主動(dòng)攻擊水雷可攻區(qū)域研究

張運(yùn)龍，張 旭，羅一丁

（海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連 116018）

主動(dòng)攻擊水雷可攻區(qū)域研究

張運(yùn)龍，張 旭，羅一丁

（海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連 116018）

確定可攻區(qū)域，可增大主動(dòng)攻擊水雷對(duì)目標(biāo)的命中概率，提高水雷的作戰(zhàn)效能。以主動(dòng)攻擊水雷攻擊航速和水雷動(dòng)力航程為約束條件，建立可攻區(qū)域數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)應(yīng)用給出相應(yīng)分析，相關(guān)結(jié)論可為主動(dòng)攻擊水雷作戰(zhàn)使用提供一定的理論依據(jù)。

兵器科學(xué)與技術(shù)，主動(dòng)攻擊水雷，攻擊航速，攻擊航程，可攻區(qū)域

0 引言

主動(dòng)攻擊水雷是發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后可采取機(jī)動(dòng)彈道對(duì)目標(biāo)實(shí)施攻擊的水雷，其可對(duì)目標(biāo)按照預(yù)定彈道［1］攻擊，或者采取尋的方式［2］毀傷目標(biāo)。受攻擊航速和攻擊航程約束的影響，主動(dòng)攻擊水雷對(duì)運(yùn)動(dòng)要素不同的目標(biāo)存在攻得上和攻不上的問(wèn)題，因此，對(duì)主動(dòng)攻擊水雷可攻區(qū)域判斷是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。本文以按預(yù)定彈道攻擊目標(biāo)的主動(dòng)攻擊水雷為背景，以攻擊航速和動(dòng)力航程為約束條件，建立可攻區(qū)域數(shù)學(xué)模型，判斷主動(dòng)攻擊水雷可攻性區(qū)域。

1 基本假設(shè)條件

假設(shè)一勻速直航的目標(biāo)艦船某時(shí)刻從A點(diǎn)沿AC方向進(jìn)入水雷探測(cè)區(qū)域并被水雷發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，水雷解算出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)要素，目標(biāo)的航行速度為vm，航向與目標(biāo)方位線之間的夾角為β，與水雷的距離為r1。若主動(dòng)攻擊水雷在解算出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素時(shí)便從O點(diǎn)沿OC方向?qū)δ繕?biāo)發(fā)起攻擊，提前角為準(zhǔn)，攻擊航速為vl，水雷的最大動(dòng)力航程為L(zhǎng)動(dòng)。設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，水雷在C點(diǎn)與目標(biāo)相遇。為方便建模計(jì)算與分析，以水雷雷位點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)目標(biāo)航行方向?yàn)閄軸正方向，垂直目標(biāo)航行方向向上為Y軸正方向建立坐標(biāo)系，如下頁(yè)圖1所示。

2 可攻區(qū)域判斷模型

2.1 攻擊航速約束條件

根據(jù)圖1所示基本坐標(biāo)系以及參考文獻(xiàn)［3-4］，在△OBC中，有以下關(guān)系式成立：

令m=vm/vl，可解得提前角為：

設(shè)水雷對(duì)目標(biāo)發(fā)起攻擊時(shí)，目標(biāo)的位置坐標(biāo)為B（xm，ym），則式（3）可表示為：

兩邊平方并整理可得：

從式（5）可以看出，m取不同值，對(duì)應(yīng)的主動(dòng)攻擊水雷可攻區(qū)域也不同。當(dāng)m<1，即vm

滿足約束條件（6）的區(qū)域如圖2陰影部分所示。當(dāng)水雷解算出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素，目標(biāo)位于陰影F時(shí)，水雷只能以追蹤的攻擊模式對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攻擊，而vm≥vl，水雷無(wú)法與目標(biāo)相遇，所以可攻區(qū)域?yàn)殛幱癊所示部分。因此，當(dāng)m≥1時(shí)，目標(biāo)區(qū)域還應(yīng)滿足以下約束條件：

2.2 動(dòng)力航程約束條件

滿足式（5）約束條件的目標(biāo)，便存在某一提前角能夠使水雷對(duì)其發(fā)起攻擊。但要與目標(biāo)相遇，還必須考慮水雷動(dòng)力航程的問(wèn)題。即在作戰(zhàn)環(huán)境和發(fā)射條件一定的情況下，只有當(dāng)水雷的實(shí)際攻擊航程Loc小于或等于動(dòng)力航程L動(dòng)時(shí)，水雷才能夠追上或與目標(biāo)相遇［5-6］。即

