初 磊，王順杰，野學范

（海軍潛艇學院，山東 青島 266199）

0 引言

受技術條件制約，魚雷存在極限射距［1］，其極限射距是潛艇攻擊過程中需要考慮的基本信息之一［2］。對潛艇根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢迅速作出攻防決策，以及提高魚雷命中概率具有重要意義。

極限射距分為最小射距和最大射距，以往的文獻主要集中于對尾流自導魚雷最大射距的研究，文獻［2］研究了尾流自導魚雷極限射擊范圍的數(shù)學描述；文獻［3］研究了尾流自導魚雷齊射極限射距的計算與分析。針對魚雷最小射距的研究相對較少，文獻［4］主要從概念上討論了魚雷最小射程及其戰(zhàn)術意義。目前，未見有針對線導魚雷最小射距進行研究的相關文獻。

本文主要針對線導加聲自導魚雷最小射距問題進行研究，通過研究影響線導加聲自導魚雷最小射距的因素，可進一步明確線導加聲自導魚雷的使用條件，在一定程度上可為相關人員進行可攻性判斷或攻擊決策提供參考。

1 魚雷最小射距及影響線導魚雷最小射距因素

在魚雷性能一定條件下，按照線導魚雷射擊控制確定的魚雷射向發(fā)射魚雷并進行系統(tǒng)導引，如果魚雷發(fā)射出管，到其戰(zhàn)斗部能正常工作，或者魚雷的自導裝置能夠正常發(fā)現(xiàn)目標時間內(nèi)魚雷航行的最小距離稱為魚雷的最小航程，則發(fā)射魚雷時潛艇和目標之間的距離稱為最小射距。顯然，在一定條件下，不考慮射擊誤差時，若線導魚雷按正常的系統(tǒng)導引方式無法捕獲目標，則發(fā)射魚雷時的目標距離小于最小射距。

在一定目標態(tài)勢條件下，對于自導魚雷而言，影響魚雷最小航程，進而影響最小射距的主要因素有魚雷管制距離、自導自適應時間及最小雷目距離［4］等，且隨著魚雷管制距離、自導自適應時間及最小雷目距的增大而增大。但對于線導魚雷而言，魚雷發(fā)射后，根據(jù)選擇導引方式的不同會執(zhí)行不同的彈道，也就是在相同的射距下，由于導引方法或參數(shù)的不同，魚雷的實際航程會有所區(qū)別。

1.1 魚雷的管制距離

為了保證發(fā)射平臺的安全，避免魚雷在較近的距離上爆炸造成發(fā)射平臺自身的毀傷，魚雷通常都要設定一個管制距離，該參數(shù)決定了魚雷發(fā)射出管后，必須航行到該距離之外才能進行自導開機。

1.2 魚雷自適應時間

無論是自導魚雷還是線導魚雷，都需要魚雷自導裝置正確檢測目標所產(chǎn)生的某種物理場，魚雷自導開機后，必須首先完成自導自適應，而后才可以對目標進行搜索和跟蹤。因此，魚雷自適應時間是影響其最小射距的一個重要因素。

1.3 最小雷目距離

魚雷完成自適應后開始搜索目標，當自導裝置發(fā)現(xiàn)目標時，需要有一定的雷目距離保證魚雷能夠正常確認并跟蹤目標，一旦雷目距離過小，由于魚雷速度較高，很可能導致魚雷無法跟蹤目標。

1.4 線導導引方法

線導魚雷導引過程中，常用的方法主要有修正方位導引法和現(xiàn)在方位導引法。選擇的導引方法不同，會在一定程度上影響魚雷彈道，如當選擇修正方位導引法時，魚雷航程會增大，客觀上會更容易滿足由魚雷的管制距離、魚雷自適應時間、最小雷目距離等主要因素確定的魚雷最小航程，進而影響最小射距。

1.5 目標運動要素

由于魚雷從發(fā)射到捕獲目標需要一定的時間，這個時間范圍之內(nèi)目標距離會根據(jù)目標運動要素的不同產(chǎn)生不同的變化。因此，除了距離因素會影響魚雷航程外，目標的航向、航速的不同也會導致目標與本艇之間相對運動趨勢的不同，進而影響最小射距。

2 線導加聲自導魚雷控制及目標可攻性判斷模型

2.1 線導加聲自導魚雷控制模型

由系統(tǒng)控制的線導魚雷基本導引方法主要有修正方位導引法、現(xiàn)在方位導引法、前置點導引法［5-10］。為了降低魚雷出管后魚雷噪聲對艇載聲納的影響，假設首先采用修正方位導引法對魚雷進行初始導引。根據(jù)修正方位導引法基本原理，隨著魚雷遠離本艇系統(tǒng)將逐漸減小偏離角γ，其偏離角的計算公式為：

式中，Dl魚雷航程，Dl0為修正導引距離，γ0為初始偏離角。從式（1）中可以看出，采用不同的修正導引距離和初始偏離角將直接影響魚雷彈道。

執(zhí)行修正方位導引時，每個導引周期魚雷航向為：

式中，ΔB=Bm（t）-Bl（t），Sl=Vl·Δt，Bm（t）為目標方位，Bl（t）為魚雷方位，sign（LR）為目標舷別，右舷為“+”，左舷為“-”，Rlw為魚雷到本艇之間距離，Rc后為魚雷滯后于目標的距離。

