單機吊放聲納巡邏搜索線長度模型研究*

叢紅日 黃啟來 陳鄧安

(海軍航空工程學院指揮系1) 煙臺 264001)(海軍航空工程學院訓練部2) 煙臺 264001)

單機吊放聲納巡邏搜索線長度模型研究*

叢紅日1)黃啟來2)陳鄧安1)

(海軍航空工程學院指揮系1)煙臺 264001)(海軍航空工程學院訓練部2)煙臺 264001)

通過對使用吊放聲納建立巡邏搜索線作戰機理的詳細分析,建立了單架反潛直升機使用吊放聲納搜索時的巡邏線長度模型,并應用該模型進行了分析和計算,得出了當探測點間距為吊放聲納有效探測距離的1.3倍時單機巡邏線長度達到最大值的重要結論,為反潛直升機使用吊放聲納進行巡邏反潛時的作戰使用提供了理論依據。

反潛巡邏線;巡邏線長度;巡邏反潛;吊放聲納;直升機反潛;模型

Class NumberE843

1 引言

巡邏反潛是指反潛兵力為保障海軍基地、港口、艦船編隊等目標免遭敵潛艇的攻擊,或為及時發現通過某海區及在某海區活動的敵潛艇,在基地、港口、艦船編隊附近,或在敵潛艇可能經過及活動的海區進行的警戒性反潛戰斗行動[1]。

巡邏反潛通常都是按預先設定的反潛巡邏線進行[1]。反潛巡邏線可以是靜態的,如在基地反潛、狹窄水道反潛等情況時,反潛巡邏線通常都相對固定;反潛巡邏線也可以是動態的,如在護航反潛時,反潛巡邏線需要隨編隊的運動而不斷移動。

無論反潛巡邏線是動態的還是靜態的,也無論是使用哪種搜潛裝備來建立反潛巡邏線,如何確定反潛巡邏線的長度都是巡邏反潛中最關鍵的戰術問題。

反潛巡邏線的長度決定于兩個方面的因素:需要和能力。需要由作戰目標、敵情威脅程度、作戰海區環境等因素決定;而能力則是能夠建立的反潛巡邏線的長度,當使用反潛直升機進行反潛巡邏時,主要由單機能力和可供使用的兵力數量決定,而單機能力就是單機所能建立的反潛巡邏線的長度。因此,如何確定單機所能建立的反潛巡邏線的最佳長度就是科學確定反潛巡邏線長度的重要基礎。

吊放聲納是反潛直升機特有的搜潛裝備,也是反潛直升機巡邏反潛時的常用裝備[2]。本文將建立單架反潛直升機使用吊放聲納搜索時的反潛巡邏線長度模型,為吊放聲納在巡邏反潛時的作戰使用提供理論依據。

2 模型建立

2.1 單機巡邏線長度的涵義

建立反潛巡邏線的目的是使敵潛艇無法通過反潛巡邏線,也就是當敵潛艇通過反潛巡邏線時,能夠發現敵潛艇。在此前提下,單架反潛直升機所能建立的反潛巡邏線的長度當然是越長越好。

因此,單架反潛直升機反潛巡邏線的長度是指:在確保能夠發現通過反潛巡邏線的敵潛艇的前提下,單架反潛直升機所能建立的反潛巡邏線的最大長度。

2.2 作戰機理分析

要建立使用吊放聲納搜索時的巡邏線長度模型,首先就必須對作戰機理進行分析。

根據搜索理論,巡邏線長度為[3]:

反潛直升機使用吊放聲納搜索建立反潛巡邏線時,根據吊放聲納的作戰使用特點,單架直升機反潛巡邏線的長度L吊單主要取決于反潛直升機使用吊放聲納搜索的平均搜索速度v搜索和敵潛艇通過反潛巡邏線所需要的時間t通過,即:

其中,t通過取決于吊放聲納有效搜索寬度w和敵潛艇通過反潛巡邏線時的航速v潛,即:

2.3 平均搜索速度

由于反潛直升機使用吊放聲納搜索時需要逐點懸停探測,因此,其搜索過程呈現出明顯的周期性,其搜索速度一般用平均搜索速度來表示[4]。

反潛直升機使用吊放聲納搜索時的平均搜索速度v搜索是指單位時間內直升機搜索前進的距離,取決于相鄰兩個懸停探測點之間的距離d間和搜索周期 t周期[2],即:

其中,d間主要依據吊放聲納的有效探測距離D在作戰使用過程中確定,是一個重要的戰術變量,對平均搜索速度和巡邏線長度都有重要影響。

而t周期是指:反潛直升機使用吊聲搜索時,從到達一個懸停探測點開始,下放聲納探頭至預定深度,監聽聲納信號,收起吊放聲納,至飛到下一個懸停探測點這一過程所花費的總時間[5]。歸納起來,t周期主要包括三個方面:收放吊放聲納探頭所用的時間t收放、監聽吊放聲納所用的時間t監聽、反潛直升機從當前懸停探測點轉移到下一個懸停探測點所用的飛行時間t轉移。因此:

