使用航空自導深彈多次攻潛方法

李居偉, 王漢昌, 李瑞紅, 孫明太

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使用航空自導深彈多次攻潛方法

李居偉, 王漢昌, 李瑞紅, 孫明太

(海軍航空工程學院 青島校區, 山東 青島, 266041)

針對反潛巡邏機使用航空自導深彈的攻潛作戰問題, 給出了多次深彈攻擊的定義, 分析了多次深彈攻擊的使用時機和攻擊參數。在建立連投航空自導深彈攻潛效能評估模型的基礎上, 通過仿真計算, 研究了潛艇目標采取純機動對抗和使用聲誘餌對抗時, 多次連投深彈攻擊的合理攻擊參數和命中概率, 總結了反潛巡邏機多次連投深彈攻潛作戰的方法。

航空反潛; 航空自導深彈; 多次攻潛

0 引言

反潛作戰的復雜性和困難程度不言而喻。搜索發現并確定水下潛艇目標位置本就十分不易, 加之海洋作戰環境的復雜性, 以及攻潛武器自身性能的限制, 攻潛作戰特別是航空攻潛作戰很難做到一蹴而就。例如P-3C反潛巡邏機使用MK46魚雷攻潛作戰時, 一般要待到第1條魚雷工作結束后, 根據攻擊效果及目標信息確定如何投放下1條魚雷[1]。此外, 還有諸多文獻也曾研究反潛作戰中多次魚雷攻擊的相關問題。由此可見, 魚雷攻潛難以一發命中, 深彈攻潛則更需要考慮多次攻擊的情況。

文獻[2]和[3]分別研究了磁探儀和聲納浮標定位目標條件下, 反潛飛機使用自導深彈的攻潛方法, 主要是一次連投深彈攻潛的攻擊方法和攻擊效果, 沒有繼續深入分析多次攻擊的問題。鑒于此, 本文從貼近實戰, 提高攻擊效果的角度, 進一步研究了反潛巡邏機使用自導深彈多次攻潛的相關問題。

1 多次深彈攻擊的定義

攻擊目標潛艇的一般攻擊過程是: 搜潛、潛艇目標識別、目標跟蹤和運動要素測定、解算投彈元、為深彈裝訂參數、投放深彈以及檢查戰果[4]。

搜索定位潛艇目標是使用攻潛武器的前提條件, 所謂“多次深彈攻擊”是指采用同一目標搜索定位的結果, 進行多次連投深彈攻擊。其中, 每次攻擊均采用如文獻[2]和[3]中所述的連續投放多枚深彈的方法。

圖1 多次深彈攻擊方法示意圖

2 多次深彈攻擊的使用時機

航空反潛作戰中, 一般情況下魚雷的攻潛效果要優于深彈。因此, 魚雷毋容置疑是攻潛作戰的主要武器, 也是首選武器, 而各種深彈包括自導深彈都是輔助性的。

鑒于此, 反潛飛機選擇采用多次深彈攻擊, 而不選擇魚雷攻擊的情況一般是: 潛艇目標確認程度較高, 必須對目標進行毀滅性打擊, 但又不具備魚雷攻擊條件時。

所謂不具備魚雷攻擊條件, 一是反潛飛機沒有攜帶魚雷, 或者魚雷(或魚雷投放系統)因故障無法正常使用; 二是作戰環境不滿足投放魚雷條件, 如海區深度不夠, 或海況等級較高等。

3 多次深彈攻擊的攻擊參數

攻潛作戰的實施必須根據具體的攻擊參數進行。多次深彈攻擊涉及的攻擊參數有: 連投深彈攻擊次數、每次攻擊的投彈航向、投彈數量和投彈間隔等。其中, 每次攻擊的投彈航向、投彈數量和投彈間隔與文獻[2]和[3]中的定義相同。

4 仿真結果與分析

4.1 仿真方法

采用與上述參考文獻相同的蒙特卡洛方法, 進行多次連投深彈仿真計算, 以至少命中1枚深彈的概率作為評定攻擊效果的指標。

仿真計算中的深彈模型與上述文獻相同, 而潛艇目標模型則有所變化。

4.2 潛艇目標的處理

本文考慮到潛艇在受到攻擊時往往會采用一定的對抗措施, 如機動規避或發射聲誘餌等[5]。因此, 在潛艇目標的處理上與文獻[2]和[3]有所不同, 考慮到了潛艇可能采取的2種對抗措施: 一是當第1枚深彈投放后, 認為潛艇能夠發現深彈位置, 并進行加速、轉向和下潛(稱為加速背離轉向并速潛)機動, 目的是將深彈至于艇尾; 二是當深彈轉入跟蹤潛艇目標狀態時, 認為潛艇能夠識別被跟蹤, 進而發射聲誘餌對抗。

潛艇機動模型包括轉向、加速和下潛模型。

1) 轉向模型

其中

2) 加速模型

3) 下潛模型

4) 聲誘餌模型

文獻[5]研究了潛艇對抗魚雷攻擊時的聲誘餌使用方法。事實上潛艇如何使用聲誘餌還有很多爭議之處。因此, 當受到自導深彈攻擊時, 潛艇是否應當采用主動對抗措施尚無定論。

本文從反潛角度將其簡化處理, 認為當深彈轉入跟蹤目標狀態時, 潛艇能夠識別被跟蹤, 進而向深彈方向發射聲誘餌。

當誘餌進入深彈自導范圍內, 則深彈按概率50%被干擾而失效。

由于深彈下潛速度較快, 認為整個攻擊過程潛艇最多投放1枚聲誘餌。

4.3 實例計算

在反潛飛機仿真參數不變的情況下, 潛艇目標機動規避的同時, 使用聲誘餌, 則仿真計算數據見表2。

表1 潛艇不使用聲誘餌對抗時合理攻擊參數和命中概率

表2 潛艇使用聲誘餌對抗時合理攻擊參數和命中概率

表2和表1數據對比說明:

