許海昀，王 旅，謝君紅

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

火箭助飛魚雷攻潛試驗方案研究

許海昀1，王 旅2，謝君紅1

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

為貼近實戰(zhàn)完成火箭助飛魚雷攻潛試驗，針對目標指示信息設備選擇、目標靶的選擇、射擊方式解算等幾個試驗方案設計關鍵點對試驗方案設計進行了分析，建立了影響攻潛效果主要因素的仿真計算模型，并給出了仿真計算結果。經(jīng)海上試驗檢驗，方案設計合理可行。

火箭助飛魚雷，試驗方案，航路設計，效率

0 引言

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

本文從試驗設計使用需求出發(fā)，對助飛雷攻潛試驗方案設計涉及的主要問題，包括目標指示信息設備選擇、目標靶選擇等進行了深入研究，并對影響攻潛效果的主要因素建立了仿真模型，給出了仿真計算結果，用于提高試驗效率，指導海上實射試驗的具體設計。經(jīng)海上試驗表明，試驗方案設計合理可行。

1 試驗方案設計涉及的主要因素分析

1.1 試驗方案設計總體思路

火箭助飛魚雷的攻潛試驗方案設計要貫徹3個原則：

一是貼近實戰(zhàn)?？珊喴獙⒐撟鲬?zhàn)過程分為3個階段，搜潛接敵階段、發(fā)射階段、發(fā)射后的機動階段。從其攻潛作戰(zhàn)過程可以看出，貼近實戰(zhàn)完成攻擊潛艇的試驗，應對目標指示（含目標探測、信息傳送）、攻擊解算、武器發(fā)射、空中飛行、水下捕獲攻擊目標的全系統(tǒng)、全鏈路攻擊過程有所體現(xiàn)。

二是確保安全。試驗方案設計一定要確保試驗安全，包括參試人員安全、參試兵力協(xié)同安全和參試設備安全。試驗方案設計時要保證相關參試兵力處于禁區(qū)和危險區(qū)外。

三是提高效率。定型試驗階段安排戰(zhàn)雷攻擊活動靶試驗條次數(shù)有限，一般情況下只有1條次～2條次，因此，對攻擊效果的判斷就顯得猶為重要，試驗方案設計在貼近實戰(zhàn)、確保安全的基礎上，一定要力爭使攻潛效果得到最大的體現(xiàn)，這也是此次試驗方案設計與作戰(zhàn)使用研究最大的區(qū)別之一。

1.2 目標指示信息設備選擇

攻擊潛艇試驗需要目標指示信息的保障，包括對目標的探測和目標信息的傳輸。現(xiàn)階段主要有本艦、艦艦、艦機信息保障3種方式。

本艦信息保障的探測設備包括艦殼聲吶、拖曳聲吶，從打擊中遠程目標、尤其是遠程目標的保障要求來說，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?，其探測設備與本艦信息保障方式是一樣的，受水面艦聲吶探測距離限制，水面艦優(yōu)于潛艇先發(fā)現(xiàn)目標顯然在作戰(zhàn)中不太可能出現(xiàn)，因此，艦艦信息保障方式也不會是主要的助飛魚雷攻潛信息保障方式。艦載直升機可完成對指定海區(qū)的搜索、巡邏，不僅擴大了載艦的視界、彌補了水面艦艇對潛攻擊和防御縱深的不足，而且也提高了對潛監(jiān)視的可能性，從未來作戰(zhàn)的實際需求出發(fā)，認為艦機協(xié)同信息保障才是助飛魚雷目標指示信息保障的主要方式。因此，攻潛試驗以艦機協(xié)同保障方式為優(yōu)。

1.3 活動靶目標選擇

1.3.1 實艇靶目標

單純基于貼近實戰(zhàn)進行選擇，當然以實艇靶為優(yōu)，但火箭助飛魚雷的落點具有較大的散布范圍，這一點與管裝和空投雷攻擊潛艇試驗相比，在安全控制上的要求會更高，為防止魚雷與目標潛艇相撞，必須對海區(qū)深度、兵力協(xié)同等進行有效設計，以確保安全。

