水中兵器水聲對抗壓制型器材試驗與評價方法＊

孫 權

（海軍駐昆明七五〇試驗場軍事代表室 昆明 650051）

水中兵器水聲對抗壓制型器材試驗與評價方法＊

孫 權

（海軍駐昆明七五〇試驗場軍事代表室 昆明 650051）

針對水中兵器對抗壓制型干擾器試驗設計困難這一現狀，運用水聲原理，結合計算機仿真的特性，提出了一種預先計算與評估的試驗設計方法，提高了試驗設計效率并降低了邏輯錯誤的發生概率。

水中兵器；水聲對抗；試驗方法

Class NumberTN911

1 引言

隨著近年來技術發展，水中兵器反潛水聲對抗能力正在逐漸增強，由對抗單器材逐漸發展，目前已經具備可對抗多組合器材、進行多目標識別能力。考核試驗中對抗器材種類的增加，導致了試驗實施的復雜程度呈幾何倍數增加，同時對對抗器材的布施、水域利用、試驗評定等方面都有了新的要求。

復雜試驗環境下的武器對抗試驗是靶場實戰化試驗最重要部分之一，相對靶場傳統攻靶試驗而言，后者主要考核武器在較理想標準環境中的作戰性能，而前者完整展現攻防雙方對抗攻擊，是性能與效能考核相結合、信息最豐富、環境最復雜、也是最能體現靶場試驗實戰化的試驗項目。通過在靶場實施實戰化對抗試驗，可提前了解復雜環境對武器可能造成的影響，分析研究惡劣環境攻防實戰的戰法戰術，是水中兵器在部隊盡快形成真實戰斗力的最有效途徑。另一方面，隨著靶場試驗技術的發展，裝載發射裝置、模擬目標逐漸逼近部隊實際，各種測試手段越來越齊全，測試設備的性能和精度大幅提升，試驗信息更為多樣與豐富，特別是在水中兵器的水聲對抗與反對抗試驗中，可獲取非常多的各種試驗數據來分析復雜對抗環境對武器戰技指標可能造成的影響，能夠為水中兵器研制單位在新的武器型號中改進和提升水聲對抗與反對抗能力提供有效的數據支持與驗證依據。

目前水中兵器水聲對抗試驗中使用的器材主要分為屏蔽型、壓制型與誘騙型三大類，其中壓制型器材如中高頻噪聲干擾器主要通過強力的輻射噪聲壓制武器的尋的信號，增大干擾，為我艇規避逃逸贏得時間。

2 壓制型器材干擾試驗的基本模型

水中兵器自導模型均遵從主動聲吶方程（式（1））：

SL為水中兵器主動發射聲源級，dB；TS為目標輻射噪聲源級，dB；TL為傳播損失，dB；NL為水中兵器干擾噪聲級，dB；DI為自導接收指向性指數，dB；DT為檢測閾，dB；TS為目標強度，dB。

SL－2TL＋TS稱為回聲信號級，表示接收換能器測得的回聲強度。NL－DI＋DT即被稱為噪聲（混響）掩蔽級，其中SL、DI、DT和TS四項可視為相對固定的，針對固定目標TS也是相對固定的，因此該式可以變化為

在固定態勢下，等式的左側為定值，因此等式右側表明：欲使武器發現目標（即等式成立時），NL（干擾噪聲級）與TL（傳播損失）呈負相關，而TL卻與傳播環境與距離緊密相關，其中：

r為雷目距離；a為吸收系數。

因此：

C為某一特定背景下的常數。

在一定的海域中a（吸收系數）也是相對固定值，因此可以得到：當武器發現目標（即等式成立時），NL（干擾噪聲級）與r（發現目標距離）呈負相關，即當NL越大時，武器發現目標的距離就越近。壓制型器材正是通過這一機理，輻射大強度噪聲增大NL，降低武器的自導作用距離。

3 水中兵器對抗壓制型水聲器材試驗及評價方法

3.1 單器材試驗方法

水中兵器對抗壓制型水聲器材試驗，從完備性上區分一般可分為兩類：單器材對抗與多器材組合對抗。單器材對抗試驗布施如圖1所示。

圖1 單器材對抗示意圖

干擾器B布置在武器A主航道附近l距離處，真實目標記為C。當武器開始搜索目標時，干擾器開機，目標以某一預定逃逸彈道機動。設武器尋的發射聲級為SL，干擾器在武器尋的信號有效頻率范圍內的干擾聲級為NL0（包含環境干擾級），目標C的目標強度為TS，武器A收到的壓制型干擾器的干擾級為NL1（忽略器材與目標之間的相互作用）：