1) 潛艇使用聲誘餌能夠在一定程度上降低攻擊效果;

2) 聲誘餌對攻擊效果的影響并不十分明顯。分析主要原因是多次深彈攻擊命中多枚深彈的概率增加。

理由: 若表2中多為單枚命中, 則根據誘餌效果的設定, 綜合命中概率應當減半; 此處降低效果不大, 說明第1枚將要命中的深彈被干擾后, 還有后續深彈可以命中。

4.4 結果分析

2) 2次連續攻擊與1次標準攻擊的關系

所謂“1次標準攻擊”是指能達到較好效果的1次連投深彈攻擊, 其攻擊效果同樣采用文獻[2]和[3]中給出的方法評定。其中“較好”是指合理的攻擊參數。

2次連續攻擊主要考察整體攻潛效果, 雖然每次的攻擊參數與1次標準攻擊有所偏離, 但1次標準攻擊仍然是2次攻擊的參考基礎。

3) 2次攻擊之間的關系

2次連續攻擊中, 首先要保證第1次攻擊的有效性, 即應按照文獻[2]和[3]中給出的1次標準攻擊的攻擊參數實施。第2次攻擊則應主要考慮縮短2次攻擊的時間間隔。

這是因為潛艇目標發現受到攻擊后會立即采取對抗措施, 若第1次攻擊未能毀傷目標, 則當反潛飛機完成機動飛行(機動時間一般不小于2 min)進行第2次攻擊時, 這些對抗措施往往已經能夠產生顯著效果(如潛艇速度提高、深度增加和偏離原測定航向等), 從而使第2次攻擊的效果顯著降低。

5 結論

1) 相同投彈數量時, 多次攻擊效果優于單次攻擊, 且命中多枚深彈的概率更高, 對目標的毀傷效果應當更好。因此當飛機載彈量較大(如10枚左右)時, 建議使用多次攻擊方法。

2) 綜合考慮飛機載彈量、大型飛機機動性能、飛行人員實際操作難度等, 一般應采用2次連投深彈攻擊的方法。當還有余彈時, 可根據攻擊效果確定是否進行再次攻擊。

3) 2次連投深彈攻擊時, 每次都應當按照1次標準攻擊方法進行, 并盡量減少2次攻擊的時間間隔。

[1] 徐以成, 孫明太, 李居偉. 反潛巡邏機雙機協同魚雷攻潛作戰仿真研究[J]. 指揮控制與仿真, 2012, 34(2): 89-91.Xu Yi-cheng, Sun Ming-tai, Li Ju-wei. Research on Operation Simulation of Coordinated Attack by Airborne Torpedo on Two Patrol Aircrafts[J]. Command Conrtol & Smiulaiton, 2012, 34(2): 89-91.

[2] 李居偉, 宋旭, 孫明太. 航空自導深彈攻潛模型與仿真[J]. 指揮控制與仿真, 2011, 33(3): 50-53.Li Ju-wei, Song Xu, Sun Ming-tai. Antisubmarine Models and Simulation of Homing Depth Charge Assisting by MAD[J]. Command Control & Simulation, 2011, 33(3): 50-53.

[3] 李居偉, 宋旭, 孫明太. 反潛巡邏機使用浮標聲納和自導深彈攻潛模型仿真[J]. 彈箭與制導學報, 2011, 31(1): 119-222.Li Ju-wei, Song Xu, Sun Ming-tai. Antisubmarine Models and Simulation of Homing Depth Charge for Sonobuoy Directed Patrol Aircraft[J]. Journal of Projectiles, Rockets, Missiles and Guidance, 2011, 31(1): 119-222.

[4] 孫明太. 航空反潛戰術[M]. 北京: 軍事科學出版社, 2003: 155-160.

[5] 鄭援. 潛艇水聲對抗裝備戰斗使用[M]. 中國人民解放軍海軍, 2007.

[6] 楊真勇, 鄭援, 呂海平. 潛艇機動性能對使用干擾器規避主動聲自導魚雷對抗效果的影響分析[J]. 魚雷技術, 2011, 19(2): 129-133.Yang Zhen-yong, Zheng Yuan, Lü Hai-ping. Effects of Submarine′s Maneuverability on Evading Active Acoustic Homing Torpedo with Jammer[J]. Torpedo Technology, 2011, 19(2): 129-133.

(責任編輯: 許 妍)

Analysis on Antisubmarine Repetitious Attack with Aviation Homing Depth Charges

LI Ju-weiWANG Han-changLI Rui-hongSUN Ming-tai

(Qingdao Branch, Naval Aeronautical Engineering Academy, Qingdao 266041, China)

Aiming at the operational issue of attacking submarine by anti-submarine patrol aircraft with aviation depth charge, a definition of “repetitious depth charge attack”is presented, and the attack occasion and attack parameters are analyzed. Furthermore, attack effectiveness evaluation models of continuous dropping homing depth charges against submarine are established, and the reasonable attack parameters and hit probability are obtained through simulation in the case of submarine taking the countermeasures of maneuver and acoustic decoy. In addition, the repetitious depth charge attack tactics of anti-submarine patrol aircraft are summarized.

aviation antisubmarine; aviation homing depth charger; repetitious attack against submarine

2014-03-22;

2014-04-08.

李居偉(1981-), 男, 在讀博士, 研究方向為航空反潛作戰及效能評估.

TJ651; TJ67

A

1673-1948(2014)04-0298-04