反魚雷魚雷初始占位搜索研究

夏睿，張靜遠(yuǎn)，張江，張勇平

反魚雷魚雷初始占位搜索研究

夏睿，張靜遠(yuǎn)，張江，張勇平

（海軍工程大學(xué)，武漢 430033）

針對反魚雷魚雷在作戰(zhàn)中的實(shí)際需要，提出了初始占位搜索的概念，并在此基礎(chǔ)上闡述了合理設(shè)計反魚雷魚雷的初始占位搜索既是實(shí)際作戰(zhàn)的迫切需求也能夠彌補(bǔ)反魚雷魚雷跟蹤導(dǎo)引律對反魚雷魚雷機(jī)動性的過高要求，給出了不同目標(biāo)要素情況下反魚雷魚雷初始占位搜索的初步規(guī)劃。

反魚雷魚雷 初始占位搜索 彈道規(guī)劃

0 引言

隨著魚雷技術(shù)的不斷發(fā)展，魚雷武器系統(tǒng)識別目標(biāo)和跟蹤目標(biāo)的能力有了很大的提高，使魚雷對抗軟殺傷的能力大大加強(qiáng)，因此在反魚雷技術(shù)研究方面，以反魚雷魚雷（ATT）為主的硬殺傷防衛(wèi)系統(tǒng)正成為許多國家集中研究的領(lǐng)域之一[1]。

在實(shí)際作戰(zhàn)中,魚雷和ATT都是在水介質(zhì)中航行的，ATT受其自身體積所限，自導(dǎo)作用距離較小，且兩者基本是相向而行，相遇時間短，通常在幾分鐘內(nèi)結(jié)束戰(zhàn)斗。這就要求ATT必須有合適的戰(zhàn)術(shù)彈道配合，并在先進(jìn)的制導(dǎo)系統(tǒng)下完成攔截來襲魚雷的作戰(zhàn)使命，這就增加了ATT的研制難度[2]。為此，研究ATT發(fā)現(xiàn)目標(biāo)前的攔截彈道，以期在復(fù)雜水下對抗條件下，使ATT能夠在比較有利的陣位下發(fā)現(xiàn)來襲魚雷，并最終成功攔截，則是ATT研究中需要重點(diǎn)解決的問題之一。

1 反魚雷魚雷初始占位搜索和初始占位搜索的概念

魚雷彈道在設(shè)計時，為實(shí)現(xiàn)一定的戰(zhàn)術(shù)目的，經(jīng)常需要在特定的時間段內(nèi)使魚雷按既定的搜索方式和彈道軌跡對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，相應(yīng)的彈道過程被稱為魚雷特定彈道。比如，聲自導(dǎo)魚雷在捕獲目標(biāo)后的尾追彈道、固定提前角彈道、自動調(diào)整提前角彈道等等。同樣的，在使用ATT攔截來襲魚雷時，將來襲魚雷看成目標(biāo)，ATT在捕獲來襲魚雷后一樣可以按照既定的特定彈道追蹤來襲魚雷，但 ATT的特定彈道的選擇首先應(yīng)該考慮下面兩個原則：（1）來襲魚雷的速度較快，相對速度較大，相對位置變化較快，攔截時間短，導(dǎo)引方法的選擇則應(yīng)盡量降低ATT負(fù)載的要求，利于跟蹤目標(biāo)，確保ATT的旋回角速度正常范圍內(nèi)；（2）導(dǎo)引方法的選擇應(yīng)使ATT能以盡量短的路徑命中來襲魚雷，避免追蹤攔截路徑較長，攔截產(chǎn)生爆炸影響本艇的安全。國內(nèi)現(xiàn)在對ATT彈道的討論大部分也都集中在這一部分。

上述的特定彈道都是反魚雷魚雷在捕獲來襲魚雷后所執(zhí)行的彈道，針對這些彈道的討論研究是為了保證反魚雷魚雷對目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)有效的跟蹤和攔截，與這些彈道在執(zhí)行時機(jī)和應(yīng)用目的上所不同的是，初始占位搜索是在反魚雷魚雷尚未捕獲來襲魚雷之前，為了盡可能的增大對來襲魚雷捕獲概率，并為后續(xù)的追蹤攔截提供有利的陣位，相應(yīng)的彈道被稱為初始占位搜索彈道。

