潛艇駛離水面艦艇搜索帶的3種繪算方法

于雪泳，李長軍

(海軍潛艇學(xué)院，山東 青島 266042)

0 引 言

以繪算方法求解潛艇駛離水面艦艇搜索帶的航向和速度，可采用絕對運動分析法、以目標(biāo)為基準(zhǔn)點的相對運動分析法和以潛艇為基準(zhǔn)點的相對運動分析法?，F(xiàn)以下述戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢為例，分別介紹這些方法。

假設(shè)潛艇經(jīng)由數(shù)分鐘戰(zhàn)術(shù)機動后，確定目標(biāo)的當(dāng)前方位為280、距離為70鏈、航向為090、速度為18 kn，估計其聲吶作用距離為30鏈，潛艇需在穿越目標(biāo)航向線后向東北方向規(guī)避以擺脫其搜索，試?yán)L算潛艇的駛離航向和駛離速度。

1 絕對運動分析法

該法是在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)，按照一定的尺寸比例(一般按1 cm代表實際距離2鏈)和當(dāng)前戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢，在圖上標(biāo)繪而求出潛艇的駛離航向和駛離速度的繪算方法。

1.1 作圖工具

平行尺、量角器、分規(guī)、圓規(guī)、速度尺、對數(shù)尺、鉛筆、橡皮和空白圖共9項。

1.2 作圖步驟

1)選擇適當(dāng)位置，標(biāo)出潛艇現(xiàn)在位置點W，如圖1所示。

圖1 絕對運動分析法繪算Fig.1 Absolute movement analysis plotting

2)按艇長采用的目標(biāo)要素(方位、距離)標(biāo)出目標(biāo)位置點M。

3)以艇長采用的目標(biāo)聲吶作用距離為半徑(在平行尺或速度尺上量取，或按1 cm代表2鏈確定作圖半徑)，以目標(biāo)位置點為圓心，作目標(biāo)聲吶作用距離圓。

4)過潛艇位置點W，作聲吶作用距離圓的切線WE，切點為E。

5)過潛艇位置點W，向脫離方向作直線WE的垂線WB，方向WB即為潛艇的駛離航向(此航向為潛艇的最優(yōu)駛離航向)，用量角器測得結(jié)果為035。

6)過E點，作目標(biāo)航向線的平行線，交直線WB于F點。

7)量取目標(biāo)航程EF，潛艇航程WF；目標(biāo)速度為已知；利用對數(shù)尺計算潛艇駛離的臨界速度為10.3 kn。

1.3 作圖機理

從作圖過程中可見，這種方法從本質(zhì)上是一個運動目標(biāo)的相遇問題，即潛艇與目標(biāo)聲吶作用距離圓外邊緣的相遇問題，兩點運動形成相遇三角形，通過相遇三角形求解潛艇駛離的臨界航速。

1.4 特點

這種繪算方法能夠?qū)撏Ш湍繕?biāo)的運動過程清晰地標(biāo)繪出來，易讀性好。這種作圖可以在前期作圖的基礎(chǔ)上，進行繪算，并且可以繼續(xù)標(biāo)繪雙方之后運動過程，所以這種繪算方法能夠與之前和之后的戰(zhàn)術(shù)行動標(biāo)繪進行銜接。

2 以目標(biāo)為基準(zhǔn)點的相對運動分析法

以目標(biāo)為基準(zhǔn)點的相對運動分析法是假定目標(biāo)不動，潛艇作不進入目標(biāo)聲吶作用范圍的相對運動的作圖方法。相對運動分析一般在艦操圖上標(biāo)繪。

2.1 作圖工具

平行尺、量角器、鉛筆、橡皮和艦操圖共5項。

南海區(qū)域的海洋環(huán)境保護合作從何著手？通過對幾十年來波羅的海的環(huán)保合作的發(fā)展經(jīng)驗進行顯微鏡式的解剖，本文提取了3個核心要素，作為當(dāng)前構(gòu)建南海海域環(huán)境合作治理的基石。

2.2 作圖步驟

1)確定速度比例尺和距離比例尺(本例選速度比例尺為2∶1，距離比例尺為1∶1)。

2)標(biāo)繪目標(biāo)速度矢量。以中心點為起點，作目標(biāo)的速度矢量OA(矢量的方向代表航向，矢量的長度代表速度)，如圖2所示。

圖2 以目標(biāo)為基準(zhǔn)點的相對運動分析法Fig.2 Relative movement analysis plotting based on object

