鄧新文, 朱文振, 謝 勇

?

潛艇轉(zhuǎn)向旋回防御主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷的戰(zhàn)術(shù)意義與作戰(zhàn)運(yùn)用

鄧新文, 朱文振, 謝 勇

(中國人民解放軍91388部隊(duì), 廣東 湛江, 524022)

潛艇轉(zhuǎn)向旋回對(duì)敵魚雷自導(dǎo)檢測(cè)有重大的影響, 是防御聲自導(dǎo)魚雷攻擊的主要方式。文中基于聲吶方程, 分析了潛艇轉(zhuǎn)向后我舷角與敵魚雷聲自導(dǎo)作用距離的關(guān)系, 并在分析主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷運(yùn)用方位走向與亮點(diǎn)分布進(jìn)行體目標(biāo)識(shí)別的原理基礎(chǔ)上, 構(gòu)建了仿真計(jì)算模型。算例表明: 潛艇轉(zhuǎn)向旋回可極大地縮短敵魚雷聲自導(dǎo)作用距離, 在轉(zhuǎn)至大、小舷角時(shí)將誤導(dǎo)敵魚雷體目標(biāo)識(shí)別錯(cuò)誤使其轉(zhuǎn)入對(duì)抗規(guī)避彈道。最后對(duì)實(shí)戰(zhàn)中潛艇運(yùn)用轉(zhuǎn)向旋回戰(zhàn)術(shù)防御主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷的實(shí)施方法進(jìn)行了討論。文中所做研究可為潛艇指揮員進(jìn)行魚雷防御作戰(zhàn)與魚雷設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步研究魚雷抗干擾策略提供參考。

主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷; 潛艇轉(zhuǎn)向旋回; 作戰(zhàn)運(yùn)用

0 引言

近年來, 現(xiàn)代魚雷隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,其戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能不斷提高, 特別是目標(biāo)智能識(shí)別與自導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展, 因此各國競(jìng)相發(fā)展了多種反魚雷裝備, 以消除這種日益增長(zhǎng)的巨大威脅[1]。但無論對(duì)抗器材怎樣發(fā)展, 潛艇對(duì)抗魚雷攻擊的戰(zhàn)術(shù)與措施都是潛艇轉(zhuǎn)向旋回規(guī)避與攔截或干擾魚雷配合實(shí)施[2-3], 潛艇轉(zhuǎn)向旋回規(guī)避魚雷仍然是潛艇進(jìn)行防御魚雷作戰(zhàn)的重要內(nèi)容, 也是潛艇提高生命力的主要手段[4-6], 因此研究潛艇轉(zhuǎn)向旋回防御主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷的戰(zhàn)術(shù)意義與作戰(zhàn)運(yùn)用具有實(shí)際的軍事價(jià)值。

目前關(guān)于潛艇轉(zhuǎn)向旋回防御主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷研究主要是圍繞其對(duì)魚雷命中概率的影響展開的[2-6], 但對(duì)魚雷自導(dǎo)檢測(cè)識(shí)別與戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用的研究還較少。文中針對(duì)潛艇轉(zhuǎn)向旋回防御主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷時(shí), 具有縮短敵魚雷主動(dòng)聲自導(dǎo)作用距離與轉(zhuǎn)至大、小舷角時(shí)誤導(dǎo)敵魚雷體目標(biāo)識(shí)別錯(cuò)誤兩大戰(zhàn)術(shù)效果, 分別進(jìn)行了理論建模與仿真計(jì)算分析, 進(jìn)而討論了在實(shí)際作戰(zhàn)中的運(yùn)用。

1 縮短敵魚雷主動(dòng)聲自導(dǎo)作用距離

1.1 理論計(jì)算模型構(gòu)建

主動(dòng)聲吶方程是基于能量準(zhǔn)則, 由一個(gè)基本等式來定量反應(yīng)水聲系統(tǒng)的設(shè)備性能、信道影響與目標(biāo)特性三者之間的數(shù)量關(guān)系[7], 是不同環(huán)境與態(tài)勢(shì)下魚雷自導(dǎo)作用距離計(jì)算的邏輯基礎(chǔ)。根據(jù)背景干擾類型的不同, 常分為噪聲掩蔽下的主動(dòng)聲吶方程與混響掩蔽下的主動(dòng)聲吶方程

