火箭助飛魚(yú)雷攻潛試驗(yàn)方案研究

許海昀，王 旅，謝君紅

（1.解放軍91439部隊(duì)，遼寧 大連 116041；2.解放軍91278部隊(duì)，遼寧 大連 116041）

火箭助飛魚(yú)雷攻潛試驗(yàn)方案研究

許海昀1，王 旅2，謝君紅1

（1.解放軍91439部隊(duì)，遼寧 大連 116041；2.解放軍91278部隊(duì)，遼寧 大連 116041）

為貼近實(shí)戰(zhàn)完成火箭助飛魚(yú)雷攻潛試驗(yàn)，針對(duì)目標(biāo)指示信息設(shè)備選擇、目標(biāo)靶的選擇、射擊方式解算等幾個(gè)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，建立了影響攻潛效果主要因素的仿真計(jì)算模型，并給出了仿真計(jì)算結(jié)果。經(jīng)海上試驗(yàn)檢驗(yàn)，方案設(shè)計(jì)合理可行。

火箭助飛魚(yú)雷，試驗(yàn)方案，航路設(shè)計(jì)，效率

0 引言

火箭助飛魚(yú)雷是一種新型遠(yuǎn)程反潛武器，具有速度高、射程遠(yuǎn)、反應(yīng)快和攻擊效果好等諸多特點(diǎn)［1］，從而成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的熱點(diǎn)，相關(guān)的作戰(zhàn)使用方法、作戰(zhàn)效率等研究也取得了眾多成果［2-7］。但落實(shí)到具體的試驗(yàn)工程實(shí)現(xiàn)上，尤其是如何在小樣本的情況下完成全系統(tǒng)全鏈路攻潛試驗(yàn)效果檢驗(yàn)，目前尚鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。

本文從試驗(yàn)設(shè)計(jì)使用需求出發(fā)，對(duì)助飛雷攻潛試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)涉及的主要問(wèn)題，包括目標(biāo)指示信息設(shè)備選擇、目標(biāo)靶選擇等進(jìn)行了深入研究，并對(duì)影響攻潛效果的主要因素建立了仿真模型，給出了仿真計(jì)算結(jié)果，用于提高試驗(yàn)效率，指導(dǎo)海上實(shí)射試驗(yàn)的具體設(shè)計(jì)。經(jīng)海上試驗(yàn)表明，試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)合理可行。

1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)涉及的主要因素分析

1.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)總體思路

火箭助飛魚(yú)雷的攻潛試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)要貫徹3個(gè)原則：

一是貼近實(shí)戰(zhàn)?？珊?jiǎn)要將攻潛作戰(zhàn)過(guò)程分為3個(gè)階段，搜潛接敵階段、發(fā)射階段、發(fā)射后的機(jī)動(dòng)階段。從其攻潛作戰(zhàn)過(guò)程可以看出，貼近實(shí)戰(zhàn)完成攻擊潛艇的試驗(yàn)，應(yīng)對(duì)目標(biāo)指示（含目標(biāo)探測(cè)、信息傳送）、攻擊解算、武器發(fā)射、空中飛行、水下捕獲攻擊目標(biāo)的全系統(tǒng)、全鏈路攻擊過(guò)程有所體現(xiàn)。

二是確保安全。試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)一定要確保試驗(yàn)安全，包括參試人員安全、參試兵力協(xié)同安全和參試設(shè)備安全。試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)要保證相關(guān)參試兵力處于禁區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)外。

三是提高效率。定型試驗(yàn)階段安排戰(zhàn)雷攻擊活動(dòng)靶試驗(yàn)條次數(shù)有限，一般情況下只有1條次～2條次，因此，對(duì)攻擊效果的判斷就顯得猶為重要，試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)在貼近實(shí)戰(zhàn)、確保安全的基礎(chǔ)上，一定要力爭(zhēng)使攻潛效果得到最大的體現(xiàn)，這也是此次試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與作戰(zhàn)使用研究最大的區(qū)別之一。

1.2 目標(biāo)指示信息設(shè)備選擇

攻擊潛艇試驗(yàn)需要目標(biāo)指示信息的保障，包括對(duì)目標(biāo)的探測(cè)和目標(biāo)信息的傳輸?，F(xiàn)階段主要有本艦、艦艦、艦機(jī)信息保障3種方式。

