念和方法。其試驗(yàn)與考核的特點(diǎn)是對(duì)需要鑒定魚雷中的每條雷都要逐一在湖海進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)考核，每個(gè)功能項(xiàng)目和指標(biāo)性項(xiàng)目也要通過湖海實(shí)航試驗(yàn)逐一驗(yàn)證考核。這樣勢(shì)必造成許多矛盾問題：一是湖海實(shí)航試驗(yàn)中的受檢項(xiàng)目越來(lái)越多，除功能性考核項(xiàng)目外，指標(biāo)性考核項(xiàng)目多達(dá)三十多項(xiàng)；二是湖海實(shí)航試驗(yàn)條次數(shù)急劇增加，由起初的二十多條次增加到現(xiàn)在的四十多條次，可是雖然實(shí)航條次數(shù)大量增加，但真正反映魚雷系統(tǒng)效能的全彈道全航程實(shí)航次數(shù)卻依然緊缺，一般僅一到兩個(gè)條次；三是湖海實(shí)航試驗(yàn)周期越來(lái)越長(zhǎng)，導(dǎo)致試驗(yàn)的人力、物力投入增多，消耗的試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)也越來(lái)越大。隨著火箭助飛魚雷與其它新型魚雷的出現(xiàn)，以及魚雷各項(xiàng)指標(biāo)的不斷提高，上述矛盾必將更加尖銳突出，試驗(yàn)成本甚至可能達(dá)到參試各方難以接受的程度。

仿真技術(shù)在20世紀(jì)50年代就已應(yīng)用于魚雷行業(yè)中，但當(dāng)時(shí)僅限于研制階段的仿真，用于研制階段技術(shù)設(shè)想的實(shí)現(xiàn)、關(guān)鍵技術(shù)問題的解決、作戰(zhàn)效能的預(yù)估等，而伴隨分布交互仿真成為仿真技術(shù)研究的重要領(lǐng)域，其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，已引起世界各國(guó)的廣泛重視。隨著試驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)作為分布交互仿真試驗(yàn)的一種，因其安全可靠、試驗(yàn)周期短，成本低等特點(diǎn)開始受到水中兵器試驗(yàn)鑒定領(lǐng)域的青睞。隨著更多的新技術(shù)應(yīng)用于魚雷武器的研制中，使得魚雷武器的性能和作戰(zhàn)效能不斷提高，如何對(duì)其作戰(zhàn)效能做出評(píng)價(jià)是目前面臨的問題，通過作戰(zhàn)效能評(píng)估，能夠定性地了解魚雷對(duì)各種方案的執(zhí)行情況和所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)，能夠克服決策的盲目性。以魚雷效能指標(biāo)為魚雷鑒定試驗(yàn)驗(yàn)證考核的綜合指標(biāo)也正逐步被魚雷界所接受。因此，本文將以陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)篩選試驗(yàn)為基礎(chǔ)［2］，以魚雷綜合指標(biāo)系統(tǒng)效能為評(píng)定依據(jù)，確定出一種綜合的魚雷鑒定試驗(yàn)方法。

2 陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)

陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)由六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、目標(biāo)信號(hào)發(fā)生器、海水深度壓力控制器、控制計(jì)算機(jī)及顯示終端、打印、繪圖等設(shè)備組成［3］。

六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)由承載平臺(tái)、液壓支撐立柱、六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底面組成［3～5］；在承載平臺(tái)上固定好物體后，經(jīng)過調(diào)整使平臺(tái)能夠圍繞著被固定的物體進(jìn)行六自由度的運(yùn)動(dòng)。將自導(dǎo)魚雷放置在陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)六自由度轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過六自由度轉(zhuǎn)臺(tái)的升、降、加速、減速、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)魚雷在水中上浮、下潛、加速、減速和左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎，模擬自導(dǎo)魚雷海上實(shí)航的速度、轉(zhuǎn)角、離心力等水中彈道情況。

目標(biāo)信號(hào)發(fā)生器是通過控制計(jì)算機(jī)的數(shù)字化模擬，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)信號(hào)與海洋干擾背景的結(jié)合，用次聲波、聲波或超聲波信號(hào)模擬目標(biāo)在海洋中的聲波特征。

