悬浮式深弹拦截鱼雷射击区域分析

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ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＳｈｏｏｔｉｎｇＡｒｅａｆｏｒＩｎｔｅｒｃｅｐｔｉｎｇＴｏｒｐｅｄｏｏｆＳｕｓｐｅｎｄｅｄＤｅｐｔｈＣｈａｒｇｅ
ＺＨＡＯＸｉａｎｇｔａｏ，ＬＩＷｅｎｚｈｅ，ＫＯＵＺｈｕ
１悬浮式深弹对抗区
悬浮式深弹武器系统拦截鱼雷对抗区域分析是作战使用研究的前提，现给出定义如下。射界：在一定发射位置上能对目标进行射击的角度范
Fra Baidu bibliotek
收稿日期：２０１１－０９－２０作者简介：赵向涛（１９７０ —），男，博士，主要从事反潜攻防战术以及水下对抗系统作战效能、作战使用方面的教学科研工作。
{
ＰＴ ·ｃｏｓＱｆｆ＝Ｄｆｍ
Ｔ ′＝ＰＴ ·Δ ｔＰｆｆｆｆ－Ｖｔ如果ＰＴ＜０，则形成图５所示的态势图，以相对航向线ｆｆＴ ′ Ｄ ′ 与最大射距圆交点解算点，对应的发射距离Ｄｆ为射程远界。由式（１）～求（６）得ＷＤ，ＷＤ ′ ，解算公式如下：Ｄ ′ Ｔ ′＝ｆＲｆ槡
［１］
围，包括方向射界和高低射界。对于悬浮式深弹武器系统，射界是指其发射装置的射界，主要指方向射界。发射装置的方向射界可用Ｑ（Ｑ，Ｑ）表示，其中ＱＱｆｂｅｂ为起始舷角，ｅ为终止舷角。射程：从悬浮式深弹发射起点到终点的水平距离。最大射程：标准条件下射击时，深弹所能达到的最大距离。最小射程：标准条件下射击时，深弹所能达到的最小距离。射距：悬浮式深弹打击目标时，发射时刻目标与发射装置之间的距离，也称瞄准目标距离。射击区：悬浮式深弹武器射击方位射界与射程所围成的区域。射击区域可以用Ａｓ（Ｒ，Ｒ，Ｑ，Ｑ）表示，其中Ｒｎｆｂｅｎ为最小射程，Ｒ如图１所示。ｆ为最大射程，杀伤区：能够布设拦截弹，并在入水工作后具备拦截鱼雷能力的区域范围。杀伤区是与拦截弹射击区相同大小的区域，发射拦截弹以后，如果要形成拦截能力，必须经过飞行时间和入水工作的时间，此时发射舰艇以一定速度运动到了新的位置点。所以在以舰艇为中心的相对态势中，杀伤区随着时间推移，位置发生变化。拦截弹在水中悬浮形成拦截鱼雷的拦截阵，可以存在一定时间，所以拦截弹杀伤区也将随着拦截弹的发射
２２＋Ｖ２ ·Ｖ ·Ｖ ·ｃｏｓ（Ｃ）（２）ｔ－ｔｗｔ－Ｃｗ
→
→
Ｑｒｔ＝Ｂｗ－ＣｒｔＢｗ＝Ｂｔ－π 图１武器射击区舰艇航向；Ｂｗ为舰艇相对鱼雷的方位。
（３）（４）
其中：ＶＣＶＣｔ为鱼雷航速；ｔ为鱼雷航向；ｗ为舰艇航速；ｗ为
图２杀伤区对抗态势舰艇于ｔ在Ｗ点发射拦截弹，拦截鱼雷，于ｔ ′ ０时刻，０＝ｔｔｔ，另ｔｔｔ，此时 Δ ０＋ｆ＋ｓ时刻可以形成拦截弹杀伤区Ａｋｆ＋ｓ＝舰艇位于Ｗ′ 点，鱼雷位于Ｔ ′ 点。如果在ｔ０时刻发射拦截弹，在ｔ ′ 则表０时刻形成的拦截弹杀伤区可以对目标进行拦截，明可以使用拦截弹对来袭目标Ｔ进行对抗。相对于发射区，当前拦截弹杀伤区相对Ｗ′ 点向航向后移动一段距离。２．１方向射界条件由于杀伤区存在方向射界，所以对方向射界以外的目标
２拦截判别条件