2 反魚雷魚雷初始占位搜索的重要性

2.1 彌補(bǔ)ATT跟蹤導(dǎo)引律對ATT機(jī)動性的過高要求

水面艦艇或潛艇在發(fā)現(xiàn)有魚雷來襲時，一般采取施放干擾，以最快速度向背離來襲魚雷的方向規(guī)避，隨后使用反魚雷魚雷[2]，可以想象，艦艇發(fā)射反魚雷魚雷時，來襲魚雷距離本艇已經(jīng)很近，即使ATT能夠成功攔截來襲魚雷，若攔截點(diǎn)距本艇太近，也會對本艇造成一定的傷害，達(dá)不到發(fā)射ATT應(yīng)有的戰(zhàn)術(shù)效果，且與魚雷攻擊艦艇不同的是，ATT攻擊對象是高速運(yùn)動的魚雷，ATT若能成功捕獲到來襲魚雷，也有可能由于來襲魚雷運(yùn)動速度較快，造成跟蹤丟失和尾追跟蹤來襲魚雷的態(tài)勢，上面這些情況都對ATT的機(jī)動性提出了很高的要求。

研究ATT的初始占位搜索以及與其相對應(yīng)的初始占位搜索彈道，能夠有效的提高ATT的捕獲概率，并為后續(xù)的跟蹤攔截提供有利的陣位，實(shí)現(xiàn)成功攔截，在很大程度上彌補(bǔ)ATT跟蹤導(dǎo)引律對ATT機(jī)動性的過高要求。

2.2 適應(yīng)具體作戰(zhàn)時ATT攔截戰(zhàn)法需求

ATT武器系統(tǒng)的射擊指揮解算裝置通過對觀測裝置獲得的目標(biāo)信息的處理，完成對ATT參數(shù)設(shè)定。但在實(shí)際的反魚雷作戰(zhàn)中，觀測裝置能夠提供給設(shè)計指揮解算裝置的目標(biāo)信息往往十分有限，系統(tǒng)解算精度也會因海洋情況的不同而有高有低，這些都對ATT的攔截效果造成很大影響。

針對不同的目標(biāo)信息情況，深入研究ATT的初始占位搜索，設(shè)計初始占位搜索方案，不僅能夠給作戰(zhàn)指揮員提供管用、可靠的攔截方法，而且大大增加了攔截來襲魚雷作戰(zhàn)時的主動性，進(jìn)一步的提高ATT的攔截概率。

3 反魚雷魚雷初始占位搜索彈道研究

反魚雷魚雷是在來襲魚雷已經(jīng)很靠近本艦艇的時候發(fā)射攔截的，攔截時間短，機(jī)會稍縱即逝，對ATT機(jī)動性的要求很高，故初始占位搜索一般采用直航搜索，減少不必要的機(jī)動和負(fù)載，達(dá)到ATT的直接目的。

實(shí)際反魚雷作戰(zhàn)中，觀測裝置能夠提供給設(shè)計指揮解算裝置的目標(biāo)信息未必全備，來襲魚雷的自導(dǎo)性能也不盡相同。據(jù)相關(guān)資料介紹，當(dāng)今世界較先進(jìn)的MU90魚雷的被動自導(dǎo)探測距離在一定情況下達(dá)到15000 m，主動自導(dǎo)探測距離為2500 m，而艦艇的聲納報警距離一般為5-7 km，解算得目標(biāo)航速等參數(shù)時來襲魚雷與本艦艇的距離也將近3-5 km，來襲魚雷目標(biāo)體積小、航速快，能夠解算得到的目標(biāo)參數(shù)更是受諸多因素的影響?；诖?，我們可以按照下表結(jié)構(gòu)來研究初始占位搜索彈道：