本艦信息保障的探測(cè)設(shè)備包括艦殼聲吶、拖曳聲吶，從打擊中遠(yuǎn)程目標(biāo)、尤其是遠(yuǎn)程目標(biāo)的保障要求來(lái)說(shuō)，并不適宜。艦艦信息保障方式中，如果不考慮信息傳輸?shù)挠绊?，其探測(cè)設(shè)備與本艦信息保障方式是一樣的，受水面艦聲吶探測(cè)距離限制，水面艦優(yōu)于潛艇先發(fā)現(xiàn)目標(biāo)顯然在作戰(zhàn)中不太可能出現(xiàn)，因此，艦艦信息保障方式也不會(huì)是主要的助飛魚(yú)雷攻潛信息保障方式。艦載直升機(jī)可完成對(duì)指定海區(qū)的搜索、巡邏，不僅擴(kuò)大了載艦的視界、彌補(bǔ)了水面艦艇對(duì)潛攻擊和防御縱深的不足，而且也提高了對(duì)潛監(jiān)視的可能性，從未來(lái)作戰(zhàn)的實(shí)際需求出發(fā)，認(rèn)為艦機(jī)協(xié)同信息保障才是助飛魚(yú)雷目標(biāo)指示信息保障的主要方式。因此，攻潛試驗(yàn)以艦機(jī)協(xié)同保障方式為優(yōu)。

1.3 活動(dòng)靶目標(biāo)選擇

1.3.1 實(shí)艇靶目標(biāo)

單純基于貼近實(shí)戰(zhàn)進(jìn)行選擇，當(dāng)然以實(shí)艇靶為優(yōu)，但火箭助飛魚(yú)雷的落點(diǎn)具有較大的散布范圍，這一點(diǎn)與管裝和空投雷攻擊潛艇試驗(yàn)相比，在安全控制上的要求會(huì)更高，為防止魚(yú)雷與目標(biāo)潛艇相撞，必須對(duì)海區(qū)深度、兵力協(xié)同等進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，以確保安全。

為防止魚(yú)雷與目標(biāo)潛艇相撞，一種方案是潛艇在魚(yú)雷下方航行。從確保安全的角度，魚(yú)雷的安全深度應(yīng)小于潛艇航行深度，那么在跟蹤攻擊目標(biāo)的過(guò)程中，有可能出現(xiàn)魚(yú)雷到達(dá)安全深度時(shí)，停車(chē)排載上浮的現(xiàn)象，達(dá)不到攻擊效果；從確實(shí)體現(xiàn)攻潛效果的角度，安全深度應(yīng)設(shè)置為大于潛艇的航行深度，此時(shí)魚(yú)雷從潛艇上方搜索，由于潛艇艦橋（相當(dāng)于小目標(biāo)）的影響，使魚(yú)雷跟蹤效果不好，即使在采取近程規(guī)避等安全措施的條件下，仍可能出現(xiàn)撞擊潛艇的現(xiàn)象，安全隱患大；第2種方案就是潛艇在魚(yú)雷上方航行，人為設(shè)置攻潛鏈路的“斷點(diǎn)”，以滿足安全控制需要。即設(shè)定一個(gè)固定點(diǎn)作為魚(yú)雷虛擬攻擊目標(biāo)點(diǎn)，潛艇在魚(yú)雷入水前必須在危險(xiǎn)區(qū)范圍外機(jī)動(dòng)，待魚(yú)雷入水后，潛艇向虛擬攻擊點(diǎn)航行。這種方式下由于人為設(shè)置了攻擊點(diǎn)偏差，有可能出現(xiàn)超出戰(zhàn)斗載荷的搜索范圍，達(dá)不到攻潛的實(shí)際效果。也就是說(shuō)，選用實(shí)艇靶作為目標(biāo)時(shí)，不論潛艇在魚(yú)雷上方還是下方航行，都不能同時(shí)滿足攻潛效果和安全控制的需要。

1.3.2 訓(xùn)靶目標(biāo)

