一種改進的魚雷鑒定試驗方法

一種改進的魚雷鑒定試驗方法

葉豪杰唐世軒

（91388部隊91分隊湛江524022）

針對以往魚雷鑒定試驗中存在的考核項目日益繁多、成本高昂等問題，提出了一種改進的魚雷鑒定試驗方法。通過采用陸上模擬實航試驗系統進行仿真實驗篩選，然后以魚雷系統效能為評定依據進行實航試驗鑒定。算例表明，該方法不僅可以極大地降低試驗成本，同時能提供更多的全航程全彈道試驗樣本量，從而有利于更為客觀地評定魚雷的作戰能力，也為水中兵器鑒定提供了新的思路。

鑒定試驗；系統效能；樣本量

Class NumberTJ630.6

1 引言

現代魚雷已從最初的直航魚雷發展成為大型復雜的自動尋的“高精尖”武器系統［1］，但到目前為止，魚雷鑒定試驗基本上還在沿襲蘇聯20世紀40年代直航魚雷和50年代第一代聲自導魚雷的鑒定試驗的理念和方法。其試驗與考核的特點是對需要鑒定魚雷中的每條雷都要逐一在湖海進行驗證試驗考核，每個功能項目和指標性項目也要通過湖海實航試驗逐一驗證考核。這樣勢必造成許多矛盾問題：一是湖海實航試驗中的受檢項目越來越多，除功能性考核項目外，指標性考核項目多達三十多項；二是湖海實航試驗條次數急劇增加，由起初的二十多條次增加到現在的四十多條次，可是雖然實航條次數大量增加，但真正反映魚雷系統效能的全彈道全航程實航次數卻依然緊缺，一般僅一到兩個條次；三是湖海實航試驗周期越來越長，導致試驗的人力、物力投入增多，消耗的試驗經費也越來越大。隨著火箭助飛魚雷與其它新型魚雷的出現，以及魚雷各項指標的不斷提高，上述矛盾必將更加尖銳突出，試驗成本甚至可能達到參試各方難以接受的程度。

仿真技術在20世紀50年代就已應用于魚雷行業中，但當時僅限于研制階段的仿真，用于研制階段技術設想的實現、關鍵技術問題的解決、作戰效能的預估等，而伴隨分布交互仿真成為仿真技術研究的重要領域，其在軍事領域的應用價值，已引起世界各國的廣泛重視。隨著試驗技術的進步，陸上模擬實航試驗作為分布交互仿真試驗的一種，因其安全可靠、試驗周期短，成本低等特點開始受到水中兵器試驗鑒定領域的青睞。隨著更多的新技術應用于魚雷武器的研制中，使得魚雷武器的性能和作戰效能不斷提高，如何對其作戰效能做出評價是目前面臨的問題，通過作戰效能評估，能夠定性地了解魚雷對各種方案的執行情況和所承擔的風險，能夠克服決策的盲目性。以魚雷效能指標為魚雷鑒定試驗驗證考核的綜合指標也正逐步被魚雷界所接受。因此，本文將以陸上模擬實航試驗系統篩選試驗為基礎［2］，以魚雷綜合指標系統效能為評定依據，確定出一種綜合的魚雷鑒定試驗方法。

2 陸上模擬實航試驗系統

陸上模擬實航試驗系統由六自由度運動平臺、目標信號發生器、海水深度壓力控制器、控制計算機及顯示終端、打印、繪圖等設備組成［3］。

六自由度運動平臺由承載平臺、液壓支撐立柱、六自由度運動平臺底面組成［3～5］；在承載平臺上固定好物體后，經過調整使平臺能夠圍繞著被固定的物體進行六自由度的運動。將自導魚雷放置在陸上模擬實航試驗系統六自由度轉臺上，通過六自由度轉臺的升、降、加速、減速、左轉和右轉的移動，實現魚雷在水中上浮、下潛、加速、減速和左轉彎、右轉彎，模擬自導魚雷海上實航的速度、轉角、離心力等水中彈道情況。

目標信號發生器是通過控制計算機的數字化模擬，實現目標信號與海洋干擾背景的結合，用次聲波、聲波或超聲波信號模擬目標在海洋中的聲波特征。

海水深度壓力控制器是通過模擬信號控制輸出壓力的實驗裝置。海水深度壓力控制器接受控制計算機的控制，當控制計算機輸入海拔高度為零時，海水深度壓力控制器輸出為一個標準大氣壓，當控制計算機通過計算輸入潛水深度時，控制計算機通過計算得到一個海水壓力和當地大氣壓之和的壓力信號，該壓力信號被轉換成模擬信號后，輸入到海水深度壓力控制器，該海水深度壓力控制器產生一個壓力動作信號。該壓力動作信號以兩種方式作用在魚雷上：一是作用在魚雷的某一外表面，以檢查該表面承受壓力后的變形程度；另一種方法是將魚雷放入一個密閉容器中，然后對密閉容器注水加壓，通過加壓實驗后測量魚雷的各種戰術技術指標。

