飞航式助飞鱼雷无指令修正时反潜射击方法研究

梁 良, 贾 跃, 任 磊



飞航式助飞鱼雷无指令修正时反潜射击方法研究

梁 良1, 贾 跃2, 任 磊2

(1. 海军大连舰艇学院 研究生1队, 辽宁 大连, 116018; 2. 海军大连舰艇学院 水武与防化系, 辽宁 大连, 116018)

基于飞航式助飞鱼雷攻潜过程和反潜作战使用特点, 提出了无指令修正情况下飞航式助飞鱼雷的反潜射击方法, 针对每一种射击方法分别建立了攻潜射击诸元解算模型, 并对射击诸元的解算方法和原理进行了分析, 为部队实际使用武器提供决策支持和理论依据。

飞航式助飞鱼雷; 射击方法; 射击诸元解算

0 引言

飞航式助飞鱼雷是导弹飞航技术和鱼雷技术相结合的一种反潜武器, 它一方面利用助飞火箭使鱼雷战斗部克服水介质的阻力限制, 在空中高速巡航飞行, 极大地增加了鱼雷攻击半径和接敌速度; 另一方面在飞行过程中可以通过接收发射平台传送的无线电指令, 自动修正入水落点, 有利于提高捕获概率[1]。与传统管装鱼雷和弹道式助飞鱼雷相比, 飞航式助飞鱼雷拥有更远的飞行距离和无线电指令修正功能, 在攻击范围、打击精度、射击方法等方面都有所不同, 其攻潜能力一直备受关注。

本文针对武器性能和不同海战场情况, 提出了飞航式助飞鱼雷在无指令修正情况下的几种射击方法, 详细说明了各种射击方法的原理、特点和使用时机, 并通过建立数学模型对射击诸元进行解算, 分析不同射击方法对飞航式助飞鱼雷攻潜能力的影响, 从而为部队实际使用武器提供决策支持和理论依据。

1 飞航式助飞鱼雷反潜作战

1.1 飞航式助飞鱼雷攻潜基本过程

飞航式助飞鱼雷基本作战过程如图1所示。当发射平台探测或接收到目标信息后, 火控系统进行计算并装订射击诸元, 当满足发射条件时发射助飞鱼雷; 鱼雷发射后, 先爬升到一定高度, 经过一段时间助推器工作完毕脱落, 助飞鱼雷会按程序自动调整至一定高度并沿预定弹道进行巡航飞行; 到达预定点时, 鱼雷与火箭分离, 同时鱼雷尾部的降落伞打开使其减速下降; 鱼雷入水后, 雷伞分离, 鱼雷启动自身的推进系统和导引系统, 到达一定深度后开始进行环形搜索, 发现目标后实施跟踪和攻击。飞航式助飞鱼雷在空中飞行过程中, 可以通过探测系统不断获得目标的运动要素和位置信息, 并据此发射无线电指令对助飞鱼雷进行控制和修正, 从而提高助飞鱼雷的入水点精度和打击目标概率。飞航式助飞鱼雷的空中飞行弹道如图2所示。

图1 飞航式助飞鱼雷攻潜过程示意图

图2 飞航式助飞鱼雷空中飞行弹道侧向示意图

1.2 飞航式助飞鱼雷反潜作战使用特点

飞航式助飞鱼雷综合了导弹和鱼雷两类武器的特点, 与传统轻型鱼雷相比, 其在反潜作战时有以下突出特点: 1) 攻击距离远[2]。普通管装鱼雷的最远攻击距离一般是10 km左右, 飞航式助飞鱼雷利用火箭助推器极大地增加了武器攻击射程, 最远能达到50~100 km, 使水面舰艇可以在中远距离对潜艇发起有效攻击。2) 多平台引导。由于武器射程增大且可以指令修正, 舰载探测声纳只能满足近程反潜攻击的目标指示信息需要, 在进行中远程反潜时, 更多需要依靠反潜直升机或编队舰艇对目标进行远距离搜索和跟踪, 多平台协同引导, 配合对目标进行精确攻击。3) 射击角度灵活。发射管装鱼雷时要求发射舰艇必须占领有利的发射阵位, 而飞航式助飞鱼雷由于拥有与舰舰导弹相同的结构和特点, 因此射击角度灵活, 尤其是可以垂直发射的助飞鱼雷, 这样大大提高了舰艇反潜作战时的反应速度。

2 飞航式助飞鱼雷射击方法

使用飞航式助飞鱼雷进行反潜作战时, 火控系统赋予其合适的射击诸元, 能够使助飞鱼雷更加准确、合理地飞达预定入水点, 对目标进行搜索攻击。因此, 选择合理的射击方法是一个重要环节, 是实现快速高效打击目标的前提。在讨论飞航式助飞鱼雷射击方法时要考虑两方面因素: 一方面要判断潜艇目标在正常匀速航行时, 其发现声纳探测或鱼雷发射后进行背向规避机动的可能性; 另一方面是探测设备不同、多平台引导及发射时机的选择会造成潜艇目标信息的不完整性。

根据目标信息的完整性、对潜艇机动的假设和战斗载荷性能[3], 在不进行无线电指令修正情况下, 飞航式助飞鱼雷可以分以下几种基本射击方法。

2.1 对目标提前位置射击

图3 助飞鱼雷对目标提前位置射击

在目标不进行规避机动的条件下, 采用这种射击方法, 修正了助飞鱼雷空中飞行时间内目标运动的影响, 对保持近似匀速直线运动的潜艇目标, 捕获概率、命中概率都较高。该方法的使用时机是: 主动发现匀速直航潜艇, 且有充足时间探测运动要素并不被目标发现。但在实际过程中, 测定潜艇目标运动要素容易暴露攻击意图, 隐蔽性差, 易丧失攻击的主动性。当目标距离较远时, 飞航式助飞鱼雷在空中飞行时间较长, 目标规避机动(变向、变速)情况复杂, 将对火箭助飞鱼雷的攻击效果产生较大的影响, 需要针对不同的战场环境进行具体分析研究。