海水深度壓力控制器是通過模擬信號(hào)控制輸出壓力的實(shí)驗(yàn)裝置。海水深度壓力控制器接受控制計(jì)算機(jī)的控制，當(dāng)控制計(jì)算機(jī)輸入海拔高度為零時(shí)，海水深度壓力控制器輸出為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，當(dāng)控制計(jì)算機(jī)通過計(jì)算輸入潛水深度時(shí)，控制計(jì)算機(jī)通過計(jì)算得到一個(gè)海水壓力和當(dāng)?shù)卮髿鈮褐偷膲毫π盘?hào)，該壓力信號(hào)被轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后，輸入到海水深度壓力控制器，該海水深度壓力控制器產(chǎn)生一個(gè)壓力動(dòng)作信號(hào)。該壓力動(dòng)作信號(hào)以兩種方式作用在魚雷上：一是作用在魚雷的某一外表面，以檢查該表面承受壓力后的變形程度；另一種方法是將魚雷放入一個(gè)密閉容器中，然后對(duì)密閉容器注水加壓，通過加壓實(shí)驗(yàn)后測(cè)量魚雷的各種戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)。

控制計(jì)算機(jī)具有計(jì)算、控制、采集、通訊等功能，用于雷體運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)模型、目標(biāo)、干擾及發(fā)射艇運(yùn)動(dòng)模型的實(shí)時(shí)解算，控制相關(guān)仿真設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)時(shí)采集仿真過程數(shù)據(jù)，并與其它系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)可以通過試驗(yàn)對(duì)魚雷的主要功能與技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢查，并可用于新型魚雷自導(dǎo)控制系統(tǒng)的研制開發(fā)［6～7］。

3 魚雷系統(tǒng)效能

魚雷系統(tǒng)效能的定義為：魚雷在規(guī)定的戰(zhàn)場(chǎng)條件和設(shè)計(jì)條件下，對(duì)規(guī)定目標(biāo)實(shí)施攻擊，不考慮目標(biāo)的火力對(duì)抗威脅和水聲對(duì)抗干擾等因素，完成命中毀傷目標(biāo)任務(wù)能力的量度，亦稱魚雷固有效能或魚雷效能［8～10］。系統(tǒng)效能E完整的工程模型為

式中：Por(ts)為貯存戰(zhàn)備完好率；Rc(tc)為裝載可靠度；Rm(tm)為任務(wù)可靠度；Ph為由戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能指標(biāo)決定的魚雷命中目標(biāo)概率；Pd為毀傷概率。

由于鑒定試驗(yàn)時(shí)，一般均滿足以下條件：

1）在試驗(yàn)靶場(chǎng)，魚雷進(jìn)行發(fā)射艦（潛）艇裝載前，都是經(jīng)過全雷陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)（或全雷綜合檢測(cè)系統(tǒng)）檢測(cè)合格的，故可認(rèn)為式（1）的Por(ts)=1；

2）魚雷裝發(fā)射艦（潛）艇后，一般在數(shù)天內(nèi)發(fā)射，故亦可認(rèn)為式（1）的Rc(tc)=1；

3）魚雷戰(zhàn)斗部裝藥一般是研制時(shí)作過靜態(tài)爆炸威力試驗(yàn)的，故可以認(rèn)為只要魚雷命中目標(biāo)引信動(dòng)作，就能毀傷規(guī)定目標(biāo)，即式（1）中的Pd=1。

因此，對(duì)于試驗(yàn)靶場(chǎng)做鑒定試驗(yàn)的批魚雷而言，其系統(tǒng)效能指標(biāo)為

即以式（2）為評(píng)定依據(jù)來(lái)確定魚雷鑒定試驗(yàn)方法。

4 魚雷鑒定試驗(yàn)方法

4.1 湖海試驗(yàn)魚雷樣本選擇

參與鑒定試驗(yàn)的魚雷應(yīng)首先在陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)逐條進(jìn)行全雷功能與主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)的考核檢查，將不合格的魚雷剔除。在通過檢驗(yàn)合格的魚雷中再隨機(jī)抽取n條魚雷進(jìn)行湖海實(shí)航試驗(yàn)。

