水面舰艇防御线导鱼雷作战效能评估模型研究

金彦丰，吴磊

（91388部队 广东 湛江524022）

水面舰艇防御线导鱼雷作战效能评估模型研究

金彦丰，吴磊

（91388部队 广东 湛江524022）

根据水面舰艇防御线导鱼雷作战流程，并针对SEA方法的要求，提出了评估水面舰艇防御线导鱼雷作战效能的三个主要性能指标量度。通过分析防御作战特点，建立了效能评估模型，并利用想定数据采用该模型对作战效能进行计算和结果分析，验证了该模型用于水面舰艇防御线导鱼雷作战效能评估可行性。

消水面舰艇；线导鱼雷；作战效能评估

现代大型鱼雷几乎无一例外地应用了线导技术。目前世界各国在役鱼雷中，线导鱼雷型号占总数的60%以上，而且有把线导技术移植到小型鱼雷上的趋势［1］。线导鱼雷具有“人在回路中”的导引特点，大大提高了反应速度、命中精度，也增强了攻击机动目标和对抗水声干扰的能力，如何应对潜射线导鱼雷的攻击已成为水面舰艇所面临的最头疼的问题。建立水面舰艇防御线导鱼雷的作战效能评估模型有助于了解对水下线导鱼雷防御作战能力和不足，为指挥员作战决策提供参考依据，也为提高水面舰艇对线导鱼雷的综合防御能力创造条件。文中将探讨采用SEA方法来分析水面舰艇防御线导鱼雷作战效能，并建立评估模型。

1　使命任务和基本思路

水面舰艇对线导鱼雷的防御可大致划分为3个阶段，分别是探测识别、反应决策和防御实施［2］。一是探测识别阶段，水面舰艇利用鱼雷报警声纳等探测设备对来袭鱼雷报警，并通过先验信息、态势信息、环境信息和鱼雷信息等对鱼雷制导类型识别；二是反应决策阶段，水面舰艇针对具体的战场态势以及本舰软硬杀伤器材类型和性能，拟定出实施软杀伤、硬杀伤、规避机动和对潜反击的防御方案；三是防御实施阶段，根据决策方案执行软硬杀伤器材、反潜武器的发控以及规避机动的实施。可见，水面舰艇对线导鱼雷防御的使命任务是对敌来袭鱼雷报警、制导类型识别，并组织实施软杀伤、硬杀伤、规避机动和对潜反击，以此来防御敌鱼雷的攻击，提高本舰的生存能力。

采用SEA方法进行效能评估需针对具体作战任务［3］，在此根据其作战特点将指标相应简化为3个相对主要的性能指标度量：对线导鱼雷探测识别性能指标、反应决策性能指标和武器器材对抗性能指标［4］。通过三者的有效结合，可以得出水面舰艇防御线导鱼雷作战效能。

2　性能指标确定

2.1对线导鱼雷探测识别性能指标

对线导鱼雷探测识别性能指标一般指探测范围和获取信息的质量。对线导鱼雷探测报警距离越远，水平探测扇面角越大，则报警范围越大，预警时间就越长，就有更充足的时间实施水声对抗，对水下防御就越有利。而信息获取方面，主要考虑对来袭鱼雷信息的错报、漏报和类型识别3个因素。报警正确率越高，漏报率越低，对线导鱼雷类型识别越准确，信息获取质量越高。因此，探测识别性能指标数学模型的建立应该考虑对来袭鱼雷最大报警距离R、水平探测扇面角θ和最小可对抗距离r的关系以及水面舰艇对来袭鱼雷的报警正确率η、漏报率ξ、对线导鱼雷识别正确率γ问题。具体模型如下：

进行效能评估时，可根据水面舰艇装备性能得到η，ξ，γ，r，θ与R的值。图1为几种不同假设条件下的报警性能指标（MOP1）与η，ξ，γ，r，θ，R之间关系示意图。

图1　MOP1与η，ξ，γ，r，R关系示意图

2.2反应决策性能指标

反应决策性能指标在本文用反应决策时间来衡量。水面舰艇对鱼雷目标报警后，将所得的信息作相应处理、决策，最后组织布放器材进行防御或规避，这需要一定的时间，而这一时间的长短即是反应决策时间t［5］。从发现鱼雷目标一直到防御实施的整个过程中，要求不能使鱼雷接近到最小可对抗距离r这一边界线，因此反应决策时间是决定性因素。假设水面舰艇对来袭鱼雷报警距离为R，来袭鱼雷相对于水面舰艇的径向速度为v,水面舰艇对来袭鱼雷水平探测扇面角为θ，则MOP2定义为：

