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掃雷航海轉(zhuǎn)向方法及繪算問題研究

2020-08-29 12:10吳俊杰
數(shù)字海洋與水下攻防 2020年4期
關(guān)鍵詞:雷區(qū)間隔艦艇

吳俊杰

(海軍大連艦艇學(xué)院 水武與防化系,遼寧 大連 116018)

0 引言

掃雷轉(zhuǎn)向指掃雷艦進(jìn)出雷區(qū)時(shí),從一條掃雷航線轉(zhuǎn)入另一掃雷航線的轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)。由于掃雷艦拖曳掃雷具,因而掃雷轉(zhuǎn)向方法具有一定特殊性,這也是掃雷轉(zhuǎn)向所耗費(fèi)的時(shí)間在整個(gè)掃雷作戰(zhàn)用時(shí)中占有較大比例的原因。因此,轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)的好壞,直接影響掃雷作戰(zhàn)的效率,同時(shí)對(duì)掃雷可靠性和安全性也有一定影響[1]。

1 轉(zhuǎn)向方法存在的問題

1)掃雷轉(zhuǎn)向的基本要求。

掃雷轉(zhuǎn)向時(shí)應(yīng)采用正確的方法,迅速、及時(shí)、準(zhǔn)確、安全地進(jìn)行轉(zhuǎn)向。要求完成轉(zhuǎn)向后掃雷艦準(zhǔn)確地航行在欲轉(zhuǎn)入掃雷航線的延長(zhǎng)線上,并距雷區(qū)邊緣一定距離S1,該距離應(yīng)能使掃雷艦在進(jìn)入雷區(qū)前來(lái)得及穩(wěn)定航向航速,通常根據(jù)操艦水平預(yù)先確定、留有余地。

2)現(xiàn)行方法的不足之處。

現(xiàn)行掃雷轉(zhuǎn)向及繪算考慮的情況不夠周密,提供的轉(zhuǎn)向方法不夠全面、也不夠規(guī)范,給出的轉(zhuǎn)向要素計(jì)算公式不完備,有的還存在著錯(cuò)誤。由于存在上述問題,其結(jié)果是掃雷轉(zhuǎn)向繪算難度加大,計(jì)算存在誤差甚至錯(cuò)誤。造成實(shí)際轉(zhuǎn)向操作困難,只能依靠經(jīng)驗(yàn),在轉(zhuǎn)向過程中加以調(diào)整。不但加大了轉(zhuǎn)向難度、拖延了轉(zhuǎn)向時(shí)間,還使得轉(zhuǎn)向難以準(zhǔn)確到位,情況嚴(yán)重時(shí)甚至影響掃雷作戰(zhàn)的效果。

3)本文的目的。

本文全面分析掃雷轉(zhuǎn)向時(shí)的各種情況,針對(duì)單艦艇掃雷轉(zhuǎn)向,提供規(guī)范的轉(zhuǎn)向規(guī)則、正確的繪算方法以及縝密的轉(zhuǎn)向要素公式,藉以提高實(shí)際掃雷轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)的準(zhǔn)確性,改善掃雷作戰(zhàn)效果。編隊(duì)掃雷轉(zhuǎn)向問題可在單艦艇掃雷轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上加以延伸。

2 掃雷轉(zhuǎn)向及繪算方法

單艦掃雷轉(zhuǎn)向存在2種情況:一種情況是需在當(dāng)前掃雷帶上重復(fù)掃雷時(shí),掃雷艦出雷區(qū)后,回轉(zhuǎn)進(jìn)入同一條掃雷航線;另一種情況是當(dāng)掃雷艦完成一條掃雷帶的掃雷出雷區(qū)后,需從當(dāng)前掃雷航線轉(zhuǎn)向進(jìn)入相鄰的掃雷航線繼續(xù)掃雷。第2種情況下,又存在3種情形:一是掃雷艦拖曳掃雷具轉(zhuǎn)向時(shí)的旋回直徑等于相鄰掃雷航線的間隔,二是掃雷艦拖曳掃雷具轉(zhuǎn)向時(shí)的旋回直徑大于相鄰掃雷航線的間隔,三是掃雷艦拖曳掃雷具轉(zhuǎn)向時(shí)的旋回直徑小于相鄰掃雷航線的間隔。以下分別就不同情況加以分析。

1)轉(zhuǎn)向的方法。

①轉(zhuǎn)入同一掃雷帶時(shí)(如圖1)。

圖1 轉(zhuǎn)入同一帶Fig. 1 Turn to the same course

掃雷具出雷區(qū)后,掃雷艦航向預(yù)先向一側(cè)修正α角,航行距離S2到達(dá)預(yù)定轉(zhuǎn)向點(diǎn)A;然后向相反一側(cè)轉(zhuǎn)向 180°+α,到達(dá)轉(zhuǎn)向終點(diǎn)B時(shí)艦艇回到原掃雷航線,且與雷區(qū)邊緣的距離為S1。