1.2 算例分析

圖1 潛艇目標(biāo)強(qiáng)度隨方位變化圖

圖2 不同舷角時(shí)敵魚雷自導(dǎo)作用距離變化曲線

由圖2可以看出, 當(dāng)潛艇轉(zhuǎn)向旋回將敵魚雷置于我舷角110°以上時(shí), 敵魚雷自導(dǎo)作用距離平均減少300 m, 當(dāng)敵魚雷置于我舷角160°~180°時(shí), 敵魚雷自導(dǎo)作用距離急劇減少至1400 m左右, 小舷角的變化規(guī)律與大舷角類似。因此潛艇轉(zhuǎn)向旋回可以極大地縮短敵魚雷自導(dǎo)作用距離, 減少被敵魚雷發(fā)現(xiàn)的概率, 從而提高本艇防御魚雷成功率。

2 轉(zhuǎn)至大、小舷角時(shí)誤導(dǎo)敵魚雷體目標(biāo)識(shí)別錯(cuò)誤

2.1 敵魚雷基于方位走向進(jìn)行體目標(biāo)識(shí)別

2.1.1 基于方位走向識(shí)別體目標(biāo)原理

2.1.2 我舷角對(duì)方位走向體目標(biāo)識(shí)別的影響

圖3 潛艇有效尺度示意圖

圖4 不同舷角時(shí)方位走向變化曲線

2.2 敵魚雷基于亮點(diǎn)分布進(jìn)行體目標(biāo)識(shí)別

2.2.1 基于亮點(diǎn)分布識(shí)別體目標(biāo)原理

2.2.2 我舷角對(duì)亮點(diǎn)分布體目標(biāo)識(shí)別的影響

假定潛艇長(zhǎng)度, 則可根據(jù)式(9)計(jì)算出敵魚雷在不同距離處與不同我舷角條件下的潛艇亮點(diǎn)空間張角, 如圖6所示。

3 作戰(zhàn)運(yùn)用

由以上分析可知, 潛艇轉(zhuǎn)向旋回可在來襲魚雷較遠(yuǎn)時(shí)極大地縮短敵魚雷主動(dòng)聲自導(dǎo)作用距離, 在來襲魚雷已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本艇且本艇轉(zhuǎn)至大、小舷角時(shí)將誤導(dǎo)敵魚雷體目標(biāo)識(shí)別錯(cuò)誤使其轉(zhuǎn)入對(duì)抗規(guī)避彈道, 因此在實(shí)際作戰(zhàn)中潛艇指揮員必須充分合理地運(yùn)用潛艇轉(zhuǎn)向旋回戰(zhàn)術(shù)防御來襲魚雷。下面分本艇已被敵魚雷發(fā)現(xiàn)與未發(fā)現(xiàn)2種情況, 對(duì)潛艇轉(zhuǎn)向旋回戰(zhàn)術(shù)防御來襲魚雷的作戰(zhàn)運(yùn)用予以討論。

此外值得說明的是, 在潛艇轉(zhuǎn)向旋回防御來襲魚雷作戰(zhàn)過程中還應(yīng)積極運(yùn)用聲抗器材達(dá)成聲抗態(tài)勢(shì), 如連續(xù)使用自航式聲誘餌對(duì)來襲魚雷實(shí)施誘騙使其盡可能遠(yuǎn)離本艇, 使用噪聲干擾器對(duì)敵艦艇平臺(tái)水聲系統(tǒng)與來襲魚雷實(shí)施噪聲干擾, 另外如有可能, 本艇還應(yīng)向來襲魚雷方位應(yīng)急發(fā)射魚雷實(shí)施攻勢(shì)防御。

4 結(jié)束語

針對(duì)潛艇轉(zhuǎn)向旋回是防御聲自導(dǎo)魚雷攻擊的重要方式, 通過分析聲吶方程與主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷體目標(biāo)識(shí)別原理, 構(gòu)建了相應(yīng)的計(jì)算模型, 算例表明: 潛艇轉(zhuǎn)向旋回具有極大地縮短敵魚雷主動(dòng)聲自導(dǎo)作用距離與轉(zhuǎn)至大、小舷角時(shí)可誤導(dǎo)敵魚雷體目標(biāo)識(shí)別錯(cuò)誤使其轉(zhuǎn)入對(duì)抗規(guī)避彈道兩大戰(zhàn)術(shù)效果。最后對(duì)實(shí)戰(zhàn)中潛艇運(yùn)用轉(zhuǎn)向旋回戰(zhàn)術(shù)防御主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷的實(shí)施方法進(jìn)行了討論, 所做研究可為潛艇指揮員進(jìn)行魚雷防御作戰(zhàn)與魚雷設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步研究魚雷抗干擾策略提供參考。下一步工作將結(jié)合魚雷攻防作戰(zhàn)的實(shí)際情況, 考慮聲抗器材與潛艇轉(zhuǎn)向旋回如何協(xié)同作戰(zhàn)及其效能評(píng)估問題。

[1] 陳春玉. 反魚雷技術(shù)[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2006.