選用訓(xùn)靶作為目標(biāo)，模擬實(shí)艇特性，在安全控制上能夠得到較好保證，通過(guò)以往部隊(duì)使用情況來(lái)看，也能充分完成全系統(tǒng)全鏈路攻潛過(guò)程。此外，選用訓(xùn)靶作為攻擊目標(biāo)，在試驗(yàn)海區(qū)選取和兵力協(xié)同等方面也具有一定的優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)上述分析，認(rèn)為攻擊潛艇試驗(yàn)選用訓(xùn)靶作為攻擊目標(biāo)較為適宜，至少在使用火箭助飛魚(yú)雷攻擊潛艇的初期試驗(yàn)中，選用訓(xùn)靶作為攻擊目標(biāo)是完全有必要的。

1.4 射擊參數(shù)解算方式選擇

魚(yú)雷射擊參數(shù)解算方式主要有3種：提前位置、可能區(qū)域及現(xiàn)在點(diǎn)解算方式［5］。由于火箭助飛魚(yú)雷具有一定的落點(diǎn)散布，認(rèn)為在中、近程時(shí)，可以采用現(xiàn)在點(diǎn)解算方式，既可以保證攻擊效果，又能實(shí)現(xiàn)快速攻擊。為保證攻擊效果，從協(xié)同兵力探測(cè)目標(biāo)到反潛武器系統(tǒng)接收到目標(biāo)信息的時(shí)間應(yīng)盡可能縮短并確保信息的連續(xù)性。攻擊遠(yuǎn)程目標(biāo)時(shí)，即使落點(diǎn)具有一定的散布，但由于空中飛行時(shí)間長(zhǎng)，目標(biāo)潛艇偏離現(xiàn)在點(diǎn)的距離會(huì)更大，因此，遠(yuǎn)程攻擊時(shí)還應(yīng)優(yōu)選提前位置或可能區(qū)域的解算方式。

2 攻潛效果仿真計(jì)算

通過(guò)前文對(duì)助飛雷攻潛試驗(yàn)方案主要因素的分析進(jìn)行攻潛效果仿真計(jì)算，以便為試驗(yàn)組織實(shí)施提供進(jìn)一步的技術(shù)支持。仿真模型計(jì)算總體思路如下：給定魚(yú)雷航速、目標(biāo)航速，魚(yú)雷空中飛行段落點(diǎn)精度、本艇聲吶測(cè)向、測(cè)距精度，求魚(yú)雷各種環(huán)形條件下發(fā)現(xiàn)概率及魚(yú)雷定時(shí)爆炸時(shí)與訓(xùn)靶的距離。

2.1 坐標(biāo)系的建立

魚(yú)雷發(fā)射時(shí)刻t0，本艦在w點(diǎn)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)m為坐標(biāo)原點(diǎn)（當(dāng)前點(diǎn)），目標(biāo)運(yùn)動(dòng)初始方向?yàn)閤軸，垂向x為y軸，形成直角坐標(biāo)系。

圖1 直角坐標(biāo)系

2.2 仿真模型

2.2.1 誤差散布分析及仿真模型

①聲吶探測(cè)誤差

t0時(shí)刻，聲吶發(fā)現(xiàn)目標(biāo)距離為 D0、方位為 β0，定義為當(dāng)前點(diǎn)，目標(biāo)散布方位和距離按下式計(jì)算。

②魚(yú)雷落點(diǎn)誤差

火箭助飛魚(yú)雷射擊誤差服從以射擊瞄準(zhǔn)點(diǎn)為中心的二維正態(tài)分布［6-7］。t0時(shí)刻，本艦向當(dāng)前點(diǎn)發(fā)射魚(yú)雷。以當(dāng)前點(diǎn)為中心，半徑為給定的魚(yú)雷空中飛行段落點(diǎn)精度（1σ），落點(diǎn)范圍為圓形區(qū)域，半徑按正態(tài)分布均值為0、方差為落點(diǎn)精度隨機(jī)產(chǎn)生。落點(diǎn)方位在0～360°范圍按均勻分布隨機(jī)產(chǎn)生。

