火箭助飛魚(yú)雷攻潛命中概率計(jì)算方法研究

邢國(guó)強(qiáng) 韓峰

摘 要:本文根據(jù)火箭助飛魚(yú)雷的作戰(zhàn)流程,在充分考慮各相關(guān)因素影響后,建立了火箭助飛魚(yú)雷全彈道仿真模型和射擊效率解算模型。并對(duì)目標(biāo)提前位置射擊、目標(biāo)可能區(qū)域射擊、目標(biāo)現(xiàn)在位置的射擊參數(shù)解算進(jìn)行了仿真計(jì)算和分析,對(duì)研究其作戰(zhàn)使用等諸多問(wèn)題具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞:火箭助飛魚(yú)雷彈道模型統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)法概率

中圖分類號(hào):E91火箭助飛魚(yú)雷的攻潛概率是反映其作戰(zhàn)能力的重要指標(biāo),它不僅與魚(yú)雷戰(zhàn)技指標(biāo)有關(guān),還與作戰(zhàn)使用方法、發(fā)射平臺(tái)性能和作戰(zhàn)海域水文條件等多因素有關(guān)。本文應(yīng)用統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)法對(duì)火箭助飛魚(yú)雷攻潛概率工程算法進(jìn)行研究。

1 仿真想定

由于仿真計(jì)算火箭助飛魚(yú)雷對(duì)潛艇射擊效率是復(fù)雜的離散事件,全部考慮影響其計(jì)算結(jié)果的因素是不現(xiàn)實(shí)的,因此建立火箭助飛魚(yú)雷的射擊效率模型既要準(zhǔn)確、完整,又要考慮到仿真實(shí)際,做出合理的簡(jiǎn)化。

1.1 火箭助飛魚(yú)雷攻潛命中概率的相關(guān)因素

根據(jù)火箭助飛魚(yú)雷作戰(zhàn)流程,其射擊效率P基本模型為:

式中:

——捕獲目標(biāo)概率;

——追蹤目標(biāo)概率;

——末彈道命中目標(biāo)概率;

——?dú)繕?biāo)的概率;

——抗干擾概率。

1.2 計(jì)算方法選擇

應(yīng)用模擬法計(jì)算火箭助飛魚(yú)雷的射擊效率。模擬法可以真實(shí)地仿真各種水文條件、魚(yú)雷復(fù)雜的環(huán)形、蛇形、梯形等搜索彈道和各種再搜索過(guò)程以及目標(biāo)的任意機(jī)動(dòng)。

按通常使用蒙特卡洛法的慣例,結(jié)合給定的模擬精度△以及模擬得到的命中概率(發(fā)現(xiàn)概率)值P可用下式來(lái)確定試驗(yàn)次數(shù)N。

按常用概率值p＝0.8來(lái)考慮,在計(jì)算一般的命中概率時(shí)要求精度△=0.02,試驗(yàn)次數(shù)可取2000次。

1.3 坐標(biāo)系的建立

為了方便計(jì)算我們建立如圖1所示坐標(biāo)系,火箭助飛魚(yú)雷發(fā)射時(shí)刻目標(biāo)位置m0在Y軸上,目標(biāo)初始真航向Cm沒(méi)為X軸,發(fā)射時(shí)刻魚(yú)雷位置w0根據(jù)魚(yú)雷相對(duì)于目標(biāo)的方位距離確定。(如圖1）

1.4 目標(biāo)參數(shù)及機(jī)動(dòng)假設(shè)

關(guān)于潛艇的機(jī)動(dòng)樣式采用以下想定:目標(biāo)潛艇等效橢球體尺寸取長(zhǎng)100m,寬10m,高10m,最大速度24kn。在魚(yú)雷入水前目標(biāo)作勻速直航運(yùn)動(dòng),航速、航向隨機(jī)產(chǎn)生。當(dāng)魚(yú)雷入水之后經(jīng)過(guò)t1(取15秒)反應(yīng)時(shí)間,潛艇開(kāi)始做背雷轉(zhuǎn)旋回機(jī)動(dòng)。潛艇目標(biāo)旋回到魚(yú)雷處于其舷角大于155°時(shí)止,改為以最大速度直航。

