反蛙人殺傷彈人工散布射擊方法仿真

寇 祝, 任 磊, 孫慶聲

?

反蛙人殺傷彈人工散布射擊方法仿真

寇 祝1, 任 磊1, 孫慶聲2

(1.海軍大連艦艇學院 水武與防化系, 遼寧 大連, 116018; 2.中國人民解放軍91278部隊, 遼寧 大連, 116041)

針對反蛙人殺傷彈采用傳統射擊方法齊射效率不高的問題, 通過誤差分析指出了影響齊射效率的原因, 提出了采用人工散布射擊的解決方法, 給出了具體的人工散布射擊方案及殺傷彈散布位置的計算模型, 并通過仿真計算, 對比分析了殺傷彈采用不同射擊方法的齊射毀傷概率。仿真結果表明,在目標距離較遠時, 采用人工散布射擊方法齊射殺傷彈的毀傷概率相比傳統射擊方法提高20%~25%左右, 為提高反蛙人殺傷彈作戰能力提供了理論參考。

反蛙人殺傷彈; 人工散布射擊; 齊射; 射擊效率

0 引言

由于蛙人作戰具有“非對稱戰略”的優越性[1], 各國對蛙人作戰的運用也越來越重視。除了運用于搜集情報、島岸偵察外, 戰斗蛙人還能實施水下爆破, 給重要的港口設施以及駐泊或錨泊的水面艦艇帶來嚴重威脅。各種反蛙人技術被應用于港口監控[2], 同時艦載反蛙人武器逐漸發展, 如反蛙人殺傷彈[3]通過火箭助推發射, 采用殺傷爆破戰斗部, 可設定引信定時起爆, 依靠產生的沖擊波可直接殺傷目標, 使其失去作戰能力, 也可通過震暈目標產生震懾作用, 使其放棄攻擊[4]。為提高殺傷概率, 殺傷彈射擊時通常采用齊射方式, 即對同一目標按照一定時間間隔發射多枚殺傷彈。目前, 殺傷彈齊射仍按照傳統的前置點或當前點射擊方法, 各枚殺傷彈采用同一射擊諸元發射。從公開發表的文獻可知, 該方法對距離500 m的目標齊射4發殺傷彈的毀傷概率僅在50%左右[1], 射擊效率并不理想。因此, 如何尋求更優的射擊方法, 提高反蛙人殺傷彈的毀傷概率是文中將要解決的問題。

1 傳統射擊方法

射擊效率指標反映了一定條件下射擊結果的統計規律, 用以評定射擊效率的好壞。考慮到蛙人的防護性較弱, 只需1枚反蛙人殺傷彈落在目標毀傷范圍之內即能使目標失去作戰能力。所以這里采用射擊毀傷概率反映射擊效率[1]。

反蛙人殺傷彈的射擊毀傷效率直接受到射擊誤差的影響。而根據誤差產生的原因不同, 射擊誤差又可分為目標散布和殺傷彈散布2類。目標散布是由于反蛙人武器系統對目標的探測誤差、測定目標運動要素誤差、射擊諸元解算誤差和瞄準誤差等形成的, 使殺傷彈齊射的散布中心偏離目標; 而殺傷彈散布是由于齊射中各枚殺傷彈的外形、質量和發射過程中的擾動形成的, 造成各枚殺傷彈彈著點與其齊射瞄準點的偏離, 并且其偏離幅度隨射程的增大而增大[5]。

在反蛙人殺傷彈的作戰過程中, 目標散布的影響因素較多, 尤其是蛙人目標的回波強度小, 水下噪聲環境復雜, 影響反蛙人聲吶探測目標的精度及穩定性, 故目標散布較大; 而由于殺傷彈的射程較近且毀傷半徑較小, 如俄制DP-65反蛙人殺傷彈的最大射程為500 m, 毀傷半徑18 m, 故其射擊精度較高且殺傷范圍有限。所以, 如圖1所示, 當使用多枚殺傷彈采用同一射擊諸元射擊時, 其綜合毀傷范圍難以覆蓋目標的散布范圍, 導致殺傷彈采用傳統射擊方法齊射時射擊效率不高。為解決這一問題, 可以利用現代火控系統快速解算和快速跟蹤瞄準的特點, 在齊射中采用人工散布, 實施分時點射, 增大多枚殺傷彈齊射的綜合毀傷范圍。