4.2 魚雷鑒定試驗(yàn)方案

魚雷鑒定試驗(yàn)采用基于二項(xiàng)分布的成功率定數(shù)試驗(yàn)方案，應(yīng)同時(shí)滿足以下三項(xiàng)要求：1）在試驗(yàn)靶場(chǎng)從鑒定批中隨機(jī)抽取n條魚雷進(jìn)行發(fā)射前功能和主要技術(shù)指標(biāo)檢查，要求n條全部合格，驗(yàn)證考核“隨時(shí)能投入使用的能力”即可用性A；

2）抽檢的n條魚雷要對(duì)規(guī)定的活動(dòng)靶標(biāo)進(jìn)行發(fā)射和攻擊的全航程、全彈道檢查，對(duì)n條魚雷的全程彈道、功能及動(dòng)作程序作整體檢測(cè)；通過驗(yàn)證考核分析該批魚雷任務(wù)可靠度Rm(tm)；

3）n條魚雷中至少f枚魚雷命中目標(biāo)，驗(yàn)證考核最終的綜合指標(biāo)系統(tǒng)效能E才為有效。

5 算例

假設(shè)某魚雷規(guī)定任務(wù)可靠度最低可接受值Rm(tm)=0.70（置信度C=0.8）；Ph取不同參數(shù)區(qū)間。經(jīng)過分析計(jì)算，可得到下列數(shù)據(jù)和鑒定試驗(yàn)方案，如表1所示。

表1 綜合鑒定試驗(yàn)方案

在表中可以看出，相較于以往數(shù)十條次的魚雷鑒定實(shí)航試驗(yàn)，此種試驗(yàn)方案僅需數(shù)條魚雷進(jìn)行全航程全彈道實(shí)航試驗(yàn)就能滿足數(shù)十項(xiàng)的指標(biāo)考核。若未來(lái)魚雷能采用這樣的鑒定試驗(yàn)理念和驗(yàn)證評(píng)估方法，可以節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間。

6 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種首先采用陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行篩選仿真試驗(yàn)，然后以魚雷綜合指標(biāo)系統(tǒng)效能為評(píng)定依據(jù)進(jìn)行實(shí)航試驗(yàn)的魚雷鑒定試驗(yàn)方法。將原本在實(shí)航試驗(yàn)中考核的全雷功能與主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)等基礎(chǔ)性指標(biāo)轉(zhuǎn)移到陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)上考核，實(shí)航試驗(yàn)則用來(lái)重點(diǎn)考核經(jīng)陸上模擬實(shí)航試驗(yàn)系統(tǒng)仿真試驗(yàn)合格魚雷的系統(tǒng)效能，從而有利于充分發(fā)揮仿真試驗(yàn)與實(shí)航試驗(yàn)各自的優(yōu)點(diǎn)。算例表明，該方法可以在滿足鑒定需求的前提下極大地降低試驗(yàn)成本。與以往的實(shí)航試驗(yàn)相比，體現(xiàn)魚雷作戰(zhàn)能力的全航程全彈道試驗(yàn)樣本量顯著增加，也有利于對(duì)魚雷效能給出客觀的評(píng)價(jià)，為水中兵器鑒定試驗(yàn)提供了新的思路。

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An Improved Test Method for Torpedo Evaluation

YE HaojieTANG Shixuan
（No.91388 Troops of PLA，Zhanjiang524022）

Aiming at the problem of increasing number of examination items and high cost in the previous torpedo evaluation test，an improved test method for torpedo evaluation is proposed.The simulation experiment was carried out by using the land simu?lation experiment system，and then the performance of the torpedo system was evaluated according to the actual experiment.An ex?ample shows that this method can not only greatly reduce the cost of the test，but also can provide more full-range full-ballistic test sample size，which is conducive to more objective assessment of the torpedo combat capability，but also for the underwater weapons evaluation to provide a new idea.

evaluation test，operational effectiveness，sample size

TJ630.6

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.08.003

2017年2月7日，

2017年3月16日

葉豪杰，男，工程師，研究方向：水下裝備試驗(yàn)技術(shù)。唐世軒，男，工程師，研究方向：水下裝備試驗(yàn)技術(shù)。