2.2 对目标现在位置射击

飞航式助飞鱼雷发射时, 如果仅知道潜艇目标的方位、距离或位置坐标, 并有理由推测在助飞鱼雷发射后潜艇可能以任意航向进行匀速直航运动时, 可以对目标现在位置射击。助飞鱼雷对目标现在位置射击如图4所示。

图4 助飞鱼雷对目标现在位置射击

对目标现在位置射击不需要测定目标运动要素, 只需掌握目标初始位置即可对目标攻击, 减少了声纳的暴露时间, 增强攻击隐蔽性, 提高了作战的快速反应能力。但不修正空中飞行过程中潜艇目标运动的影响, 当目标距离较远时, 目标可能机动距离远, 影响入水点精度和捕获概率。这种射击方法的使用时机: 当舰艇在一定距离内突然发现潜艇目标, 来不及确定其航向航速, 只知道其位置坐标或方位、距离时, 使用对目标现在位置射击法进行攻击, 能抓住战机快速攻击。如果在这种情况下依然使用对目标提前位置射击法, 可能贻误战机, 暴露攻击意图。

2.3 对目标可能区域射击

飞航式助飞鱼雷发射时, 如果仅知道潜艇目标的初始位置坐标及其概略航向(向左或向右), 并有理由推测在助飞鱼雷发射后潜艇在舰艇目标方位线向左或向右的0~180°范围内以任意航向匀速直航运动时, 可以对目标可能区域射击。此时提前角无法准确求得, 可取一固定值。助飞鱼雷对目标可能区域射击如图5所示。

图5 助飞鱼雷对目标可能区域射击

对目标可能区域射击方法与前2种方法一样, 都是建立在潜艇目标的匀速直航运动基础上, 其关键是如何确定射击提前角, 让助飞鱼雷落在目标可能位置的散布中心, 对可能区域内的目标实现最大概率的捕获。该方法主要使用时机介于前2种方法之间: 突然发现中近距离上的目标, 虽然来不及测定运动要素, 但知道目标大致航向, 向固定运动方向进行射击, 能消除一部分舰艇航行带来的误差。

2.4 对目标机动区域射击

采用对目标可能位置射击法, 是舰艇在发射前根据已知目标运动要素概略推断其规避机动的航速和航向, 将助飞鱼雷发射至潜艇可能机动的区域, 利用助飞鱼雷较大的搜索扇面和距离在该情况下对潜艇进行有效搜索和攻击, 减小潜艇机动后对助飞鱼雷命中概率的影响。在实际反潜作战中, 由于探测目标和助飞鱼雷空中飞行都需要一定的时间, 潜艇目标发现受攻击并进行规避机动的可能性较高, 因此该射击方法具有较强的实际意义。这种射击方法的使用时机: 探测到目标后推测目标已经发现并要进行机动规避。关键是射击提前角的确定, 需要通过仿真计算确定最优入水点和合适的射击提前角。

图6 助飞鱼雷对目标机动区域射击

3 射击诸元解算模型

上文详细阐述了飞航式助飞鱼雷在无指令修正情况下的4种射击方法, 在实际使用武器时, 实际每种射击方法下装订的射击诸元是飞航式助飞鱼雷入水点位置坐标, 即射击瞄准点的位置。因此, 射击诸元解算的关键就是确定助飞鱼雷的入水点坐标, 求解无指令修正情况下各射击方法的射击诸元如下。

3.1 对目标提前位置射击参数解算

图7 对目标提前位置射击坐标系

根据我舰坐标参数进行坐标系变换, 最终确定飞航式助飞鱼雷的射击诸元, 完成射前准备, 即可对目标实施攻击。

3.2 对目标现在位置射击参数解算

进行坐标变换后, 即可确定射击诸元。

3.3 对目标可能区域射击参数解算

建立直角坐标系如图9所示。

图9 对目标可能区域射击坐标系

3.4 对目标机动区域射击参数解算

如图10所示, 对目标机动区域射击时, 发射舰艇只能获取发射时刻潜艇目标的航向、航速, 在助飞鱼雷飞行至入水点, 目标的散布是一个类椭圆形, 其散布与飞航式助飞鱼雷的飞行时间即射距和目标的航速、规避机动时机等因素有关, 因此入水点位置应取该区域的散布中心点。

图10 对目标机动区域射击坐标系

4 结束语

本文通过对飞航式助飞鱼雷攻潜过程和反潜作战使用特点的分析, 提出了在无指令修正情况下的4种射击方法, 并对应各方法建立了射击诸元结算模型, 为飞航式助飞鱼雷在作战使用中的应用和指挥决策提供了依据。

[1] 林宗祥, 孙永侃, 熊正祥．国外反潜导弹武器系统综述[J]. 飞航导弹, 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] 关世义, 冯郅仲．国外飞航式反潜导弹浅析[J]．飞航导弹, 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] 邢文华．反潜武器的作战应用[M]．北京: 船舶系统工程部, 2000.

(责任编辑: 许 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, 在读硕士, 主要研究反潜武器装备及其作战使用.

TJ631.3

A

1673-1948(2014)04-0293-05