經(jīng)過一個導引間隔Δt 后，線導魚雷的位置為：

當魚雷航程等于修正導引距離時，偏離角為0°，此后系統(tǒng)控制魚雷按照現(xiàn)在方位導引法進行導引。

執(zhí)行現(xiàn)在方位導引時，每個導引周期魚雷航向為：

2.2 目標可攻性判斷模型

若魚雷在Tbh時刻自導裝置發(fā)現(xiàn)目標，則利用式（3）和式（5），可得魚雷發(fā)現(xiàn)目標時的航程為：

假設魚雷能夠正常工作的最小航程為Sl_min，最小雷目標距離為Slm_min。

若滿足：

3 仿真及分析

對于魚雷來講，魚雷管制距離、自導自適應時間及最小雷目距離3 個因素都是由魚雷性能決定的。使用線導魚雷時，在導引方法一定、目標運動要素一定的情況下，魚雷管制距離、自導自適應時間及最小雷目距越大，魚雷最小航程就會越大，最小射距也越大。由于在使用過程中，無法改變魚雷的基本性能，因此，本文不重點討論；在魚雷性能一定，即魚雷最小航程一定的情況下，其最小射距受導引控制方法和目標運動態(tài)勢的影響較大。下面主要通過一定條件下的仿真來分析線導魚雷導引參數(shù)的設定，及目標運動態(tài)勢對線導加聲自導魚雷最小射距的影響程度。

基本想定：

假設本艇航向030°，速度4 kn，目標方位020°，目標舷角右舷30°，目標初始速度為16 kn，采用線導加聲自導魚雷，射距30 cab，目標定向定速運動，魚雷平均速度40 kn。魚雷自導作用距離1 500 m，采用修正導引距離2 000 m，初始偏離角20°。

圖1 為根據(jù)基本想定得到的線導加聲自導魚雷攻擊示意圖，從圖1 中可以看出，仿真條件下，當魚雷自適應結束開始搜索目標時，目標處于最小雷目距離之外，因此，可認為該態(tài)勢下的射距滿足魚雷最小射距要求，目標是可攻的。

3.1 線導導引控制對最小射距的影響

從式（1）可以看出，在執(zhí)行修正方位導引時，修正導引距離和初始偏離角直接影響了魚雷彈道，進而會影響魚雷對目標的搜索。假設在基本想定的基礎上，修正導引距離增加到3 000 m，初始偏離角增加到30°。圖2 為修正導引條件變化后得到的線導加聲自導魚雷攻擊示意圖，比較圖2 和圖1 可以看出，魚雷開始搜索目標后，圖2 所示的目標處于魚雷自導扇面的位置要離魚雷更遠一些?？梢娡ㄟ^適當增大修正導引距離和初始偏離角的方法，可以使魚雷適應更小的最小射距要求。

圖1 射距30 cab 時線導加聲自導魚雷攻擊示意圖

圖2 修正導引條件變化后得到的線導加聲自導魚雷攻擊示意圖

3.2 目標速度對最小射距的影響

當目標向著本艇運動時，目標速度的大小直接影響了目標與魚雷的接近快慢。假設在基本想定的基礎上，目標速度增大到22 kn。圖3 為速度條件變化后得到的線導加聲自導魚雷攻擊示意圖，比較圖3 和圖1 可以看出，圖3 所示的目標處于魚雷自導扇面的位置要離魚雷更近一些。因此，在目標高速時，更要特別注意最小航程的要求限制，防止射距不滿足要求。

圖3 速度條件變化后得到的線導加聲自導魚雷攻擊示意圖

3.3 目標航向對最小射距的影響

目標舷角越大，目標向本艇接近速度越慢。假設在基本想定的基礎上，目標速度舷角增大到80°。圖4 為舷角條件變化后得到的線導加聲自導魚雷攻擊示意圖，比較圖4 和圖1 可以看出，圖4 所示的目標處于魚雷自導扇面的邊緣，且自導開始搜索一段時間后才發(fā)現(xiàn)目標，更有利于滿足最小航程的要求。因此，在小目標舷角時，要特別注意最小航程的要求限制，防止射距不滿足要求。

圖4 舷角條件變化后得到的線導加聲自導魚雷攻擊示意圖

3.4 小結

通過以上仿真可以得到以下幾點結論：1）通過適當增大修正導引距離和初始偏離角的方法，可以使魚雷適應更小的最小射距要求。2）當目標向著本艇運動時，目標高速時，要特別注意最小航程的要求限制，防止射距不滿足要求。3）在小目標舷角時，要特別注意最小航程的要求限制，防止射距不滿足要求。

4 結論

本文主要針對線導加聲自導魚雷最小射距問題進行研究，給出了在線導魚雷使用過程中需要注意的一些問題。當然，在使用線導魚雷過程中還可以人工進行干預，關于這一方面的問題將在以后的工作中進行研究。