表1 初始占位搜索彈道

依據(jù)上表，我們做出如下研究分析：

1）艦艇報警時，來襲魚雷若仍處于直航搜索狀態(tài)，顯然，直接向報警點(diǎn)發(fā)射ATT攔截到來襲魚雷的可能性較小，我們可以考慮“解相遇攔截”初始占位搜索，即把來襲魚雷看成目標(biāo)，ATT以固定提前角攔截來襲魚雷，但是解相遇攔截中ATT捕獲來襲魚雷后，追蹤彈道很容易形成尾追的態(tài)勢，即使最后攔截到來襲魚雷，也有可能對我艦艇造成傷害；故還可以考慮“旋回迎面攔截”的方法，即ATT先以一定的提前角發(fā)射，經(jīng)過一段直航段后旋轉(zhuǎn)至來襲魚雷直航軌跡上來，采取迎面攔截的方法攔截來魚雷，這種方法在一定程度上避免了采用解相遇攔截時，對來襲魚雷提前角的估算誤差導(dǎo)致攔截失敗的問題。

2）艦艇報警時，來襲魚雷若處于追蹤導(dǎo)引狀態(tài)，艦艇采取“背雷轉(zhuǎn)”規(guī)避，則來襲魚雷追擊本艇時大致呈尾追態(tài)勢[2]，現(xiàn)已有專著提及“逆軌道迎擊攔截”的方法[3]，根據(jù)這一思路可以考慮在艦艇旋回規(guī)避完成后，逆著規(guī)避直航航向發(fā)射ATT；還可以考慮“報警點(diǎn)攔截”的方法，即沿旋轉(zhuǎn)規(guī)避轉(zhuǎn)入直航規(guī)避節(jié)點(diǎn)與來襲魚雷報警點(diǎn)間的連線方向發(fā)射ATT；此外通過對來襲魚雷追蹤我艇的跟蹤軌跡地分析，可以考慮沿逆軌道和上述連線之間夾角平分線發(fā)射ATT。

綜上，無論來襲魚雷處于直航段或追蹤導(dǎo)引段，我們都給出了相應(yīng)的ATT初始占位搜索彈道的考慮方案，但實(shí)際情況中由于艦艇無法確認(rèn)來襲魚雷是否捕獲我艦艇，即來襲魚雷有可能一直處于直航搜索狀態(tài)，有可能一開始處于直航搜索狀態(tài)但在ATT發(fā)射出去之后轉(zhuǎn)入了追蹤導(dǎo)引狀態(tài)，還有可能剛開始就捕獲到我艦艇，一直處于追蹤導(dǎo)引狀態(tài)，那么此時就要對初始占位搜索彈道進(jìn)行修正，這樣的修正既要考慮來襲魚雷捕獲我艦艇時初始占位搜索彈道的方案，還要兼顧到來襲魚雷沒有發(fā)現(xiàn)我艦艇，一直處于直航搜索時的初始搜索導(dǎo)引彈道如何去攔截的情況。

4 結(jié)束語

反魚雷魚雷是魚雷對抗中較為理想的硬殺傷兵器，因其具備靈活、主動和機(jī)動等特點(diǎn)，世界海軍強(qiáng)國美國、俄羅斯、德國、法國和意大利都投入了較大的人力和物力研究和發(fā)展反魚雷魚雷。但在利用反魚雷魚雷攔截來魚雷的過程中，因本艦獲得來襲魚雷的信息要素有限、來襲魚雷的速度較高、彈道復(fù)雜等等因素，對反魚雷魚雷的成功攔截造成了許多困難。因此，針對不同的來襲魚雷的目標(biāo)要素信息，研究、分析反魚雷魚雷的初始占位搜索，設(shè)計相關(guān)的反魚雷魚雷的初始展位搜索彈道，能有效地提高反魚雷魚雷對來襲魚雷的捕獲概率，為后續(xù)的跟蹤攔截提供有利的陣位，大幅度提高反魚雷魚雷的作戰(zhàn)效率。

[1] 由大德，徐德民．反魚雷魚雷攔截概率影響因素仿真分析[J]．魚雷技術(shù)，2010，18(4)：16-19．

[2] 陳春玉，張靜遠(yuǎn)等．反魚雷技術(shù)[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2006．

[3] 張宇文．魚雷彈道與彈道設(shè)計[M]．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1999．

Research on the Anti-toperdo Toperdo Initial Search Sites

Xia Rui, Zhang Jingyuan, Zhang Jiang, Zhang Yongping

(Naval University of Engineering, Wuhan 430033, Hubei, China)

TJ630

A

1003-4862（2013）01-0022-03

2012-05-03

夏 睿(1988-),男，碩士。研究方向：兵器制導(dǎo)與控制技術(shù)。