②轉(zhuǎn)入相鄰掃雷帶時(shí)(如圖2和圖3)。

圖2 轉(zhuǎn)入相鄰帶(D>d線,且D/2>d線)Fig. 2 Turn to the near course

圖3 轉(zhuǎn)入相鄰帶(D<d線)Fig. 3 Turn to the near course

如果艦艇旋回直徑近似等于兩條掃雷線路的間隔,其轉(zhuǎn)向方法是:待掃雷具出雷區(qū)后,掃雷艦繼續(xù)向前航行一段距離S2,到達(dá)預(yù)定轉(zhuǎn)向點(diǎn)A;然后向要轉(zhuǎn)入航線的一側(cè)轉(zhuǎn)向 180°,到達(dá)轉(zhuǎn)向終點(diǎn)B,這時(shí)艦艇與雷區(qū)邊緣的距離為S1。

如果艦艇旋回直徑大于或小于 2條掃雷線路的間隔,轉(zhuǎn)向方法是:掃雷具出雷區(qū)后,掃雷艦預(yù)先向要轉(zhuǎn)入航線的外側(cè)或內(nèi)側(cè)修正一個(gè)α角,航行完距離S2到達(dá)預(yù)定轉(zhuǎn)向點(diǎn)A;然后向要轉(zhuǎn)入航線的一側(cè)轉(zhuǎn)向180°+α或180°-α,到達(dá)轉(zhuǎn)向終點(diǎn)B時(shí)艦艇與雷區(qū)邊緣的距離為S1。

2)繪算的方法。

在要轉(zhuǎn)入航線的延長(zhǎng)線上,從雷區(qū)邊緣開始向前量取量取S1得B點(diǎn),以拖曳掃雷具的旋回半徑R作旋回圈與S1相切,B為切點(diǎn)。再在原掃雷航線延長(zhǎng)線上,向前量取一段距離L+d后伸(其中L為艦長(zhǎng),d后伸為掃雷具的后伸距離)得C點(diǎn),從C點(diǎn)作旋回圈的切線切于A點(diǎn)。A點(diǎn)即為轉(zhuǎn)向開始點(diǎn),B點(diǎn)即為轉(zhuǎn)向終了點(diǎn),CA的長(zhǎng)度為航行距離S2,CA與原航向線的夾角為修正角α。

3 轉(zhuǎn)向要素計(jì)算公式

轉(zhuǎn)向要素主要指轉(zhuǎn)向終點(diǎn)距雷區(qū)邊緣的距離S1、轉(zhuǎn)向前需預(yù)先修正的航向角α、修正航向后保持航行的距離S2以及到達(dá)轉(zhuǎn)向開始點(diǎn)后采取的轉(zhuǎn)向角α轉(zhuǎn)。其中S1為輸入量,轉(zhuǎn)向角α轉(zhuǎn)為180°+α或 180°-α。下面根據(jù)轉(zhuǎn)向繪算方法分析推導(dǎo)各種情況下修正角α及航行距離S2。

設(shè)相鄰掃雷航線間隔為d線,掃雷艦拖曳掃雷具時(shí)的旋回直徑為D(D=2R):

1)轉(zhuǎn)入同一帶時(shí)(d線=0)。

由圖1知,△AOC和△BOC為2個(gè)全等的直角三角形:

2)轉(zhuǎn)入相鄰帶,旋回直徑大于相鄰航線間隔時(shí)(d線≠0,D>d線)。

此時(shí)又分為2種情況:一種是旋回半徑大于d線(如圖2),另一種情況是旋回半徑小于d線(如圖 4)。

圖4 轉(zhuǎn)入相鄰帶(D>d線,但D/2<d線)Fig. 4 Turn to the near course

圖2中:

由α=α1+α2得

圖4中

S3、S2、α2的計(jì)算公式不變。

由α=α2-α1得

可以看出,圖2和圖4這2種情況下,修正角α、航行距離S2的計(jì)算公式具有一致性。

修正角α還可利用三角函數(shù)中的輔助角公式加以證明:圖2中,線段EF=EM+MF;圖4中,線段NO=NF+FO。

3)轉(zhuǎn)入相鄰帶,旋回直徑小于相鄰航線間隔時(shí)(d線≠0,D<d線)。

上式同樣可用輔助角公式證明,在此不再贅述。

這樣,修正角α的計(jì)算與式(2)一致,但此時(shí)α是帶有符號(hào)的,若計(jì)算得到正值,說(shuō)明是圖2或圖4的情況,表示向相鄰航線的外側(cè)轉(zhuǎn)向;若計(jì)算得到負(fù)值,說(shuō)明是圖3的情況,表示向相鄰航線的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向。

從前文可知:當(dāng)轉(zhuǎn)向進(jìn)入相鄰掃雷帶時(shí),無(wú)論旋回直徑大于還是小于相鄰掃雷航線的間隔,均可按照公式(2)和公式(1)計(jì)算確定修正角α和修正航向以后的航程S2。

4 結(jié)束語(yǔ)

準(zhǔn)確、熟練地進(jìn)行掃雷轉(zhuǎn)向,前提是轉(zhuǎn)向方法是否恰當(dāng),轉(zhuǎn)向繪算是否正確。本文分析與推導(dǎo)得出的結(jié)論,為部隊(duì)提供了合理的轉(zhuǎn)向規(guī)則和準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)向要素計(jì)算模型,有助于保證掃雷轉(zhuǎn)向的精準(zhǔn)性,節(jié)約掃雷轉(zhuǎn)向時(shí)間,提高掃雷作戰(zhàn)的效率。

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