飛航式助飛魚雷無指令修正時(shí)反潛射擊方法研究

梁 良, 賈 躍, 任 磊

?

飛航式助飛魚雷無指令修正時(shí)反潛射擊方法研究

梁 良1, 賈 躍2, 任 磊2

(1. 海軍大連艦艇學(xué)院 研究生1隊(duì), 遼寧 大連, 116018; 2. 海軍大連艦艇學(xué)院 水武與防化系, 遼寧 大連, 116018)

基于飛航式助飛魚雷攻潛過程和反潛作戰(zhàn)使用特點(diǎn), 提出了無指令修正情況下飛航式助飛魚雷的反潛射擊方法, 針對(duì)每一種射擊方法分別建立了攻潛射擊諸元解算模型, 并對(duì)射擊諸元的解算方法和原理進(jìn)行了分析, 為部隊(duì)實(shí)際使用武器提供決策支持和理論依據(jù)。

飛航式助飛魚雷; 射擊方法; 射擊諸元解算

0 引言

飛航式助飛魚雷是導(dǎo)彈飛航技術(shù)和魚雷技術(shù)相結(jié)合的一種反潛武器, 它一方面利用助飛火箭使魚雷戰(zhàn)斗部克服水介質(zhì)的阻力限制, 在空中高速巡航飛行, 極大地增加了魚雷攻擊半徑和接敵速度; 另一方面在飛行過程中可以通過接收發(fā)射平臺(tái)傳送的無線電指令, 自動(dòng)修正入水落點(diǎn), 有利于提高捕獲概率[1]。與傳統(tǒng)管裝魚雷和彈道式助飛魚雷相比, 飛航式助飛魚雷擁有更遠(yuǎn)的飛行距離和無線電指令修正功能, 在攻擊范圍、打擊精度、射擊方法等方面都有所不同, 其攻潛能力一直備受關(guān)注。

本文針對(duì)武器性能和不同海戰(zhàn)場情況, 提出了飛航式助飛魚雷在無指令修正情況下的幾種射擊方法, 詳細(xì)說明了各種射擊方法的原理、特點(diǎn)和使用時(shí)機(jī), 并通過建立數(shù)學(xué)模型對(duì)射擊諸元進(jìn)行解算, 分析不同射擊方法對(duì)飛航式助飛魚雷攻潛能力的影響, 從而為部隊(duì)實(shí)際使用武器提供決策支持和理論依據(jù)。

1 飛航式助飛魚雷反潛作戰(zhàn)

1.1 飛航式助飛魚雷攻潛基本過程

飛航式助飛魚雷基本作戰(zhàn)過程如圖1所示。當(dāng)發(fā)射平臺(tái)探測或接收到目標(biāo)信息后, 火控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算并裝訂射擊諸元, 當(dāng)滿足發(fā)射條件時(shí)發(fā)射助飛魚雷; 魚雷發(fā)射后, 先爬升到一定高度, 經(jīng)過一段時(shí)間助推器工作完畢脫落, 助飛魚雷會(huì)按程序自動(dòng)調(diào)整至一定高度并沿預(yù)定彈道進(jìn)行巡航飛行; 到達(dá)預(yù)定點(diǎn)時(shí), 魚雷與火箭分離, 同時(shí)魚雷尾部的降落傘打開使其減速下降; 魚雷入水后, 雷傘分離, 魚雷啟動(dòng)自身的推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)引系統(tǒng), 到達(dá)一定深度后開始進(jìn)行環(huán)形搜索, 發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后實(shí)施跟蹤和攻擊。飛航式助飛魚雷在空中飛行過程中, 可以通過探測系統(tǒng)不斷獲得目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)要素和位置信息, 并據(jù)此發(fā)射無線電指令對(duì)助飛魚雷進(jìn)行控制和修正, 從而提高助飛魚雷的入水點(diǎn)精度和打擊目標(biāo)概率。飛航式助飛魚雷的空中飛行彈道如圖2所示。

圖1 飛航式助飛魚雷攻潛過程示意圖

圖2 飛航式助飛魚雷空中飛行彈道側(cè)向示意圖

1.2 飛航式助飛魚雷反潛作戰(zhàn)使用特點(diǎn)

