飛航式助飛魚雷無指令修正時反潛射擊方法研究

梁 良, 賈 躍, 任 磊

?

飛航式助飛魚雷無指令修正時反潛射擊方法研究

梁 良1, 賈 躍2, 任 磊2

(1. 海軍大連艦艇學院 研究生1隊, 遼寧 大連, 116018; 2. 海軍大連艦艇學院 水武與防化系, 遼寧 大連, 116018)

基于飛航式助飛魚雷攻潛過程和反潛作戰使用特點, 提出了無指令修正情況下飛航式助飛魚雷的反潛射擊方法, 針對每一種射擊方法分別建立了攻潛射擊諸元解算模型, 并對射擊諸元的解算方法和原理進行了分析, 為部隊實際使用武器提供決策支持和理論依據。

飛航式助飛魚雷; 射擊方法; 射擊諸元解算

0 引言

飛航式助飛魚雷是導彈飛航技術和魚雷技術相結合的一種反潛武器, 它一方面利用助飛火箭使魚雷戰斗部克服水介質的阻力限制, 在空中高速巡航飛行, 極大地增加了魚雷攻擊半徑和接敵速度; 另一方面在飛行過程中可以通過接收發射平臺傳送的無線電指令, 自動修正入水落點, 有利于提高捕獲概率[1]。與傳統管裝魚雷和彈道式助飛魚雷相比, 飛航式助飛魚雷擁有更遠的飛行距離和無線電指令修正功能, 在攻擊范圍、打擊精度、射擊方法等方面都有所不同, 其攻潛能力一直備受關注。

本文針對武器性能和不同海戰場情況, 提出了飛航式助飛魚雷在無指令修正情況下的幾種射擊方法, 詳細說明了各種射擊方法的原理、特點和使用時機, 并通過建立數學模型對射擊諸元進行解算, 分析不同射擊方法對飛航式助飛魚雷攻潛能力的影響, 從而為部隊實際使用武器提供決策支持和理論依據。

1 飛航式助飛魚雷反潛作戰

1.1 飛航式助飛魚雷攻潛基本過程

飛航式助飛魚雷基本作戰過程如圖1所示。當發射平臺探測或接收到目標信息后, 火控系統進行計算并裝訂射擊諸元, 當滿足發射條件時發射助飛魚雷; 魚雷發射后, 先爬升到一定高度, 經過一段時間助推器工作完畢脫落, 助飛魚雷會按程序自動調整至一定高度并沿預定彈道進行巡航飛行; 到達預定點時, 魚雷與火箭分離, 同時魚雷尾部的降落傘打開使其減速下降; 魚雷入水后, 雷傘分離, 魚雷啟動自身的推進系統和導引系統, 到達一定深度后開始進行環形搜索, 發現目標后實施跟蹤和攻擊。飛航式助飛魚雷在空中飛行過程中, 可以通過探測系統不斷獲得目標的運動要素和位置信息, 并據此發射無線電指令對助飛魚雷進行控制和修正, 從而提高助飛魚雷的入水點精度和打擊目標概率。飛航式助飛魚雷的空中飛行彈道如圖2所示。

圖1 飛航式助飛魚雷攻潛過程示意圖

圖2 飛航式助飛魚雷空中飛行彈道側向示意圖

1.2 飛航式助飛魚雷反潛作戰使用特點

飛航式助飛魚雷綜合了導彈和魚雷兩類武器的特點, 與傳統輕型魚雷相比, 其在反潛作戰時有以下突出特點: 1) 攻擊距離遠[2]。普通管裝魚雷的最遠攻擊距離一般是10 km左右, 飛航式助飛魚雷利用火箭助推器極大地增加了武器攻擊射程, 最遠能達到50~100 km, 使水面艦艇可以在中遠距離對潛艇發起有效攻擊。2) 多平臺引導。由于武器射程增大且可以指令修正, 艦載探測聲納只能滿足近程反潛攻擊的目標指示信息需要, 在進行中遠程反潛時, 更多需要依靠反潛直升機或編隊艦艇對目標進行遠距離搜索和跟蹤, 多平臺協同引導, 配合對目標進行精確攻擊。3) 射擊角度靈活。發射管裝魚雷時要求發射艦艇必須占領有利的發射陣位, 而飛航式助飛魚雷由于擁有與艦艦導彈相同的結構和特點, 因此射擊角度靈活, 尤其是可以垂直發射的助飛魚雷, 這樣大大提高了艦艇反潛作戰時的反應速度。