2 人工散布射擊方案及組織

2.1 人工散布中心點計算

若采用前置點射擊, 則以殺傷彈與目標的水平相遇點作為人工散布的中心點。

2.2 殺傷彈散布位置計算

為了方便人工散布射擊的組織, 當確定殺傷彈散布中心位置后, 可按照圓形散布確定各枚殺傷彈的位置, 即將各枚殺傷彈瞄準點均勻分布在以散布中心為圓心, 一定間隔為半徑的圓上。

2.3 人工散布射擊的組織方法

3 毀傷概率仿真計算

3.1 仿真計算條件

3.2 仿真計算流程

3.3 仿真計算模型

3.3.1 目標蛙人運動要素解算模型

3) 解算目標蛙人的運動方向

3.3.2 殺傷彈爆炸點水平位置仿真模型

各枚殺傷彈實際爆炸點的水平方位和距離

各殺傷彈的爆炸點水平位置為

3.3.3 判斷毀傷目標仿真模型

3.4 仿真次數確定

表1 置信系數與置信概率的關系

這里采用“命中即毀傷”仿真計算反蛙人殺傷彈的作戰能力, 即以命中概率作為評估反蛙人殺傷彈作戰能力的主要依據[10]。確定命中概率的具體步驟為:

4 仿真結果及分析

圖6、圖7是采用人工散布與前置點、現在點射擊方法齊射4枚、8枚、12枚反蛙人殺傷彈的毀傷概率, 且可得如下結論。

1) 當目標初始距離小于200 m時, 采用人工散布和傳統射擊方法的毀傷概率相差不大。隨著目標初始距離的逐漸增大, 采用人工散布相比傳統射擊方法的毀傷概率提高的幅度也逐漸增大, 當目標距離為600 m時, 其毀傷概率能夠提高20%~25%。

2) 不管采用哪種射擊方法, 隨著目標初始距離的增加, 毀傷概率逐漸減小。其中采用以前置點為散布中心的射擊方法相比以現在點為散布中心的射擊方法, 其毀傷概率提高3%~5%, 提高幅度并不大, 這主要是由于蛙人運動速度較低造成的。所以在目標距離較近時, 不必解算目標運動要素, 可采用以現在點為散布中心的射擊方法。

5 結束語

文中分析了反蛙人殺傷彈傳統射擊方法齊射效率較低的原因, 提出了采用人工散布射擊的解決方法, 給出了具體的人工散布射擊方案及殺傷彈散布位置的計算模型, 并通過仿真計算對比了殺傷彈采用不同射擊方法的齊射毀傷概率。仿真結果表明, 在目標距離較遠時, 采用人工散布射擊方法齊射殺傷彈的毀傷概率相比傳統射擊方法提高20%~25%左右; 在目標距離較近時, 可采用以目標現在點為散布中心的人工散布射擊方法。以上結論可為反蛙人武器裝備的實際使用及研制改進提供參考。但是, 研究中殺傷彈位于同一圓周上, 未考慮各種誤差作用下目標的散布規律, 這也是下一步需要進行完善和改進的工作。

[1] 佘博, 李進軍, 錢貴鑫, 等.反蛙人火箭炮的射擊效率建模與仿真[J].彈道學報, 2014, 26(4): 61-65.She Bo, Li Jin-jun, Qian Gui-xin, et al.Shooting Effic- iency Modeling and Simulation of Anti-frogman Rocket [J].Journal of Ballistics, 2014, 26(4): 61-65.

[2] 張彥敏, 佟盛.反蛙人技術在港口監控中的戰術應用[J].艦船科學技術, 2008, 6(6): 168-171.Zhang Yan-min, Tong Sheng.Tactics Appliance of Anti- diver Technique in Harbor Defenses[J].Ship Science and Technology, 2008, 6(6): 168-171.

