尾流自導魚雷可能攻擊區域分析及應用

趙向濤, 寇 祝, 門金柱

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尾流自導魚雷可能攻擊區域分析及應用

趙向濤, 寇 祝, 門金柱

(海軍大連艦艇學院水武與防化系, 遼寧大連, 116018)

針對已知尾流自導魚雷方位、航速和估計距離范圍條件下使用懸浮式深彈攔截魚雷問題, 提出魚雷可能攻擊區域的概念, 通過理論推導, 確定了尾流自導魚雷的可能攻擊區域, 并采用解析方法求解出懸浮式深彈布設攔截陣的射擊瞄準點。上述方法對提高使用懸浮式深彈攔截尾流自導魚雷的概率具有借鑒作用。

尾流自導魚雷; 懸浮式深彈; 攔截陣; 可能攻擊區域

0 引言

尾流自導魚雷對水面艦艇的攻擊過程, 實際是以瞄準進入有效艦艇尾流為目標, 從而追蹤尾流發現并命中水面艦艇的過程。如果尾流自導魚雷在尚未檢測到尾流之前的自控階段采取直航搜索尾流, 則水面艦艇在發現來襲魚雷時, 可以根據尾流自導魚雷的距離和航速等估計信息, 確定尾流自導魚雷進入尾流的可能航向范圍及來襲魚雷的可能攻擊區域, 采取硬殺傷武器進行有效攔截。

文獻[1]~[3]在已知尾流自導魚雷方位、航速和估計距離范圍條件下, 使用懸浮式深彈攔截魚雷, 提出了尾流自導魚雷威脅區和瞄準攔截線確定方法。文章在懸浮式深彈攔截尾流自導魚雷射擊距離約束條件下, 進一步提出尾流自導魚雷可能攻擊區域和瞄準點判斷與選取的解析模型, 便于實際工程與作戰應用。

1 尾流自導魚雷攻擊有效航向范圍

潛艇使用尾流自導魚雷攻擊水面艦艇, 通常采用解命中三角形方法解算射擊諸元。其中, 由于魚雷發射直航和轉入攻擊航向等因素, 射擊諸元的解算過程都需要進行一定的修正, 使得尾流自導魚雷滿足進入艦艇尾流的進入角度和進入距離[4~8]。攻擊決策過程中, 為達到最優攻擊效果, 通常選取有效尾流中的某一瞄準點作為解算條件。

在采用一次轉角射擊時, 尾流自導魚雷射擊以目標速度、魚雷速度和射擊瞄準點(而不是目標位置點)構成命中條件。因此, 當水面艦艇發現尾流自導魚雷時, 可依據這種相遇關系估計魚雷的大致航向。

如圖1所示, 假設艦艇位于點, 發現來襲魚雷位于點, 魚雷相對于艦艇的舷角為Q, 距離為D。艦艇后方尾流當中的一點為射擊瞄準點。點到艦艇距離為, 其確定方法通常是有效尾流的中點, 有效尾流長度與艦速有關, 因此通常采用下式表示[1]

圖1 尾流自導魚雷射擊原理圖

Fig. 1 Shooting principle of a wake homing torpedo

(3)

由正弦定理可知

(5)

則魚雷相對目標的有利提前角為

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2 尾流自導魚雷可能攻擊區域

當水面艦艇在已知來襲魚雷方位、報警距離范圍和估計魚雷航速條件下, 可以根據上述方法求得報警距離近界D和距離遠界D0條件, 由上述方法解算出尾流自導魚雷可能航向的范圍。綜合確定尾流自導魚雷可能經過的區域, 稱該區域為尾流自導魚雷危險區域[1]。尾流自導魚雷如果采取直航搜索方式, 搜索進入尾流, 則該區域是尾流自導魚雷攻擊水面艦艇的必經之路。

3 懸浮式深彈攔截陣

如果采用懸浮式深彈攔截尾流自導魚雷, 則可以在尾流自導魚雷航路的前方布設懸浮式深彈, 形成一道阻礙屏障, 阻止魚雷進入尾流, 以提高攔截尾流自導魚雷的概率。下面就使用懸浮式深彈攔截尾流自導魚雷射擊瞄準點的應用進行分析及理論求解。

3.1 射擊瞄準點

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(13)

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(16)

(17)

(19)

(21)