其中,t轉移決定于d間和反潛直升機從當前懸停探測點轉移到下一個懸停探測點時的飛行速度v轉移,即:

2.4 搜索寬度

搜索寬度W是指:反潛直升機使用吊聲搜索時相鄰兩個懸停探測點吊放聲納有效搜索范圍重疊部分的寬度[2]。顯然:

2.5 單機吊放聲納搜索巡邏線長度模型

綜合以上分析,單架反潛直升機使用吊放聲納搜索時的巡邏線長度模型為:

3 模型的分析與應用

3.1 影響參數分析

在所建立的巡邏線長度模型中,在具體的作戰使用過程中 ,D、t收放 、t監聽 、v轉移等變量通常可以取固定值,而v潛的取值通常也可以通過合理假設來確定,在假設條件下,也可以作為常量來處理。而對作戰使用影響最大的,則是d間。

3.2 探測點間距影響分析

在作戰使用中,d間主要以D為基礎來確定,通常為D的倍數。因此,d間可以表示為:

其中,k表示D的倍數。根據吊放聲納的技戰術特點和建立反潛巡邏線的要求,k的取值范圍一般為:0＜k＜2。因此,反潛直升機使用吊放聲納搜索時單機巡邏線長度模型變換為:

3.3 算例

下面根據實際數據進行計算。

假設:××型反潛直升機使用××型吊放聲納建立反潛巡邏線,D=××km,t收放=××min,t監聽=××min,v轉移=××km/h。目標潛艇為一般常規動力潛艇,其航速 v潛分別取 3、4、5節。則不同探測點間距不同敵潛艇航速下最大巡邏線長度的計算結果如表1所示。

表1 不同探測點間距不同敵潛艇航速下最大巡邏線長度計算結果表

3.4 計算結果分析

從表1可以看出,無論v潛取哪個值,當k=1.3時,L吊單都達到最大值。

此外,但當 k=1.3或 k=1.2時,L吊單相差很小,在作戰使用中,這一誤差可以忽略不計,因此,k的取值為1.3或1.2均可。

而在部隊以往的訓練過程中乃至相關的作戰使用研究中,k的取值主要依據經驗,通常大于等于1.5。顯然,這是不科學的。

4 結語

本文通過對作戰機理的詳細分析建立了單架反潛直升機使用吊放聲納搜索時的巡邏線長度模型,并應用該模型進行了分析和計算,得出了當k=1.3時L吊單最大的重要結論。

該模型可運用于反潛直升機反潛作戰仿真系統中,也可以為反潛直升機使用吊放聲納建立反潛巡邏線的作戰能力和兵力需求等方面的計算提供依據,為反潛直升機巡邏反潛的作戰使用提供參考和指導。

[1]孫明太.航空反潛戰術[M].北京:軍事科學出版社,2003,1

[2]叢紅日,周洪峰,張海峰.直升機檢查性反潛時吊放聲吶搜潛效能研究[J].海軍航空工程學院學報,2007,22(5):577～580

[3]叢紅日,嚴建鋼,徐海峰.反潛直升機反潛巡邏線模型研究[J].海軍航空工程學院學報(軍事版),2010(1):5～8

[4]王曉輝,陳建勇,趙紅軍.直升機吊放聲納搜索方法效能研究[J].火力與指揮控制,2009(9):18～20

[5]郭輝,錢學東,劉啟軍.直升機吊放聲納搜潛機動建模仿真[J].指揮控制與仿真,2009,31(1):87～89

Research on Anti-submarine Patrol Line Length Model of Single Helicopter Searches with Dipping Sonar

Cong Hongri1)Huang Qilai2)Chen Deng'an1)
(Department of Command,NAAU1),Yantai 264001)(Department of Train,NAAU2),Yantai 264001)

On the base of analysing the operating mechanism of building anti-submarine patrol line with dipping sonar,the model of anti-submarine patrol line length when single helicopter searches with dipping sonar is set up,and then analyses and calculates with this model.The basic result is:when the interval of detecting site equals to 1.3 multiples of the effective detecting distance of dipping sonar,the anti-submarine patrol line length is the most.This provides a usefull theoretic guide to the operation application when helicopter carries patrolling anti-submarine task with dipping sonar.

anti-submarine patrol line,patrol line length,patrolling anti-submarine,dipping sonar,helicopter antisubmarine,model

E843

2010年9月19日,

2010年10月22日

叢紅日,男,博士研究生,副教授,研究方向:航空反潛戰術。