③海水流速、流向?qū)λ矔r(shí)魚(yú)雷及目標(biāo)影響數(shù)學(xué)模型

假設(shè)魚(yú)雷（或目標(biāo)）運(yùn)動(dòng)速度為Vw、運(yùn)動(dòng)方向?yàn)镃w，分解（x，y）方向：

海水流速為 Vs流向?yàn)?Cs，分解（x，y）方向：

則魚(yú)雷對(duì)水運(yùn)動(dòng)分解為（x，y）方向標(biāo)量為：

則魚(yú)雷對(duì)水運(yùn)動(dòng)速度為：

魚(yú)雷對(duì)水運(yùn)動(dòng)方向?yàn)椋?/p>

2.2.2 魚(yú)雷空中飛行及水下彈道仿真模型

空中彈道用3階最小二乘多項(xiàng)式曲線擬合。

魚(yú)雷入水后的運(yùn)動(dòng)方向Cw（ti）在0～360°范圍按均勻分布隨機(jī)產(chǎn)生。

水下彈道分直航段、追蹤段、搜索段等進(jìn)行仿真。

2.2.3 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)仿真模型

目標(biāo)t0時(shí)刻初始位置按式（7）計(jì)算

目標(biāo)設(shè)定速度為 Vm、方向?yàn)?Cm，按式（5）、式（6）計(jì)算目標(biāo)與海水流速、流向的矢量，運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型為：

正如前文所述定型試驗(yàn)階段應(yīng)力爭(zhēng)在有限的樣本量條件下達(dá)到攻潛效果的最大體現(xiàn)，因此，訓(xùn)靶的航行態(tài)勢(shì)也是本次試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。考慮了兩種運(yùn)動(dòng)方式，一是直航運(yùn)動(dòng)，二是在落點(diǎn)區(qū)域內(nèi)按“口”字形運(yùn)動(dòng)。

圖2 目標(biāo)直航運(yùn)動(dòng)示意圖

圖3 目標(biāo)“口”字形運(yùn)動(dòng)示意圖

2.3 仿真計(jì)算結(jié)果分析

①給定魚(yú)雷環(huán)形被動(dòng)、主動(dòng)搜索自導(dǎo)作用距離，魚(yú)雷水下航行時(shí)間，改變本艦與訓(xùn)靶初始距離，分別按直航運(yùn)動(dòng)、“口”字形運(yùn)動(dòng)模擬計(jì)算1 000次結(jié)果如表1所示。

表1 初始距離不同情況下模擬計(jì)算結(jié)果（%）

②給定本艦與訓(xùn)靶初始距離、魚(yú)雷水下航行時(shí)間，改變魚(yú)雷環(huán)形被動(dòng)、主動(dòng)搜索自導(dǎo)作用距離，分別按直航運(yùn)動(dòng)、“口”字形運(yùn)動(dòng)，模擬計(jì)算1 000次結(jié)果如表2所示。

表2 魚(yú)雷自導(dǎo)作用距離不同情況下模擬計(jì)算結(jié)果（%）

③給定魚(yú)雷環(huán)形被動(dòng)、主動(dòng)搜索自導(dǎo)作用距離，本艦與訓(xùn)靶初始距離，改變魚(yú)雷水下航行時(shí)間，分別按直航運(yùn)動(dòng)、“口”字形運(yùn)動(dòng)，模擬計(jì)算1 000次結(jié)果如表3所示。

表3 魚(yú)雷水下航行時(shí)間不同情況下模擬計(jì)算結(jié)果（%）

④給定魚(yú)雷環(huán)形被動(dòng)、主動(dòng)搜索自導(dǎo)作用距離，本艦與訓(xùn)靶初始距離，魚(yú)雷水下航行時(shí)間，海水流向，改變海水流速，分別按直航運(yùn)動(dòng)、“口”字形運(yùn)動(dòng)，模擬計(jì)算1 000次結(jié)果如表4所示。

表4 不同海水流速情況下模擬計(jì)算結(jié)果（%）

從上述仿真計(jì)算結(jié)果可看出：

①采用現(xiàn)在點(diǎn)射擊方式下，發(fā)射距離不宜太遠(yuǎn)。遠(yuǎn)距離發(fā)射由于聲吶發(fā)現(xiàn)目標(biāo)誤差大，影響攻潛的效果，這一點(diǎn)與文獻(xiàn)［4］的研究結(jié)論一致。需說(shuō)明的是，本次試驗(yàn)未采用艦機(jī)協(xié)同方式，因此，仿真計(jì)算基于本艦聲吶探測(cè)方式進(jìn)行。