建立拦截弹杀伤区是为了分析拦截弹抗击目标的能力。这就必须将杀伤区与所抗击来袭目标联系起来。如果来袭目标对我有威胁，需要使用拦截弹对抗该目标，此时需要考虑拦截弹杀伤区是否能够满足抗击该目标需要，是否能够覆盖该目标的航路等问题。假设目标对舰艇进行攻击，拦截弹在射程内可以对其进行拦截，不考虑拦截弹飞行及入水工作时间延迟，则杀伤区等于射击区。如果考虑拦截弹飞行和入水工作时间，则杀伤区对抗态势如图２所示。鱼雷目标在ｔＴ点，瞄准点为Ａ点，只要目标的相对航向线ＴＡ穿越杀伤区，则可以对其进行拦截。图３方向射界条件解算示意基于来袭目标向我接近的态势分析，如果｜Ｑ｜＜π／２，ｒｔ目标接近舰艇，则有：ＷＤ＝Ｄ ·ｓｉｎＱｔｒｔＷＤ ′＝ＷＤ－Ｗ′ Ｗ·ｃｏｓ（ＷＡ） ∠ＤＤ ′ ＋π／２＋∠ＤＷＡＷＰ ∠Ｗ′ ｉ＝ ∠ ＷＰｉＷＡ＝∠ＷＡＴ－π／２ ∠ＤＴ＝Ｃ ∠ＷＡｒｔ－π －ＣｗＷＤ ′ Ｄ ′＝ａｒｃｓｉｎ（），ＷＤ ′＜＝Ｒ ∠ＷＰｉｆＲｆ（５）（６）（７）（８）（９）（１０）
深弹作为反鱼雷武器装备，西方国家将其分为远中近３种类型，即普通深弹、悬浮式深弹和远程深弹。这些成本低、效果好的反鱼雷武器近年越来越受到人们的关注，尤其是悬浮式深弹。如俄罗斯的“ 蟒蛇” 反鱼雷系统利用估计距离和方位，在鱼雷可能航向上布设一个带声纳探测装置的悬浮深弹阵，增强对鱼雷的毁伤
其中：ＷＤ为目标接近舰艇的最近距离（目标航路勾径）；ＷＤ ′ 为杀伤区形成时，目标接近舰艇的相对最近距离；ＷＰ ∠Ｗ′ ｉ为目标进入杀伤区的舷角。方向射界条件判别条件为：如果 ∠Ｗ′ ＷＰＰ，Ｐ）， ∈（ｉｆｂｆｅ则目标在方向射界内。为简化以上方程，可以使用相对航向线与舰艇勾径条件判断，如图３所示。以上讨论是关于ｔ时刻拦截弹杀伤区的方向射界条件，没有考虑拦截弹开始工作后的水中工作时间，在水中工作时
赵向涛，等：悬浮式深弹拦截鱼雷射击区域分析２１
存在一定时间。拦截弹杀伤区相对发射舰艇Ｗ表示为Ａｋ（Ｗ，ｔ，ｔ，ｔ，ｔ，Ａｓ）。其中：Ｗ为发射舰艇，在ｔ０ｆｓ０时刻发射拦截弹，于ｔ ′ ｔｔｔｔ为ｔ ′ ０＝０＋ｆ＋ｓ时刻形成拦截弹杀伤区；０时刻开始到现在经历时间；Ａｓ为射击区。无法抗击。为方便起见，以大射程拦截边线的圆弧为基准进行分析。方向射界条件解算方法如图３。图３中，ＴＡ为鱼雷相对航向，如果鱼雷与本舰航向、航速不变，经过 Δ ｔ时间鱼雷的相对航向Ｔ ′ Ａ ′ 相对平移，与半径为Ｒｆ的发射圆交于Ｐｉ点。ＰＰ上，则当前时刻ｉ相对Ｗ发射点的舷角位于圆弧Ｐｆｂｆｅ在方向上可以拦截该鱼雷。鱼雷相对航向Ｃ、相对航速Ｖ、相对舷角Ｑ如下：ｒｔｒｔｒｔｓｉｎＣｓｉｎＣＶｔｔ－Ｖｗｗｒｃｔａｎ（），ＶＣｒｔ＝ａｒｔ≠ ０ＶｃｏｓＣ－ＶｃｏｓＣｔｔｗｗＶｒｔ＝Ｖｗ槡
四川兵工学报ｈｔｔｐ：／／ｓｃｂｇ．ｊｏｕｒｓｅｒｖ．ｃｏｍ／２２
间内能够与鱼雷目标相遇也可以杀伤鱼雷。依据相对航向线勾径判断条件，拦截弹工作时间 Δ Ｔ以内拦截勾径最远距离是ｔ－Ｔ时刻的拦截勾径ＷＤ： Δ ｅＴ Δ ＷＤＤｅＴ＝ＷＤｅＴＴ＋ＤＴ Δ Δ Δ Δ ＤＤ ′＝ＷＤＤｅＴ＝ＷｅｅＴＴ Δ Δ Δ ·ｃｏｓＷＡＷＤ ∠ＤＴ＝ＷＷＴ Δ Δ ·Δ ＴＷＷΔＴ＝Ｖｗ（１１）（１２）（１３）（１４）ＲＷＰｆｆ＝，ＱＴ ′ ∧Ｐ ≥０ｍ≠０ｆｆｓｉｎＱｓｉｎＱＤ＝ＷＴ＝（２０）ｍｍｆｆ，Ｔ ·Ｖ Δ ｔＱＴ ′ ∧Ｐ ≥０ｍ＝０ｆｆ（２１）
（ＤａｌｉａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＮａｖａｌＶｅｓｓｅｌ，Ｄａｌｉａｎ１１６０１８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｈｏｏｔｉｎｇａｒｅａｆｏｒｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｎｇｔｏｒｐｅｄｏｏｆｓｕｓｐｅｎｄｅｄｄｅｐｔｈｃｈａｒｇｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｓｏｆｓｈｏｏｔｉｎｇａｒｅａａｎｄｋｉｌｌｉｎｇａｒｅａｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｊｕｄｇｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｄｉｒｅｃｔｉｏｎｂｏｕｎｄａｎｄｓｈｏｏｔｉｎｇｒａｎｇｅｗａｓｇｉｖｅｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｏｒｐｅｄｏｔａｒｇｅｔ ’ ｓｍｏｖｅｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｓｐｅｎｄｅｄｄｅｐｔｈｃｈａｒｇｅ；ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎｔｏｒｐｅｄｏ；ｓｈｏｏｔｉｎｇａｒｅａ；ｋｉｌｌｉｎｇａｒｅａ
２２－ＷＤ ′ ，ＷＤ ′＜Ｒｆ
所以，考虑拦截弹工作时间 Δ Ｔ的相对航向线与舰艇勾径条件判断，如图３所示。图３中，点Ｄ，Ｗ，Ｄ共线，并垂直于ｂｅＴ Δ 相对航向线ＤＴ。只要鱼雷相对航向线Ｄ ′ Ｔ ′ 的勾径ＷＤ ′ 在ＤＤ线段上，则可以实现拦截对抗。ｂｅＴ Δ ２．２射距条件方向射界条件可以判别目标进入杀伤区的可能性，但目标距离比较远时，如果提前发射拦截弹，将不能在鱼雷接近舰艇时拦截。所以如果满足方向射界条件要求，还需选择合适的距离发射才能拦截到目标。以下讨论拦截鱼雷目标距离范围条件，即射距条件，如图４所示。
第３２卷第１１期四川兵工学报２０１１年１１月【武器装备】
悬浮式深弹拦截鱼雷射击区域分析
赵向涛，李文哲，寇祝
（海军大连舰艇学院，辽宁大连１１６０１８）摘要：分析了悬浮式深弹拦截鱼雷的射击区域问题，提出了悬浮式深弹的射击区、杀伤区概念。根据鱼雷目标的运动要素，确定了悬浮式深弹拦截鱼雷的方向射界判别条件和射距判别条件。关键词：悬浮式深弹；拦截鱼雷；射击区；杀伤区中图分类号：Ｅ９２５文献标识码：Ａ文章编号：１００６－０７０７（２０１１）１１－００２０－０３
。装备拦截弹及发射装置的舰艇
发现来袭鱼雷后，利用火控系统解算拦截弹射击参数，随后由发射装置将拦截弹布设到来袭鱼雷可能航路上，当鱼雷经过布设的拦截弹附近时，拦截弹引爆毁伤鱼雷。如何根据鱼雷目标信息、运动态势、自导方式等，判断对抗鱼雷可行性，确定拦截弹布设位置、数量、时机等参数是拦截弹作战使用过程中的关键因素。本文在来袭鱼雷航向、航速及位置已知的情况下，研究了悬浮式深弹对抗区域及拦截目标判别方法等作战使用当中的基本理论问题。