控制計算機具有計算、控制、采集、通訊等功能，用于雷體運動學、動力學模型、目標、干擾及發射艇運動模型的實時解算，控制相關仿真設備的運行，實時采集仿真過程數據，并與其它系統進行數據通訊。

陸上模擬實航試驗系統可以通過試驗對魚雷的主要功能與技術指標進行檢查，并可用于新型魚雷自導控制系統的研制開發［6～7］。

3 魚雷系統效能

魚雷系統效能的定義為：魚雷在規定的戰場條件和設計條件下，對規定目標實施攻擊，不考慮目標的火力對抗威脅和水聲對抗干擾等因素，完成命中毀傷目標任務能力的量度，亦稱魚雷固有效能或魚雷效能［8～10］。系統效能E完整的工程模型為

式中：Por(ts)為貯存戰備完好率；Rc(tc)為裝載可靠度；Rm(tm)為任務可靠度；Ph為由戰術技術性能指標決定的魚雷命中目標概率；Pd為毀傷概率。

由于鑒定試驗時，一般均滿足以下條件：

1）在試驗靶場，魚雷進行發射艦（潛）艇裝載前，都是經過全雷陸上模擬實航試驗系統（或全雷綜合檢測系統）檢測合格的，故可認為式（1）的Por(ts)=1；

2）魚雷裝發射艦（潛）艇后，一般在數天內發射，故亦可認為式（1）的Rc(tc)=1；

3）魚雷戰斗部裝藥一般是研制時作過靜態爆炸威力試驗的，故可以認為只要魚雷命中目標引信動作，就能毀傷規定目標，即式（1）中的Pd=1。

因此，對于試驗靶場做鑒定試驗的批魚雷而言，其系統效能指標為

即以式（2）為評定依據來確定魚雷鑒定試驗方法。

4 魚雷鑒定試驗方法

4.1 湖海試驗魚雷樣本選擇

參與鑒定試驗的魚雷應首先在陸上模擬實航試驗系統逐條進行全雷功能與主要戰術技術指標的考核檢查，將不合格的魚雷剔除。在通過檢驗合格的魚雷中再隨機抽取n條魚雷進行湖海實航試驗。

4.2 魚雷鑒定試驗方案

魚雷鑒定試驗采用基于二項分布的成功率定數試驗方案，應同時滿足以下三項要求：1）在試驗靶場從鑒定批中隨機抽取n條魚雷進行發射前功能和主要技術指標檢查，要求n條全部合格，驗證考核“隨時能投入使用的能力”即可用性A；

2）抽檢的n條魚雷要對規定的活動靶標進行發射和攻擊的全航程、全彈道檢查，對n條魚雷的全程彈道、功能及動作程序作整體檢測；通過驗證考核分析該批魚雷任務可靠度Rm(tm)；

3）n條魚雷中至少f枚魚雷命中目標，驗證考核最終的綜合指標系統效能E才為有效。

5 算例

假設某魚雷規定任務可靠度最低可接受值Rm(tm)=0.70（置信度C=0.8）；Ph取不同參數區間。經過分析計算，可得到下列數據和鑒定試驗方案，如表1所示。

表1 綜合鑒定試驗方案

在表中可以看出，相較于以往數十條次的魚雷鑒定實航試驗，此種試驗方案僅需數條魚雷進行全航程全彈道實航試驗就能滿足數十項的指標考核。若未來魚雷能采用這樣的鑒定試驗理念和驗證評估方法，可以節省大量的人力、物力、財力和時間。

6 結語

本文提出了一種首先采用陸上模擬實航試驗系統進行篩選仿真試驗，然后以魚雷綜合指標系統效能為評定依據進行實航試驗的魚雷鑒定試驗方法。將原本在實航試驗中考核的全雷功能與主要戰術技術指標等基礎性指標轉移到陸上模擬實航試驗系統上考核，實航試驗則用來重點考核經陸上模擬實航試驗系統仿真試驗合格魚雷的系統效能，從而有利于充分發揮仿真試驗與實航試驗各自的優點。算例表明，該方法可以在滿足鑒定需求的前提下極大地降低試驗成本。與以往的實航試驗相比，體現魚雷作戰能力的全航程全彈道試驗樣本量顯著增加，也有利于對魚雷效能給出客觀的評價，為水中兵器鑒定試驗提供了新的思路。

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An Improved Test Method for Torpedo Evaluation

YE HaojieTANG Shixuan
（No.91388 Troops of PLA，Zhanjiang524022）

Aiming at the problem of increasing number of examination items and high cost in the previous torpedo evaluation test，an improved test method for torpedo evaluation is proposed.The simulation experiment was carried out by using the land simu?lation experiment system，and then the performance of the torpedo system was evaluated according to the actual experiment.An ex?ample shows that this method can not only greatly reduce the cost of the test，but also can provide more full-range full-ballistic test sample size，which is conducive to more objective assessment of the torpedo combat capability，but also for the underwater weapons evaluation to provide a new idea.

evaluation test，operational effectiveness，sample size

TJ630.6

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.08.003

2017年2月7日，

2017年3月16日

葉豪杰，男，工程師，研究方向：水下裝備試驗技術。唐世軒，男，工程師，研究方向：水下裝備試驗技術。