[2] 陳道升, 鄭曉慶, 梁朝陽. 潛艇規(guī)避對(duì)聲自導(dǎo)魚雷命中概率的影響[J]. 測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào), 2014, 28(5): 443-446.Chen Dao-sheng, Zheng Xiao-qing, Liang Zhao-yang. Effect of Hit Probability of Submarine Evasion to Acoustic Homing Torpedo[J]. Journal of Test and Measurement Technology, 2014, 28(5): 443-446.

[3] 趙洪海, 閆海蛟, 張寧. 潛艇機(jī)動(dòng)對(duì)魚雷捕獲概率影響的仿真研究[J]. 計(jì)算機(jī)仿真, 2005, 22(9): 5-8.Zhao Hong-hai, Yan Hai-jiao, Zhang Ning. Simulation of the Effect of Submarine Evasion on Torpedo Capture Probility[J]. Fire Control and Command Control, 2005, 22(9): 5-8.

[4] 李本江, 李貴彬, 丁文強(qiáng). 潛艇機(jī)動(dòng)規(guī)避主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷性能的仿真[J]. 聲學(xué)與電子工程, 2009, 19(4): 41-44.Li Ben-jiang, Li Gui-bin, Ding Wen-qiang. Simulation Analysis of Performance of Submarine Guided Maneuvering Circumvention of Active Homing Torpedo[J]. Acoustics and Electronics Engineering, 2009, 19(4): 41- 44.

[5] 李斌, 高建偉, 孟范棟. 潛艇純機(jī)動(dòng)防御兩枚聲自導(dǎo)魚雷數(shù)學(xué)模型研究[J]. 電子對(duì)抗, 2006(4): 40-43.Li Bin, Gao Jian-wei, Meng Fan-dong. A Mathematical Model for the Submarine to Maneuver Defending Double Acoustic-homing Torpedoes[J]. Electronic Warfare, 2006 (4): 40-43.

[6] 李釗, 鄭援. 潛艇規(guī)避被動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷的航速和航向問題[J]. 火力與指揮控制, 2008, 33(3): 125-129. Li Zhao, Zheng Yuan. On Velocity and Course of Submarine to Evade Passive Homing Torpedo[J]. Fire Control and Command Control, 2008, 33(3): 125-129.

[7] 謝勇, 劉清慧, 朱文振. 負(fù)梯度聲速剖面對(duì)魚雷主動(dòng)聲自導(dǎo)反艦效果的影響[J]. 魚雷技術(shù), 2017, 25(1): 18-20.Xie Yong, Liu Qing-hui, Zhu Wen-zhen. Influence of Negative Gradient Sound Velocity Profile on Anti-ship Effect of Active Acoustic Homing Torpedo[J]. Torpedo Technology, 2017, 25(1): 18-20.

[8] 孟慶玉, 張靜遠(yuǎn), 宋保維. 魚雷作戰(zhàn)效能分析[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2003.

[9] 周德善. 魚雷自導(dǎo)技術(shù)[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2008.

[10] 周明, 初磊, 朱慧. 一種反潛聲自導(dǎo)魚雷目標(biāo)尺度識(shí)別方法研究[J]. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào), 2008, 28(5): 237-240.Zhou Ming, Chu Lei, Zhu Hui. Study on Target Dimension Recognition of Anti-submarine Homing Torpedoes[J]. Journal of Projectiles, Rockets, Missiles and Guidance, 2008, 28(5): 237-240.

[11] 汪新, 王明洲, 李忠. 分裂波束雙通道方位走向的空間模糊問題[J]. 聲學(xué)技術(shù), 2013, 32(4): 290-294.Wang Xin, Wang Ming-zhuo, Li Zhong. On Spatial Ambiguity of Bearing Trend Based on Splitting Dual Beamforming Channels[J]. Technical Acoustics, 2013, 32(4): 290-294.

[12] 王明洲. 數(shù)字式水下目標(biāo)識(shí)別技術(shù)研究[D]. 北京: 中國艦船研究院, 1999.

[13] 劉朝輝, 付戰(zhàn)平, 王明洲. 基于方位走向和互譜法的水中目標(biāo)識(shí)別[J]. 兵工學(xué)報(bào), 2006, 27(5): 932-935. Liu Zhao-hui, Fu Zhan-ping, Wang Ming-zhuo. Underwater Target Identification Based on the Methods of Bearing and Cross-spectrum[J]. Acta Armamentrii, 2006, 27(5): 932-935.