2 飛航式助飛魚雷射擊方法

使用飛航式助飛魚雷進行反潛作戰時, 火控系統賦予其合適的射擊諸元, 能夠使助飛魚雷更加準確、合理地飛達預定入水點, 對目標進行搜索攻擊。因此, 選擇合理的射擊方法是一個重要環節, 是實現快速高效打擊目標的前提。在討論飛航式助飛魚雷射擊方法時要考慮兩方面因素: 一方面要判斷潛艇目標在正常勻速航行時, 其發現聲納探測或魚雷發射后進行背向規避機動的可能性; 另一方面是探測設備不同、多平臺引導及發射時機的選擇會造成潛艇目標信息的不完整性。

根據目標信息的完整性、對潛艇機動的假設和戰斗載荷性能[3], 在不進行無線電指令修正情況下, 飛航式助飛魚雷可以分以下幾種基本射擊方法。

2.1 對目標提前位置射擊

圖3 助飛魚雷對目標提前位置射擊

在目標不進行規避機動的條件下, 采用這種射擊方法, 修正了助飛魚雷空中飛行時間內目標運動的影響, 對保持近似勻速直線運動的潛艇目標, 捕獲概率、命中概率都較高。該方法的使用時機是: 主動發現勻速直航潛艇, 且有充足時間探測運動要素并不被目標發現。但在實際過程中, 測定潛艇目標運動要素容易暴露攻擊意圖, 隱蔽性差, 易喪失攻擊的主動性。當目標距離較遠時, 飛航式助飛魚雷在空中飛行時間較長, 目標規避機動(變向、變速)情況復雜, 將對火箭助飛魚雷的攻擊效果產生較大的影響, 需要針對不同的戰場環境進行具體分析研究。

2.2 對目標現在位置射擊

飛航式助飛魚雷發射時, 如果僅知道潛艇目標的方位、距離或位置坐標, 并有理由推測在助飛魚雷發射后潛艇可能以任意航向進行勻速直航運動時, 可以對目標現在位置射擊。助飛魚雷對目標現在位置射擊如圖4所示。

圖4 助飛魚雷對目標現在位置射擊

對目標現在位置射擊不需要測定目標運動要素, 只需掌握目標初始位置即可對目標攻擊, 減少了聲納的暴露時間, 增強攻擊隱蔽性, 提高了作戰的快速反應能力。但不修正空中飛行過程中潛艇目標運動的影響, 當目標距離較遠時, 目標可能機動距離遠, 影響入水點精度和捕獲概率。這種射擊方法的使用時機: 當艦艇在一定距離內突然發現潛艇目標, 來不及確定其航向航速, 只知道其位置坐標或方位、距離時, 使用對目標現在位置射擊法進行攻擊, 能抓住戰機快速攻擊。如果在這種情況下依然使用對目標提前位置射擊法, 可能貽誤戰機, 暴露攻擊意圖。

2.3 對目標可能區域射擊

飛航式助飛魚雷發射時, 如果僅知道潛艇目標的初始位置坐標及其概略航向(向左或向右), 并有理由推測在助飛魚雷發射后潛艇在艦艇目標方位線向左或向右的0~180°范圍內以任意航向勻速直航運動時, 可以對目標可能區域射擊。此時提前角無法準確求得, 可取一固定值。助飛魚雷對目標可能區域射擊如圖5所示。

圖5 助飛魚雷對目標可能區域射擊

對目標可能區域射擊方法與前2種方法一樣, 都是建立在潛艇目標的勻速直航運動基礎上, 其關鍵是如何確定射擊提前角, 讓助飛魚雷落在目標可能位置的散布中心, 對可能區域內的目標實現最大概率的捕獲。該方法主要使用時機介于前2種方法之間: 突然發現中近距離上的目標, 雖然來不及測定運動要素, 但知道目標大致航向, 向固定運動方向進行射擊, 能消除一部分艦艇航行帶來的誤差。