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3.2 射距限制瞄準點

如圖4所示, 遠、近距離魚雷航向線與懸浮式深彈最大射擊距離交點為,與點距離分別為和, 可求

(25)

(26)

圖4 射距限制攔截魚雷瞄準點解算示意圖

Fig. 4 Schematic of aiming point calculation with restriction of shooting range for intercepting a torpedo

已知2個射擊瞄準點, 則瞄準點之間的攔截陣長度可以根據余弦定理計算, 這里不再贅述。

4 結束語

文章在尾流自導魚雷直航搜索目標前提下, 根據來襲魚雷報警舷角、估計距離和估計航速條件下, 由尾流自導魚雷攻擊原理出發, 提出了尾流自導魚雷可能攻擊區域概念, 理論推導了可能攻擊區域確定方法。并就懸浮式深彈攔截尾流自導魚雷布設攔截陣的射擊瞄準基點進行理論求解, 為懸浮式深彈實際使用提供理論依據。然而實際懸浮式深彈應用條件復雜, 針對使用懸浮式深彈攔截尾流自導魚雷的攔截陣布設方法、攔截有效性和機動規避條件下[3]的優化等方面還需做進一步細致研究。

[1] 周明. 懸浮式深彈攔截尾流自導魚雷研究[J]. 艦船科學技術, 2009, 31(2): 80-83.Zhou Ming. Research on Poised Depth Charge against Wake Homing Torpedo[J]. Ship Science and Technology, 2009, 31(2): 80-83.

[2] 趙向濤. 航向估計在對抗尾流自導魚雷中的應用[J]. 魚雷技術, 2009, 17(1): 52-55. Zhao Xiang-tao. Application of Course Estimation to Intercepting Wake Homing Torpedo[J]. Torpedo Technology, 2009, 17(1): 52-55.

[3] 孫續文. 懸浮式深彈在水面艦艇規避尾流自導魚雷作戰中的應用研究[J]. 指揮控制與仿真, 2008, 30(6): 41-43.Sun Xu-wen. Discussion on Application of Poised Depth Charge for Surface Warship Evasion against Wake Homing Torpedo[J]. Command Control & Simulation, 2008, 30(6): 41-43.

[4] 孟慶玉. 魚雷作戰效能分析[M]. 北京: 國防工業出版社, 2003.

[5] 趙正業. 潛艇火控原理[M]. 北京: 國防工業出版社, 2003.

[6] 陳春玉. 反魚雷技術[M]. 北京: 國防工業出版社, 2006.

[7] 趙向濤. 尾流自導魚雷射擊諸元解算模型優化及解算方法[J]. 火力與指揮控制, 2009, 34(9): 103-105.Zhao Xiang-tao. Model Optimization for Solving for Firing Data of Wake Homing Torpedo and Its Solving Method[J]. Fire Control & Command Control, 2009, 34(9): 103-105.

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[10] 王新宏, 劉慶, 劉建國. 基于相遇區域的反魚雷魚雷攔截彈道[J]. 魚雷技術, 2003, 21(4): 241-245.Wang Xin-hong, Liu Qing, Liu Jian-guo.Intercept Trajectory of Anti-Torpedo Torpedo Based on Meeting Area[J]. Torpedo Technology, 2003, 21(4): 241-245.

(責任編輯: 陳 曦)

Analysis and Application of Wake Homing Torpedo?s Potential Attack Area

ZHAO Xiang-taoKOU ZhuMEN Jin-zhu

(Department of Underwater Weapon and Chemical Defense, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China)

To use a suspended depth charge to intercept a torpedo under the condition of knowing the parameters of bearing, velocity and range estimation of a wake homing torpedo, a conception of torpedo?s potential attack area is proposed, and theoretical derivation is performed to obtain the potential attack area of the torpedo. Subsequently, the analysis method is used to solve the shooting and aiming point of the interception array of the suspended depth charges. The proposed method may provide reference for improving the probability of a suspended depth charge intercepting a wake homing torpedo.

wake homing torpedo; suspended depth charge; interception array; potential attack area

10.11993/j.issn.1673-1948.2016.06.014

TJ630; E925.23

A

1673-1948(2016)06-0475-04

2016-07-31;

2016-09-20.

趙向濤(1970-), 男, 副教授, 主要從事魚雷防御武器運用及反潛攻防作戰方面的教學及科研工作.