為防止魚雷與目標潛艇相撞，一種方案是潛艇在魚雷下方航行。從確保安全的角度，魚雷的安全深度應小于潛艇航行深度，那么在跟蹤攻擊目標的過程中，有可能出現(xiàn)魚雷到達安全深度時，停車排載上浮的現(xiàn)象，達不到攻擊效果；從確實體現(xiàn)攻潛效果的角度，安全深度應設置為大于潛艇的航行深度，此時魚雷從潛艇上方搜索，由于潛艇艦橋（相當于小目標）的影響，使魚雷跟蹤效果不好，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雷上方航行，人為設置攻潛鏈路的“斷點”，以滿足安全控制需要。即設定一個固定點作為魚雷虛擬攻擊目標點，潛艇在魚雷入水前必須在危險區(qū)范圍外機動，待魚雷入水后，潛艇向虛擬攻擊點航行。這種方式下由于人為設置了攻擊點偏差，有可能出現(xiàn)超出戰(zhàn)斗載荷的搜索范圍，達不到攻潛的實際效果。也就是說，選用實艇靶作為目標時，不論潛艇在魚雷上方還是下方航行，都不能同時滿足攻潛效果和安全控制的需要。

1.3.2 訓靶目標

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

根據(jù)上述分析，認為攻擊潛艇試驗選用訓靶作為攻擊目標較為適宜，至少在使用火箭助飛魚雷攻擊潛艇的初期試驗中，選用訓靶作為攻擊目標是完全有必要的。

1.4 射擊參數(shù)解算方式選擇

魚雷射擊參數(shù)解算方式主要有3種：提前位置、可能區(qū)域及現(xiàn)在點解算方式［5］。由于火箭助飛魚雷具有一定的落點散布，認為在中、近程時，可以采用現(xiàn)在點解算方式，既可以保證攻擊效果，又能實現(xiàn)快速攻擊。為保證攻擊效果，從協(xié)同兵力探測目標到反潛武器系統(tǒng)接收到目標信息的時間應盡可能縮短并確保信息的連續(xù)性。攻擊遠程目標時，即使落點具有一定的散布，但由于空中飛行時間長，目標潛艇偏離現(xiàn)在點的距離會更大，因此，遠程攻擊時還應優(yōu)選提前位置或可能區(qū)域的解算方式。

2 攻潛效果仿真計算

通過前文對助飛雷攻潛試驗方案主要因素的分析進行攻潛效果仿真計算，以便為試驗組織實施提供進一步的技術支持。仿真模型計算總體思路如下：給定魚雷航速、目標航速，魚雷空中飛行段落點精度、本艇聲吶測向、測距精度，求魚雷各種環(huán)形條件下發(fā)現(xiàn)概率及魚雷定時爆炸時與訓靶的距離。

2.1 坐標系的建立

魚雷發(fā)射時刻t0，本艦在w點發(fā)現(xiàn)目標m為坐標原點（當前點），目標運動初始方向為x軸，垂向x為y軸，形成直角坐標系。

圖1 直角坐標系

2.2 仿真模型

2.2.1 誤差散布分析及仿真模型

①聲吶探測誤差

t0時刻，聲吶發(fā)現(xiàn)目標距離為 D0、方位為 β0，定義為當前點，目標散布方位和距離按下式計算。

②魚雷落點誤差

火箭助飛魚雷射擊誤差服從以射擊瞄準點為中心的二維正態(tài)分布［6-7］。t0時刻，本艦向當前點發(fā)射魚雷。以當前點為中心，半徑為給定的魚雷空中飛行段落點精度（1σ），落點范圍為圓形區(qū)域，半徑按正態(tài)分布均值為0、方差為落點精度隨機產(chǎn)生。落點方位在0～360°范圍按均勻分布隨機產(chǎn)生。

③海水流速、流向對瞬時魚雷及目標影響數(shù)學模型

假設魚雷（或目標）運動速度為Vw、運動方向為Cw，分解（x，y）方向：

海水流速為 Vs流向為 Cs，分解（x，y）方向：

則魚雷對水運動分解為（x，y）方向標量為：

則魚雷對水運動速度為：

魚雷對水運動方向為：

2.2.2 魚雷空中飛行及水下彈道仿真模型

空中彈道用3階最小二乘多項式曲線擬合。

魚雷入水后的運動方向Cw（ti）在0～360°范圍按均勻分布隨機產(chǎn)生。

水下彈道分直航段、追蹤段、搜索段等進行仿真。

2.2.3 目標運動仿真模型

目標t0時刻初始位置按式（7）計算

目標設定速度為 Vm、方向為 Cm，按式（5）、式（6）計算目標與海水流速、流向的矢量，運動數(shù)學模型為：

正如前文所述定型試驗階段應力爭在有限的樣本量條件下達到攻潛效果的最大體現(xiàn)，因此，訓靶的航行態(tài)勢也是本次試驗方案設計的重點?？紤]了兩種運動方式，一是直航運動，二是在落點區(qū)域內按“口”字形運動。