[3] 易華君.日益發展的反蛙人裝備[J].水雷戰與艦船防護, 2006, 4(4): 61-65.

[4] 孟慶操, 楊光.反蛙人殺傷彈水中彈道模型與仿真[J]. 火力與指揮控制, 2018, 10(5): 117-120.Meng Qing-cao, Yang Guang.Research on Underwater Ballistic Model and Simulation of Antifrogman Fragmentation Bomb[J].Fire Control & Command Control, 2018, 10(5): 117-120.

[5] 李文哲, 張宇文, 時進發, 等.火箭深彈人工散布射擊方法[J].火力與指揮控制, 2009, 34(4): 85-87.Li Wen-zhe, Zhang Yu-wen, Shi Jin-fa, et al.Research on Firing Methods of Rocket Depth-charge Artificial Scatt- er[J].Fire Control & Command Control, 2009, 34(4): 85- 87.

[6] 楊福渠.火箭深彈射擊效率[M].北京: 國防工業出版社, 1992.

[7] 李柯, 劉忠, 毛盾.基于反蛙人聲吶的小目標檢測算法[J].艦船電子工程, 2010, 7(7): 173-176.Li Ke, Liu Zhong, Mao Dun.Algorithm for Detection of Small Target in Sonar Image Based on Anti-diver Sonar[J].Ship Electronic Engineering, 2010, 7(7): 173-176.

[8] 李啟華, 吉海鵬.最小二乘法在測定目標運動要素中的應用研究[J].廣州航海高等專科學校學報, 2008, 16(1): 5-7.Li Qi-hua, Ji Hai-peng.The Application of Least Square Me- thod in Mensurating the Target’s Movement Factors[J].Journ- al of Guangzou Maritime College, 2008, 16(1): 5-7.

[9] 杜比.蒙特卡洛方法在系統工程中的應用[M].衛軍胡,譯.西安: 西安交通大學出版社, 2007.

[10] 王娟娟, 郭育, 邱麗媛, 等.基于TOPSIS原理的水下反蛙人作戰能力評估及應用[J].水雷戰與艦船防護, 2017, 3(3): 83-90.Wang Juan-juan, Guo Yu, Qiu Li-yuan, et al.Combat Cap- ability Evaluation and Application of Underwater Anti- frogman Based on TOPSIS Principle[J].Mine Warfare & Ship Self-Defence, 2017, 3(3): 83-90.

Simulation on Artificially Scattered Shooting Method of Anti-Frogman Killing Bombs

KOU Zhu1, REN Lei1, SUN Qing-sheng2

(1.China Department of Underwater Weaponry and Chemical Defense, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China; 2.91278thUnit, the People’s Liberation Army of China, Dalian 116041, China)

In view of the problem that the traditional shooting method of anti-frogman killing bombs is not efficient, the factors affecting the shooting efficiency are discussed through error analysis, hence an artificially scattered shootingmethod is put forward.A scheme of concrete artificially scattered shooting and a calculation model of dispersion position for the killing bombs are built, then the damage probabilities of salvo of killing bombs using different shooting methods are comparatively analyzed.Simulation results show that: when the target distance is large, the proposed artificially scattered shooting method can gain the damage probability of salvo 20%~25% higher than the traditional shooting method.This research may provide a theoretical basis for improving operational capability of the anti-frogman killing bombs.

anti-frogman killing bomb; artificially scattered shooting; salvo; shooting efficiency

TJ630; U674.703.52

A

2096-3920(2018)06-0543-06

10.11993/j.issn.2096-3920.2018.06.006

2018-05-31;

2018-08-10.

寇 祝(1979-), 男, 博士, 講師, 主要研究方向為水面艦艇水下防御武器及作戰使用.

寇祝, 任磊, 孫慶聲.反蛙人殺傷彈人工散布射擊方法仿真[J].水下無人系統學報, 2018, 26(6): 543-548.

(責任編輯: 楊力軍)