2.3 綜合判斷條件

根據(jù)以上分析，m的取值范圍不同，可攻區(qū)域受到的約束條件也不一樣。下面結(jié)合m的不同取值，綜合考慮可攻區(qū)域的判斷條件。

（1）當(dāng)m≥1時(shí)，主動(dòng)攻擊水雷可攻區(qū)域不僅要滿足攻擊航速約束條件，還要滿足動(dòng)力航程約束條件，所以，主動(dòng)攻擊水雷可攻區(qū)域的判斷模型為：

（2）當(dāng)m<1時(shí)，設(shè)水雷與目標(biāo)的相遇點(diǎn)C的坐標(biāo)為（xc，yc），由約束條件（8），可得

又

當(dāng)水雷攻擊航程取得最大值，即Loc=L動(dòng)時(shí)，由式（10）、式（11）可得：

所以，可攻區(qū)域判斷模型為：

3 應(yīng)用舉例與分析

3.1 m≥1時(shí)的可攻區(qū)域

設(shè)動(dòng)力航程，L動(dòng)=0.8r1，m=2以水雷的動(dòng)力航程為半徑作圓I，以水雷解算出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素時(shí)目標(biāo)與水雷的距離r1為半徑作圓II，可攻區(qū)域如圖3所示。

3.2 m<1時(shí)的可攻區(qū)域

令m=1/2，仍以水雷的動(dòng)力航程為半徑作圓I，r1為半徑作圓II。水雷對(duì)目標(biāo)的可攻區(qū)域如圖4所示。

從圖3可以看出，當(dāng)m=2時(shí)，可攻區(qū)域受攻擊航速和動(dòng)力航程兩個(gè)條件共同約束，可攻區(qū)域相對(duì)較小。從圖4可以看出，當(dāng)m=1/2時(shí)，可攻區(qū)域只受攻擊航程的約束，只要水雷與目標(biāo)的相遇點(diǎn)到雷位點(diǎn)的距離小于水雷的動(dòng)力航程，該目標(biāo)就具有可攻性。

綜合圖3和圖4可以看出，并不是所有出現(xiàn)在水雷探測(cè)區(qū)域的目標(biāo)都具有可攻性，當(dāng)水雷攻擊航程大于動(dòng)力航程時(shí)，目標(biāo)不具可攻性。目標(biāo)與水雷的速度比值越大，水雷的可攻區(qū)域越小。當(dāng)目標(biāo)航速大于水雷攻擊航速時(shí)，水雷以追蹤的攻擊模式無(wú)法與目標(biāo)相遇，只能采用攔截的攻擊模式攻擊目標(biāo)，可攻區(qū)域只有水雷的左側(cè)區(qū)域。因此，若想增大水雷的可攻區(qū)域，提高水雷對(duì)目標(biāo)的命中概率，可以通過(guò)提高水雷攻擊航速，減小目標(biāo)與水雷速度比值的方法實(shí)現(xiàn)；也可以通過(guò)增大水雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的范圍或者增加水雷的動(dòng)力航程的方法，擴(kuò)大水雷對(duì)目標(biāo)的可攻區(qū)域。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以水雷攻擊航速和動(dòng)力航程為約束條件，建立主動(dòng)攻擊水雷可攻區(qū)域判斷模型，并通過(guò)實(shí)例計(jì)算與分析，得出主動(dòng)攻擊水雷對(duì)目標(biāo)的可攻區(qū)域，可用于已知運(yùn)動(dòng)要素目標(biāo)的可攻性判斷。本文在建立可攻區(qū)域模型時(shí)，沒(méi)有考慮目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的解算誤差和雷位誤差等因素的影響，在實(shí)際作戰(zhàn)應(yīng)用中，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)水雷可攻區(qū)域模型進(jìn)行相應(yīng)修正。

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Study on Assaultable Area of Moving Mine

ZHANG Yun-long，ZHANG Xu，LUO Yi-ding
（Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China）

Ascertaining the assaultable area can increase the hit probability and operational effectiveness of moving mine.Under the conditions of the attack speed and the powered flight range，this paper establishes the assaultable area model and analysis it by using.The conclusion can offer moving mine theory basis for operation.

armament science and technology，moving mine，attack speed，powered flight range，assaultable area

E925.2；TJ61

A

1002-0640（2015）10-0080-03

2014-08-05

2014-10-07

張運(yùn)龍（1989- ），男，山東蘭山人，碩士研究生。研究方向：艦載武器裝備火力控制與指揮。