②魚(yú)雷自導(dǎo)作用距離愈好，魚(yú)雷跟蹤訓(xùn)靶次數(shù)越多，反映在水文條件越好，成功跟蹤率越高。試驗(yàn)前也對(duì)水文條件進(jìn)行測(cè)量，預(yù)估試驗(yàn)成功率是否達(dá)到試驗(yàn)條件。

③魚(yú)雷水下航行時(shí)間越長(zhǎng)，魚(yú)雷跟蹤訓(xùn)靶次數(shù)越多。采用操雷訓(xùn)練時(shí)，在保證操雷可靠上浮回收的前提下，可適當(dāng)加大動(dòng)力燃料。

④訓(xùn)靶“口字型”在落點(diǎn)區(qū)域旋回運(yùn)動(dòng)，可提高攻潛試驗(yàn)成功概率。組織實(shí)施時(shí)，可根據(jù)試驗(yàn)或訓(xùn)練目的，視情選擇訓(xùn)靶運(yùn)動(dòng)方式。

⑤魚(yú)雷在訓(xùn)靶50 m范圍內(nèi)爆炸次數(shù)約5%，評(píng)價(jià)訓(xùn)靶是否被毀傷判斷魚(yú)雷攻擊成功，不能作為主要依據(jù)，應(yīng)當(dāng)打撈回收訓(xùn)靶，看魚(yú)雷是否過(guò)靶。

3 結(jié)論

本文基于火箭助飛魚(yú)雷攻潛試驗(yàn)設(shè)計(jì)的3個(gè)原則：貼近實(shí)戰(zhàn)、確保安全和提高效率，分析了影響火箭助飛魚(yú)雷攻潛試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的主要因素，并進(jìn)行了仿真計(jì)算，其計(jì)算結(jié)論有效指導(dǎo)了定型試驗(yàn)中戰(zhàn)雷攻潛試驗(yàn)實(shí)施方案的制定，并對(duì)部隊(duì)后續(xù)開(kāi)展專項(xiàng)訓(xùn)練具有一定的借鑒作用。需要說(shuō)明的是，首次戰(zhàn)雷攻潛試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)貼近實(shí)戰(zhàn)而又不同于實(shí)戰(zhàn)，對(duì)目標(biāo)不考慮機(jī)動(dòng)規(guī)避，不考慮艦機(jī)信息協(xié)同誤差，而且設(shè)計(jì)了更有利發(fā)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)，其主要目的是用小樣本量完成全系統(tǒng)全鏈路攻潛過(guò)程，檢驗(yàn)使用效果。后期試驗(yàn)和訓(xùn)練中可根據(jù)不同目的，視情選擇目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方式。

［1］梁良，賈躍，任磊.國(guó)外艦載助飛魚(yú)雷發(fā)展綜述［J］.魚(yú)雷技術(shù)，2014，22（2）：157-160.

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Study on Test Scheme of Rocket Assisted Torpedo Attacking Submarine

XU Hai-yun1，WANG Lyu2，XIE Jun-hong1
（1.Unit 91439 of PLA，Dalian 116041，China；2.Unit 91278 of PLA，Dalian 116041，China）

Aimed at the keys of the test design on the equipment choice of target indication information，the choice of target and the shooting mode of solution，the test design is analyzed in this paper in order to accomplish the test of rocket assisted torpedo attacking submarine.The simulation model of the main factors affecting the attacking effect is established，the simulation result is shown in this paper.According to the test on the sea，the design of the scheme is testified reasonably and feasibly.

rocket assisted torpedo，test scheme，design of sea-lane，efficiency

TJ631.8

A

10.3969/j.issn.1002-0640.2017.07.039

1002-0640（2017）07-0180-04

2016-03-05

2016-06-07

許海昀（1973- ），女，遼寧大連人，高級(jí)工程師。研究方向：水中兵器試驗(yàn)。