飛航式助飛魚雷綜合了導(dǎo)彈和魚雷兩類武器的特點(diǎn), 與傳統(tǒng)輕型魚雷相比, 其在反潛作戰(zhàn)時(shí)有以下突出特點(diǎn): 1) 攻擊距離遠(yuǎn)[2]。普通管裝魚雷的最遠(yuǎn)攻擊距離一般是10 km左右, 飛航式助飛魚雷利用火箭助推器極大地增加了武器攻擊射程, 最遠(yuǎn)能達(dá)到50~100 km, 使水面艦艇可以在中遠(yuǎn)距離對(duì)潛艇發(fā)起有效攻擊。2) 多平臺(tái)引導(dǎo)。由于武器射程增大且可以指令修正, 艦載探測聲納只能滿足近程反潛攻擊的目標(biāo)指示信息需要, 在進(jìn)行中遠(yuǎn)程反潛時(shí), 更多需要依靠反潛直升機(jī)或編隊(duì)艦艇對(duì)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離搜索和跟蹤, 多平臺(tái)協(xié)同引導(dǎo), 配合對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確攻擊。3) 射擊角度靈活。發(fā)射管裝魚雷時(shí)要求發(fā)射艦艇必須占領(lǐng)有利的發(fā)射陣位, 而飛航式助飛魚雷由于擁有與艦艦導(dǎo)彈相同的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn), 因此射擊角度靈活, 尤其是可以垂直發(fā)射的助飛魚雷, 這樣大大提高了艦艇反潛作戰(zhàn)時(shí)的反應(yīng)速度。

2 飛航式助飛魚雷射擊方法

使用飛航式助飛魚雷進(jìn)行反潛作戰(zhàn)時(shí), 火控系統(tǒng)賦予其合適的射擊諸元, 能夠使助飛魚雷更加準(zhǔn)確、合理地飛達(dá)預(yù)定入水點(diǎn), 對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜索攻擊。因此, 選擇合理的射擊方法是一個(gè)重要環(huán)節(jié), 是實(shí)現(xiàn)快速高效打擊目標(biāo)的前提。在討論飛航式助飛魚雷射擊方法時(shí)要考慮兩方面因素: 一方面要判斷潛艇目標(biāo)在正常勻速航行時(shí), 其發(fā)現(xiàn)聲納探測或魚雷發(fā)射后進(jìn)行背向規(guī)避機(jī)動(dòng)的可能性; 另一方面是探測設(shè)備不同、多平臺(tái)引導(dǎo)及發(fā)射時(shí)機(jī)的選擇會(huì)造成潛艇目標(biāo)信息的不完整性。

根據(jù)目標(biāo)信息的完整性、對(duì)潛艇機(jī)動(dòng)的假設(shè)和戰(zhàn)斗載荷性能[3], 在不進(jìn)行無線電指令修正情況下, 飛航式助飛魚雷可以分以下幾種基本射擊方法。

2.1 對(duì)目標(biāo)提前位置射擊

圖3 助飛魚雷對(duì)目標(biāo)提前位置射擊

在目標(biāo)不進(jìn)行規(guī)避機(jī)動(dòng)的條件下, 采用這種射擊方法, 修正了助飛魚雷空中飛行時(shí)間內(nèi)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的影響, 對(duì)保持近似勻速直線運(yùn)動(dòng)的潛艇目標(biāo), 捕獲概率、命中概率都較高。該方法的使用時(shí)機(jī)是: 主動(dòng)發(fā)現(xiàn)勻速直航潛艇, 且有充足時(shí)間探測運(yùn)動(dòng)要素并不被目標(biāo)發(fā)現(xiàn)。但在實(shí)際過程中, 測定潛艇目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素容易暴露攻擊意圖, 隱蔽性差, 易喪失攻擊的主動(dòng)性。當(dāng)目標(biāo)距離較遠(yuǎn)時(shí), 飛航式助飛魚雷在空中飛行時(shí)間較長, 目標(biāo)規(guī)避機(jī)動(dòng)(變向、變速)情況復(fù)雜, 將對(duì)火箭助飛魚雷的攻擊效果產(chǎn)生較大的影響, 需要針對(duì)不同的戰(zhàn)場環(huán)境進(jìn)行具體分析研究。