1.5 射擊參數(shù)解算模型

魚(yú)雷射擊參數(shù)解算,首先要解決射擊瞄點(diǎn)的選擇問(wèn)題。正確的射擊瞄點(diǎn)保證魚(yú)雷入水后能迅速、可靠的發(fā)現(xiàn)和跟蹤目標(biāo),達(dá)到滿意的作戰(zhàn)效果。火箭助飛魚(yú)雷瞄點(diǎn)的選取應(yīng)以其作戰(zhàn)效果為依據(jù),并且必須遵循兩點(diǎn)原則:一是魚(yú)雷入水后對(duì)潛艇發(fā)現(xiàn)概率最大;二是要保證魚(yú)雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后有足夠的追蹤航程。在確定射擊瞄點(diǎn)后,再計(jì)算射擊諸元。

2 仿真結(jié)果與分析

2.1 空中段彈道仿真計(jì)算

火箭助飛魚(yú)雷在空中的飛行時(shí)間關(guān)系到目標(biāo)的散布的范圍,是射擊諸元解算中的重要參數(shù)。本文根據(jù)火箭助飛魚(yú)雷的空中彈道微分方程組,對(duì)火箭助飛魚(yú)雷的空中彈道進(jìn)行仿真,計(jì)算了不同射距下的空中飛行時(shí)間。

2.2 命中概率計(jì)算及射擊效果分析

由于火箭助飛魚(yú)雷利用火箭助推大大縮短了接敵時(shí)間,使得其可對(duì)遠(yuǎn)距離、高航速的目標(biāo)實(shí)施攻擊。本文仿真計(jì)算了不同射擊方法下魚(yú)雷(單枚)對(duì)不同射距、不同航速目標(biāo)的命中概率。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果,在目標(biāo)航速、射距相同的情況下,對(duì)目標(biāo)提前位置射擊的命中概率高于對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域射擊,而對(duì)目標(biāo)當(dāng)前位置射擊的命中概率最低;在目標(biāo)航速相同的情況下,對(duì)目標(biāo)提前位置射擊的命中概率隨著射距的增大,下降的不大,特別是目標(biāo)航速較低時(shí),這種影響可以忽略,而對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域的射擊和對(duì)目標(biāo)當(dāng)前位置射擊的命中概率隨著射距的增大下降的很快,特別是目標(biāo)航速較高時(shí),命中概率下降的趨勢(shì)更明顯;在射距相同的情況下,對(duì)目標(biāo)提前位置射擊的命中概率隨著目標(biāo)航速的增大而下降的幅度不大,而對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域的射擊和對(duì)目標(biāo)當(dāng)前位置射擊的命中概率隨著射距的增大下降的很快,特別是射距較大時(shí),命中概率迅速下降。

對(duì)目標(biāo)提前位置射擊時(shí),由于對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)了解比較充分,命中概率最高,且受目標(biāo)航速、射距的影響較小,對(duì)遠(yuǎn)距離、高速目標(biāo)仍有很高的命中概率;而對(duì)目標(biāo)可能區(qū)域的射擊和對(duì)目標(biāo)當(dāng)前位置射擊隊(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況了解不充分,目標(biāo)的散布范圍隨著目標(biāo)航速、射距的增大迅速擴(kuò)大,命中概率下降的很快,不能保證對(duì)中遠(yuǎn)距離、高速目標(biāo)的殺傷效果。

3 結(jié)語(yǔ)

進(jìn)行火箭助飛魚(yú)雷攻潛概率計(jì)算方法研究,有利于提高反潛作戰(zhàn)效能。利用火箭助飛魚(yú)雷攻潛過(guò)程的模擬仿真,既可進(jìn)行反潛效果評(píng)估,準(zhǔn)確的計(jì)算火箭助飛魚(yú)雷攻潛概率和評(píng)估攻潛效率,又可通過(guò)對(duì)不同作戰(zhàn)方式的效率分析、比較,進(jìn)一步改進(jìn)作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù),為反潛系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)使用提供依據(jù),也可進(jìn)一步優(yōu)化火箭助飛魚(yú)雷方案及戰(zhàn)術(shù)使用方式,最終達(dá)到較佳作戰(zhàn)效果。

本文的計(jì)算結(jié)果僅僅是理論仿真計(jì)算,火箭助飛魚(yú)雷的攻潛效能有待效果試驗(yàn)的進(jìn)一步驗(yàn)證。

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