武器探測目標的傳播損失為TL1：

當干擾器干擾聲級一定時，武器剛好發現目標時，則有下式成立：

C1為某一特定背景下的常數。

因此單對抗器材試驗必須遵守上述方程進行設計，其中C1為與武器、環境與目標相關的常數，當試驗內容確定時，該常數可以預先計算得到。當式（7）左邊大于C1時，武器無法發現目標，當式（7）左邊等于小于C1時，武器可以發現目標。設剛好等于成立時：

試驗設計時，考慮實戰背景，距離l無法選擇太大。

3.2 多器材組合試驗方法

組合對抗器材對抗時，如果要使用壓制型器材，為了從評價角度出發，宜設計武器對抗壓制型器材＋誘騙型器材＋其它，因為在壓制型器材后面，出現誘騙型器材，同樣通過發現誘騙器材的距離換算，可以考核到器材的壓制能力。

圖2 多器材組合對抗示意圖

干擾器B布置在武器A主航道附近垂直距離l處，誘騙器材D布置在近水中兵器主航向距離n處，真實目標記為C。當武器開始搜索目標時，干擾器開機，誘騙器材隨后開機，目標以某一預定逃逸彈道機動。設武器尋的發射聲級為SL，干擾器在武器尋的信號有效頻率范圍內的干擾聲級為NL0（包含環境干擾級），誘騙器材的目標強度為TS，武器A收到的壓制型干擾器的干擾級為NL1（忽略器材與目標之間的相互作用）：

此時應該確保D與C不會同時出現在武器搜索扇面中，D被發現時應該滿足式（10）：

其中：n為武器發現誘騙器材的距離；TS為誘騙器材目標強度；C2為某一特定背景下的常數。

組合對抗器材試驗必須遵守上述方程進行設計，其中C2為與武器、環境與目標相關的常數，當試驗內容確定時，該常數可以預先計算得到。當上式左邊大于C2時，武器無法發現誘騙器材，當式左邊等于小于C2時，武器可以發現誘騙器材。

設剛好等于成立時：

3.3 壓制型器材試驗評價方法

壓制型器材對抗試驗評價，可以直接從壓制效果進行考慮，可以直接使用自導作用距離下降量dr表示。

單器材對抗時：

dr為武器的自導作用距離下降量；r為武器的自導作用距離；n1即式（8）中數值。

組合對抗時，當使用壓制型器材＋誘騙器材相鄰使用時，仍然可以直接從壓制效果進行考慮，可以直接使用發現距離下降量dr1表示。

dr1為武器的發現距離下降量；r1為武器發現誘騙器材時的最大距離；n2即式（11）中數值。

其中r1應該通過其它試驗測量得到。

組合對抗時，當使用器材不是壓制型器材＋誘騙器材相鄰使用時，此時無法單獨對壓制型器材進行評價，只能進行多器材聯合評估。

4 方法實現

針對某型產品，設計單對抗器材對抗試驗，將干擾器布置偏離主航道L距離處，某型武器受到干擾的距離為m，設置某一態勢時（SL、TSS、DI、DT、TS為某一確定值），L與m的相對變化如圖3所示。

圖3 干擾器位置與干擾距離變化圖

如圖3所示，當整個試驗態勢設計目的明確后，通過仿真即可找到干擾器位置對干擾距離的影響，由此可以根據試驗目的找到較為精確的干擾器位置，同時預估干擾器的影響。

圖4 目標強度與干擾距離變化圖

如圖4所示，當真實目標的目標強度不同時，通過仿真即可得到其對干擾距離的影響，由此可以根據試驗目的預先估算得到干擾距離，從而得到較為精確的干擾器布置位置，同時預估干擾器的影響。

5 結語

水聲對抗試驗是水中兵器研究與考核中的一項重要內容，本方法針對水中兵器對抗壓制型干擾器的試驗方法進行了設計，其結果有助于試驗背景想定、態勢設計和試驗實施方法的編制，這種方法已經成功運用于某些水中兵器裝備的試驗考核。

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Underwater Weapon Acoustic Contermeasure Interference Test and Evaluation Method

SUN Quan
（Navy Representative Office in 750Test Range，Kunming 650051）

The underwater weapon acoustic contermeasure interference test design is so difficulty.Based on the underwater acoustic principle，joint computer simulation technology，a test design method which can beforehand compute and evaluation is proposed in this paper.The design working efficiency is raised and the logic error engender probability is reduced when the method is used.

underwater weapon，acoustic countermeasure，test method

TN911DOI：10.3969／j.issn.1672－9730.2015.11.038

2015年5月7日，

2015年6月27日

孫權，男，碩士，高級工程師，研究方向：水中兵器試驗。