2.2 對(duì)目標(biāo)現(xiàn)在位置射擊

飛航式助飛魚雷發(fā)射時(shí), 如果僅知道潛艇目標(biāo)的方位、距離或位置坐標(biāo), 并有理由推測在助飛魚雷發(fā)射后潛艇可能以任意航向進(jìn)行勻速直航運(yùn)動(dòng)時(shí), 可以對(duì)目標(biāo)現(xiàn)在位置射擊。助飛魚雷對(duì)目標(biāo)現(xiàn)在位置射擊如圖4所示。

圖4 助飛魚雷對(duì)目標(biāo)現(xiàn)在位置射擊

對(duì)目標(biāo)現(xiàn)在位置射擊不需要測定目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素, 只需掌握目標(biāo)初始位置即可對(duì)目標(biāo)攻擊, 減少了聲納的暴露時(shí)間, 增強(qiáng)攻擊隱蔽性, 提高了作戰(zhàn)的快速反應(yīng)能力。但不修正空中飛行過程中潛艇目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的影響, 當(dāng)目標(biāo)距離較遠(yuǎn)時(shí), 目標(biāo)可能機(jī)動(dòng)距離遠(yuǎn), 影響入水點(diǎn)精度和捕獲概率。這種射擊方法的使用時(shí)機(jī): 當(dāng)艦艇在一定距離內(nèi)突然發(fā)現(xiàn)潛艇目標(biāo), 來不及確定其航向航速, 只知道其位置坐標(biāo)或方位、距離時(shí), 使用對(duì)目標(biāo)現(xiàn)在位置射擊法進(jìn)行攻擊, 能抓住戰(zhàn)機(jī)快速攻擊。如果在這種情況下依然使用對(duì)目標(biāo)提前位置射擊法, 可能貽誤戰(zhàn)機(jī), 暴露攻擊意圖。

2.3 對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域射擊

飛航式助飛魚雷發(fā)射時(shí), 如果僅知道潛艇目標(biāo)的初始位置坐標(biāo)及其概略航向(向左或向右), 并有理由推測在助飛魚雷發(fā)射后潛艇在艦艇目標(biāo)方位線向左或向右的0~180°范圍內(nèi)以任意航向勻速直航運(yùn)動(dòng)時(shí), 可以對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域射擊。此時(shí)提前角無法準(zhǔn)確求得, 可取一固定值。助飛魚雷對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域射擊如圖5所示。

圖5 助飛魚雷對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域射擊

對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域射擊方法與前2種方法一樣, 都是建立在潛艇目標(biāo)的勻速直航運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上, 其關(guān)鍵是如何確定射擊提前角, 讓助飛魚雷落在目標(biāo)可能位置的散布中心, 對(duì)可能區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)最大概率的捕獲。該方法主要使用時(shí)機(jī)介于前2種方法之間: 突然發(fā)現(xiàn)中近距離上的目標(biāo), 雖然來不及測定運(yùn)動(dòng)要素, 但知道目標(biāo)大致航向, 向固定運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行射擊, 能消除一部分艦艇航行帶來的誤差。

2.4 對(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)區(qū)域射擊

采用對(duì)目標(biāo)可能位置射擊法, 是艦艇在發(fā)射前根據(jù)已知目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素概略推斷其規(guī)避機(jī)動(dòng)的航速和航向, 將助飛魚雷發(fā)射至潛艇可能機(jī)動(dòng)的區(qū)域, 利用助飛魚雷較大的搜索扇面和距離在該情況下對(duì)潛艇進(jìn)行有效搜索和攻擊, 減小潛艇機(jī)動(dòng)后對(duì)助飛魚雷命中概率的影響。在實(shí)際反潛作戰(zhàn)中, 由于探測目標(biāo)和助飛魚雷空中飛行都需要一定的時(shí)間, 潛艇目標(biāo)發(fā)現(xiàn)受攻擊并進(jìn)行規(guī)避機(jī)動(dòng)的可能性較高, 因此該射擊方法具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。這種射擊方法的使用時(shí)機(jī): 探測到目標(biāo)后推測目標(biāo)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并要進(jìn)行機(jī)動(dòng)規(guī)避。關(guān)鍵是射擊提前角的確定, 需要通過仿真計(jì)算確定最優(yōu)入水點(diǎn)和合適的射擊提前角。