2.4 對目標機動區域射擊

采用對目標可能位置射擊法, 是艦艇在發射前根據已知目標運動要素概略推斷其規避機動的航速和航向, 將助飛魚雷發射至潛艇可能機動的區域, 利用助飛魚雷較大的搜索扇面和距離在該情況下對潛艇進行有效搜索和攻擊, 減小潛艇機動后對助飛魚雷命中概率的影響。在實際反潛作戰中, 由于探測目標和助飛魚雷空中飛行都需要一定的時間, 潛艇目標發現受攻擊并進行規避機動的可能性較高, 因此該射擊方法具有較強的實際意義。這種射擊方法的使用時機: 探測到目標后推測目標已經發現并要進行機動規避。關鍵是射擊提前角的確定, 需要通過仿真計算確定最優入水點和合適的射擊提前角。

圖6 助飛魚雷對目標機動區域射擊

3 射擊諸元解算模型

上文詳細闡述了飛航式助飛魚雷在無指令修正情況下的4種射擊方法, 在實際使用武器時, 實際每種射擊方法下裝訂的射擊諸元是飛航式助飛魚雷入水點位置坐標, 即射擊瞄準點的位置。因此, 射擊諸元解算的關鍵就是確定助飛魚雷的入水點坐標, 求解無指令修正情況下各射擊方法的射擊諸元如下。

3.1 對目標提前位置射擊參數解算

圖7 對目標提前位置射擊坐標系

根據我艦坐標參數進行坐標系變換, 最終確定飛航式助飛魚雷的射擊諸元, 完成射前準備, 即可對目標實施攻擊。

3.2 對目標現在位置射擊參數解算

進行坐標變換后, 即可確定射擊諸元。

3.3 對目標可能區域射擊參數解算

建立直角坐標系如圖9所示。

圖9 對目標可能區域射擊坐標系

3.4 對目標機動區域射擊參數解算

如圖10所示, 對目標機動區域射擊時, 發射艦艇只能獲取發射時刻潛艇目標的航向、航速, 在助飛魚雷飛行至入水點, 目標的散布是一個類橢圓形, 其散布與飛航式助飛魚雷的飛行時間即射距和目標的航速、規避機動時機等因素有關, 因此入水點位置應取該區域的散布中心點。

圖10 對目標機動區域射擊坐標系

4 結束語

本文通過對飛航式助飛魚雷攻潛過程和反潛作戰使用特點的分析, 提出了在無指令修正情況下的4種射擊方法, 并對應各方法建立了射擊諸元結算模型, 為飛航式助飛魚雷在作戰使用中的應用和指揮決策提供了依據。

[1] 林宗祥, 孫永侃, 熊正祥．國外反潛導彈武器系統綜述[J]. 飛航導彈, 2011(2): 50-54. Lin Zong-xiang, Sun Yong-kan, Xiong Zheng-xiang. Review of Foreign Anti-submarine Missile System[J]. Aerodynamic Missile Journal, 2011(2): 50-54.

[2] 關世義, 馮郅仲．國外飛航式反潛導彈淺析[J]．飛航導彈, 2004(10): 2-9. Guan Shi-yi, Feng Zhi-zhong. Analysis of Foreign Cruise Anti-submarine Missile[J]. Aerodynamic Missile Journal, 2011(2): 50-54.

[3] 邢文華．反潛武器的作戰應用[M]．北京: 船舶系統工程部, 2000.

(責任編輯: 許 妍)

Anti-submarine Shooting Methods of Cruise Assisted Torpedo without Instruction Correction

LIANG Liang,JIA Yue,REN Lei

(1. Postgraduate Team 1, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China; 2. Department of Underwater Weapon and Chemical defense, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China)

This paper presents anti-submarine shooting methods of a cruise assisted torpedo without instruction correction in consideration of the process of attacking submarine and the characteristics of anti-submarine warfare. Calculation models of shooting data are built for each shooting method, and the calculating method and principle of shooting data are analyzed. This study may provide a decision support and theoretical reference for actual application of weapons.

cruise assisted torpedo; shooting method; calculation of shooting data

2014-04-04;

2014-04-22.

梁 良(1984-), 男, 在讀碩士, 主要研究反潛武器裝備及其作戰使用.

TJ631.3

A

1673-1948(2014)04-0293-05