[14] 周殿寶, 易紅. 潛艇目標(biāo)方位走向測(cè)量及識(shí)別方法研究[J]. 魚雷技術(shù), 2004, 12(4): 24-27. Zhou Dian-bao, Yi Hong. A Study of Submarine Target Trend Measurement and Target Discrimination[J]. Torpedo Technology, 2004, 12(4): 24-27.

[15] 李昌志, 田杰, 張揚(yáng)帆. 基于亮點(diǎn)模型的典型水下目標(biāo)回波信號(hào)仿真[J]. 應(yīng)用聲學(xué), 2010, 29(3): 196-200. Li Chang-zhi, Tian Jie, Zhang Yang-fan. Simulation of Echoes from Underwater Target Based on Highlight Model[J]. Applied Acoustics, 2010, 29(3): 196-200.

[16] 石敏, 陳立綱, 蔣興舟. 具有亮點(diǎn)和方位延展特征的線列陣聲誘餌研究[J]. 海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 17(1): 58-61. Shi Min, Chen Li-gang, Jiang Xing-zhou. On Linear Array Acoustic Bait with Light Spot and Azimuth-range Extension Feature[J]. Journal of Naval University of Engingering, 2005, 17(1): 58-61.

[17] 段立晶, 安天思, 楊寶山. 目標(biāo)回聲亮點(diǎn)分析方法[J]. 聲學(xué)技術(shù), 2012, 31(3): 318-321.Duan Li-jing, An Tian-si, Yang Bao-shan. A Study of Target Echo Light Analysis Method[J]. Technical Acoustics, 2012, 31(3): 318-321.

[18] 張江, 蔣興舟, 陳喜. 基于方位起伏方差的目標(biāo)識(shí)別方法[J]. 海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 17(3): 91-94. Zhang Jiang, Jiang Xing-zhou, Chen Xi. Way of Identifying Target Based on Covariance of Bearing Fluctuation[J]. Journal of Naval University of Engineering, 2005, 17(3): 91-94.

[19] 王明洲, 郝重陽, 黃曉文. 基于相關(guān)法方位分析的水下主動(dòng)目標(biāo)尺度識(shí)別研究[J]. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 21(3): 317-319.

[20] 劉曉春, 董春凱. 基于目標(biāo)空間尺度特征末程識(shí)別潛艇和誘餌的方法研究[J]. 魚雷技術(shù), 2008, 16(5): 46-50.Liu Xiao-chun, Dong Chun-kai. A Method of Distinguishing Submarine and Acoustic Decoy Based on Features of Target Space Dimension[J]. Torpedo Technology, 2008, 16(5): 46-50.

Tactical Analysis and Operational Application of Submarine Steering Cycle to Defense Active Acoustic Homing Torpedo

DENG Xin-wen, ZHU Wen-zhen, XIE Yong

(91388thUnit, The People′s Liberation Army of China, Zhanjiang 524022, China)

The steering cycle of a submarine has great influence on homing detection of an enemy torpedo, and it is the main way to defend against an acoustic homing torpedo. Based on sonar equation, the relationship between the board angle of the submarine and the acoustic homing range of the enemy torpedo is analyzed after the submarine cycling. By analyzing the active acoustic homing torpedo’s principle of body target recognition using azimuth direction and highlight distribution, a simulation calculation model is constructed. Example shows that the submarine steering cycle can greatly shorten the acoustic homing range of the enemy torpedo, which will mislead the target identification of the enemy torpedo into the anti-evasion trajectory when the submarine is at the big or small board angles. In addition, the implementation method for a submarine to defend the active acoustic homing torpedo using steering cycle strategy is discussed. This research may provide a reference for submarine commanders to conduct torpedo defense operations and for torpedo designers to further study anti-jamming strategy of a torpedo.

active acoustic homing torpedo; submarine steering cycle; operational application

鄧新文, 朱文振, 謝勇. 潛艇轉(zhuǎn)向旋回防御主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷的戰(zhàn)術(shù)意義與作戰(zhàn)運(yùn)用[J]. 水下無人系統(tǒng)學(xué)報(bào), 2019, 27(1): 65-70.

TJ630.34; E843

A

2096-3920(2019)01-0065-06

10.11993/j.issn.2096-3920.2019.01.011

2018-08-19;

2018-09-18.

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(61601473).

鄧新文(1969-), 男,高級(jí)工程師, 長(zhǎng)期從事水中兵器試訓(xùn)總體技術(shù)研究.

(責(zé)任編輯: 許 妍)