圖6 助飛魚雷對(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)區(qū)域射擊

3 射擊諸元解算模型

上文詳細(xì)闡述了飛航式助飛魚雷在無指令修正情況下的4種射擊方法, 在實(shí)際使用武器時(shí), 實(shí)際每種射擊方法下裝訂的射擊諸元是飛航式助飛魚雷入水點(diǎn)位置坐標(biāo), 即射擊瞄準(zhǔn)點(diǎn)的位置。因此, 射擊諸元解算的關(guān)鍵就是確定助飛魚雷的入水點(diǎn)坐標(biāo), 求解無指令修正情況下各射擊方法的射擊諸元如下。

3.1 對(duì)目標(biāo)提前位置射擊參數(shù)解算

圖7 對(duì)目標(biāo)提前位置射擊坐標(biāo)系

根據(jù)我艦坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)系變換, 最終確定飛航式助飛魚雷的射擊諸元, 完成射前準(zhǔn)備, 即可對(duì)目標(biāo)實(shí)施攻擊。

3.2 對(duì)目標(biāo)現(xiàn)在位置射擊參數(shù)解算

進(jìn)行坐標(biāo)變換后, 即可確定射擊諸元。

3.3 對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域射擊參數(shù)解算

建立直角坐標(biāo)系如圖9所示。

圖9 對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域射擊坐標(biāo)系

3.4 對(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)區(qū)域射擊參數(shù)解算

如圖10所示, 對(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)區(qū)域射擊時(shí), 發(fā)射艦艇只能獲取發(fā)射時(shí)刻潛艇目標(biāo)的航向、航速, 在助飛魚雷飛行至入水點(diǎn), 目標(biāo)的散布是一個(gè)類橢圓形, 其散布與飛航式助飛魚雷的飛行時(shí)間即射距和目標(biāo)的航速、規(guī)避機(jī)動(dòng)時(shí)機(jī)等因素有關(guān), 因此入水點(diǎn)位置應(yīng)取該區(qū)域的散布中心點(diǎn)。

圖10 對(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)區(qū)域射擊坐標(biāo)系

4 結(jié)束語

本文通過對(duì)飛航式助飛魚雷攻潛過程和反潛作戰(zhàn)使用特點(diǎn)的分析, 提出了在無指令修正情況下的4種射擊方法, 并對(duì)應(yīng)各方法建立了射擊諸元結(jié)算模型, 為飛航式助飛魚雷在作戰(zhàn)使用中的應(yīng)用和指揮決策提供了依據(jù)。

[1] 林宗祥, 孫永侃, 熊正祥．國外反潛導(dǎo)彈武器系統(tǒng)綜述[J]. 飛航導(dǎo)彈, 2011(2): 50-54. Lin Zong-xiang, Sun Yong-kan, Xiong Zheng-xiang. Review of Foreign Anti-submarine Missile System[J]. Aerodynamic Missile Journal, 2011(2): 50-54.

[2] 關(guān)世義, 馮郅仲．國外飛航式反潛導(dǎo)彈淺析[J]．飛航導(dǎo)彈, 2004(10): 2-9. Guan Shi-yi, Feng Zhi-zhong. Analysis of Foreign Cruise Anti-submarine Missile[J]. Aerodynamic Missile Journal, 2011(2): 50-54.

[3] 邢文華．反潛武器的作戰(zhàn)應(yīng)用[M]．北京: 船舶系統(tǒng)工程部, 2000.

(責(zé)任編輯: 許 妍)

Anti-submarine Shooting Methods of Cruise Assisted Torpedo without Instruction Correction

LIANG Liang,JIA Yue,REN Lei

(1. Postgraduate Team 1, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China; 2. Department of Underwater Weapon and Chemical defense, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China)

This paper presents anti-submarine shooting methods of a cruise assisted torpedo without instruction correction in consideration of the process of attacking submarine and the characteristics of anti-submarine warfare. Calculation models of shooting data are built for each shooting method, and the calculating method and principle of shooting data are analyzed. This study may provide a decision support and theoretical reference for actual application of weapons.

cruise assisted torpedo; shooting method; calculation of shooting data

2014-04-04;

2014-04-22.

梁 良(1984-), 男, 在讀碩士, 主要研究反潛武器裝備及其作戰(zhàn)使用.

TJ631.3

A

1673-1948(2014)04-0293-05