圖2 目標直航運動示意圖

圖3 目標“口”字形運動示意圖

2.3 仿真計算結果分析

①給定魚雷環(huán)形被動、主動搜索自導作用距離，魚雷水下航行時間，改變本艦與訓靶初始距離，分別按直航運動、“口”字形運動模擬計算1 000次結果如表1所示。

表1 初始距離不同情況下模擬計算結果（%）

②給定本艦與訓靶初始距離、魚雷水下航行時間，改變魚雷環(huán)形被動、主動搜索自導作用距離，分別按直航運動、“口”字形運動，模擬計算1 000次結果如表2所示。

表2 魚雷自導作用距離不同情況下模擬計算結果（%）

③給定魚雷環(huán)形被動、主動搜索自導作用距離，本艦與訓靶初始距離，改變魚雷水下航行時間，分別按直航運動、“口”字形運動，模擬計算1 000次結果如表3所示。

表3 魚雷水下航行時間不同情況下模擬計算結果（%）

④給定魚雷環(huán)形被動、主動搜索自導作用距離，本艦與訓靶初始距離，魚雷水下航行時間，海水流向，改變海水流速，分別按直航運動、“口”字形運動，模擬計算1 000次結果如表4所示。

表4 不同海水流速情況下模擬計算結果（%）

從上述仿真計算結果可看出：

①采用現(xiàn)在點射擊方式下，發(fā)射距離不宜太遠。遠距離發(fā)射由于聲吶發(fā)現(xiàn)目標誤差大，影響攻潛的效果，這一點與文獻［4］的研究結論一致。需說明的是，本次試驗未采用艦機協(xié)同方式，因此，仿真計算基于本艦聲吶探測方式進行。

②魚雷自導作用距離愈好，魚雷跟蹤訓靶次數(shù)越多，反映在水文條件越好，成功跟蹤率越高。試驗前也對水文條件進行測量，預估試驗成功率是否達到試驗條件。

③魚雷水下航行時間越長，魚雷跟蹤訓靶次數(shù)越多。采用操雷訓練時，在保證操雷可靠上浮回收的前提下，可適當加大動力燃料。

④訓靶“口字型”在落點區(qū)域旋回運動，可提高攻潛試驗成功概率。組織實施時，可根據(jù)試驗或訓練目的，視情選擇訓靶運動方式。

⑤魚雷在訓靶50 m范圍內爆炸次數(shù)約5%，評價訓靶是否被毀傷判斷魚雷攻擊成功，不能作為主要依據(jù)，應當打撈回收訓靶，看魚雷是否過靶。

3 結論

本文基于火箭助飛魚雷攻潛試驗設計的3個原則：貼近實戰(zhàn)、確保安全和提高效率，分析了影響火箭助飛魚雷攻潛試驗方案設計的主要因素，并進行了仿真計算，其計算結論有效指導了定型試驗中戰(zhàn)雷攻潛試驗實施方案的制定，并對部隊后續(xù)開展專項訓練具有一定的借鑒作用。需要說明的是，首次戰(zhàn)雷攻潛試驗方案設計貼近實戰(zhàn)而又不同于實戰(zhàn)，對目標不考慮機動規(guī)避，不考慮艦機信息協(xié)同誤差，而且設計了更有利發(fā)現(xiàn)的運動態(tài)勢，其主要目的是用小樣本量完成全系統(tǒng)全鏈路攻潛過程，檢驗使用效果。后期試驗和訓練中可根據(jù)不同目的，視情選擇目標運動方式。

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

［2］周明，徐德民.火箭助飛魚雷對隨機機動目標的射擊效率仿真［J］.火力與指揮控制，2007，32（4）：116-119.

［3］田恒斗，曹慶剛，侯代文，等.火箭助飛魚雷捕獲概率的解析模型［J］.兵工學報，2013，34（7）：916-921.

［4］梁良，賈躍，任磊.助飛魚雷機動區(qū)域射擊法攻潛能力研究［J］.指揮控制與仿真，2015，37（1）：50-55.

［5］門金柱，周明，鄭亞波.雙艦齊射火箭助飛魚雷協(xié)同攻潛研究［J］.魚雷技術，2010，18（4）：316-320.

［6］王炳魁，門金柱，周明.火箭助飛魚雷散布誤差綜合分析［J］.艦船科學技術，2009，31（11）：59-62.

［7］丁光強.一種火箭助飛魚雷命中概率實時評估模型［J］.海軍航空工程學院學報，2015，30（2）：147-150.

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，高級工程師。研究方向：水中兵器試驗。