3)標(biāo)繪潛艇位置點W。根據(jù)目標(biāo)方位和目標(biāo)距離，標(biāo)繪潛艇位置點。

4)標(biāo)繪潛艇相對速度矢量。以潛艇位置點為起點，作目標(biāo)聲吶作用距離圓(即以O(shè)點為中心，30鏈為半徑的圓)的切線WE，切點為E。

5)過A點，作WE的平行線AF。

6)過O點，作AF的垂線OF，垂足為F點。

7)矢量AF的方向代表潛艇的駛離航向；矢量AF的長度代表潛艇的駛離速度。由圖中可以讀出，潛艇駛離航向為035，駛離的臨界速度為10.3 kn。

2.3 作圖機理

2.4 特點

這種標(biāo)繪方法涉及到對相對運動的理解，在時間緊張的情況下，其易讀性不如絕對運動分析法。將目標(biāo)作為標(biāo)繪的原點，整個標(biāo)繪過程十分獨立，與之前和之后的戰(zhàn)術(shù)行動標(biāo)繪的銜接性不好。作圖過程速度快，使用的工具少，不需要畫圓，也省掉了不少的量取過程，若干要素可以直接從圖上讀出。

3 以潛艇為基準(zhǔn)點的相對運動分析法

以潛艇為基準(zhǔn)點的相對運動分析法是假定潛艇不動，目標(biāo)作相對運動而不進入潛艇一定距離范圍(目標(biāo)聲吶作用距離)的作圖方法。這種繪算方法一般在艦操圖上進行。

3.1 作圖工具

平行尺、量角器、鉛筆、橡皮和艦操圖共5項。

3.2 作圖步驟

1)確定速度比例尺和距離比例尺(本例選速度比例尺為2∶1， 距離比例尺為1∶1)。

2)標(biāo)繪潛艇位置點及30鏈的距離圓。潛艇位置點在原點，30鏈距離圓采用艦操圖的30鏈圓，如圖3所示。

圖3 以潛艇為基準(zhǔn)點的相對運動分析法Fig.3 Relative movement analysis plotting based on submarine

3)根據(jù)目標(biāo)方位、距離，標(biāo)繪目標(biāo)位置點M。

4)過M點，作以潛艇位置點(原點)為圓心，以30鏈為半徑的圓的切線ME，切點為E。

5)過O點，作目標(biāo)速度矢量OA，OA的方向代表目標(biāo)航向，OA的長度代表目標(biāo)速度。

6)平移目標(biāo)相對速度矢量ME至OF，使M點與O點重合。

7)過A點作OF的垂線，垂足為F。矢量FA即為潛艇速度矢量。矢量FA的方向代表潛艇的駛離航向；矢量FA的長度代表潛艇的駛離速度。平移FA，使F點與原點重合，可以讀出FA的方向和長度。由圖中可以看出，潛艇駛離航向為035，駛離的臨界速度為10.3 kn。

3.3 作圖機理

將潛艇置于艦操圖中心點，作目標(biāo)不進入潛艇一定距離(目標(biāo)聲吶作用距離)范圍的相對速度矢量，按照“目標(biāo)速度矢量減去潛艇速度矢量等于相對速度矢量”的原理，求解潛艇運動航向和運動速度即駛離航向和駛離速度。

3.4 特點

這種標(biāo)繪方法除易讀性和銜接性不好之外，因為相對速度矢量、潛艇速度矢量均需要進行平移操作，較之以目標(biāo)為基準(zhǔn)點的相對運動分析法要多畫一條線。

4 三種繪算方法的比較

絕對運動分析法具有易讀性好，銜接性好的特點，但作圖過程需要的工具多，作圖步驟多，速度較慢。以目標(biāo)為基準(zhǔn)點的相對運動分析法作圖速度快，步驟少，甚至有些步驟可以省略，較前者具有明顯的速度優(yōu)勢。以潛艇為基準(zhǔn)點的相對運動分析法易讀性、銜接性、作圖速度方面均不具有優(yōu)勢。因此，絕對運動分析法與以目標(biāo)為基準(zhǔn)點的相對運動分析法均可作為潛艇駛離水面艦艇搜索帶戰(zhàn)術(shù)繪算的首選，條件允許時，可2種方法并用，以達到相互印證之目的。

[1] 于雪泳.潛艇占領(lǐng)射擊陣位的繪算和計算方法研究[J].艦船電子工程,2012(8).

YU Xue-yong.Research on plotting and calculating method of Submarine occupy fire position[J].Ship Electronic Engineering,2012(8).

[2] 朱清浩.六方位相對標(biāo)圖法繪算目標(biāo)運動參數(shù)[J].火力與指揮控制，2012(4).

ZHU Qing-hao.Six bearing relative plotting to calculate object move parameter[J].Fire and Command Control,2012(4).

[3] 徐培德.武器系統(tǒng)分析[M].長沙：國防科技大學(xué)出版社，2001.

XU Pei-de.Analysis of weapon system[M].Changsha:Defence Technology University Press,2001.

[4] 同濟大學(xué)數(shù)學(xué)教研室.高等數(shù)學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1991.

TONGJI University Mathematics Teaching and Research Room. Higher mathematics[M].Beijing：Higher Education Press,1991.

[5] 沈永歡.實用數(shù)學(xué)手冊[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

SHEN Yong-huan.Banausic mathematics book[M].Beijing:Science Press,2004.

[6] 孟慶玉.魚雷作戰(zhàn)效能分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003.

MENG Qing-yu.Analysis of torpedo operation effectiveness[M].Beijing:National Defence Industry Press,2003.