图2为反应决策性能指标（MOP2）与R，v，t之间关系示意图。

图2　MOP2与R，v，t之间关系示意图

2.3对线导鱼雷防御性能指标

防御性能指标MOP3是指通过运用软杀伤、硬杀伤和非杀伤对抗手段对我方产生的有利结果［6］。软杀伤对抗器材包括火箭助飞式低频干扰器和火箭助飞声诱饵等，硬杀伤器材包括火箭深弹、火箭悬浮深弹、近程悬浮深弹、火箭助飞诱杀弹以及火箭助飞反潜鱼雷等。本文认为实施方式越多,效能相对越大。在此将防御效能分为对导引声纳干扰效能、对敌潜艇平台反击效能、对鱼雷干扰诱骗效能、对鱼雷毁伤效能和机动规避效能5个子指标，分别定义为MOP31、MOP32、MOP33、MOP34和MOP35，则防御效能度量函数为：

若报警距离足够远，则为实施对导引声纳干扰、对敌潜艇平台反击、对鱼雷干扰诱骗、对鱼雷毁伤和机动规避等综合防御手段提供了足够的时间，以MOP31=MOP32=MOP33=MOP34= MOP35=0.5为例，则MOP3=1-（1-0.5）5=0.969；若能采取四种对抗方式，则MOP3=0.938；若能采取三种对抗方式，则MOP3= 0.875；若能采取两种对抗方式，则MOP3=0.75；若只能采取一种对抗方式，则MOP3=0.5。

3　系统映射和使命映射

1）在敌方线导鱼雷来袭过程中，水面舰艇探测距离越远，为我提供实施综合防御行动的时间越长，对我防御作战越有利。由MOP1模型可知，报警性能指标MOP1在（0,η·λ·（1-ξ）· θ/360）中变动。

对于MOP1的使命范围，希望对来袭鱼雷的报警距离远大于我最小实施防御距离，因而MOP1的值域应取为：MOP1∈

2）在作战过程中，根据对来袭鱼雷报警距离和反应时间，战场态势会出现以下2种情况：（1）我舰已经稳定跟踪敌鱼雷，可以实施防御，即R-vt≥r；（2）我舰已来不及对来袭鱼雷组织防御。因此：

MOP2值域为

3）在防御过程中，若发现来袭鱼雷距离足够远，一般要采用多种对抗手段，以求形成由远及近的多层次、软硬结合的综合防御体系。在实际的作战过程中，采取了多少对抗方式，就根据的量化模型计算相应的指标量化值，从而知MOP3值域为（0，1）。

4）综合建模。下面将MOP1、MOP2和MOP3综合得出水面舰艇防御线导鱼雷作战效能模型。由于目标探测识别、作战反应决策和防御实施是水面舰艇防御线导鱼雷作战的必要流程，在作战过程中处于前后相连的3个阶段，参考“串并联”模型框架，利用以下公式评估［7］：

在此，为强调水面舰艇对线导鱼雷综合防御最低能力限制，强调“信息门槛”这个定义。信息门槛是为完成特定的作战任务在信息能力或质量上的最低限度。当系统能力低于某个信息门槛，则效能指数MOP=0。本文评估模型的信息门槛有两个：最小可对抗距离r和实施防御。当对线导鱼雷报警距离低于r或当没有及时采取防御措施时，直接定义防御效能MOP=0，不再使用评估模型评估。

4　实例计算与结果分析

4.1参数想定

利用上文建立的数学模型，通过相关参数想定模拟进行效能计算，具体想定参数见表1。

表1　想定参数表

4.2计算结果

利用上文想定数据，针对想定1、想定2、想定3和想定4运用建立的评估模型进行效能计算，结果如图3所示。

图3　不同想定参数条件下的效能

4.3结果分析

通过表1和图3可以分析得出：

1）水面舰艇对来袭线导鱼雷报警距离越远，为实施防御提供的时间越充足，越有利于实施多层次、软硬结合的综合防御；

2）报警正确率、漏报率和识别正确率等指标直接反映水面舰艇对鱼雷的预警能力，预警能力越强，越有利于组织实施防御；

3）当水面舰艇反应决策时间减小时，防御效能明显提升，可以看出反应决策时间对于水面舰艇防御线导鱼雷作战非常重要。

5　结束语

本文通过选取对水面舰艇防御线导鱼雷影响比较大的因素运用SEA方法构建了效能评估模型，并通过实例表明该模型可在一定程度上反映出水面舰艇防御线导鱼雷能力水平。在建立模型过程中运用了对线导鱼雷识别正确率这个概念，但目前对来袭鱼雷的制导类型识别还是一项难题，在实际作战中不能识别鱼雷类型的情况下水面舰艇还应按 “危险优先”原则和鱼雷识别不确定性“概率优先”的原则组织防御。

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［3］戴自立，谢荣铭，虞汉民.现代舰艇作战系统 ［M］.北京:国防工业出版社,1999.

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［5］阎福旺.水声对抗技术［M］.北京:海洋出版社,2003.

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【相关参考文献链接】

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The model effectiveness evaluation of surface warship defending wire-guided Torpedo

JIN Yan-feng，WU Lei
（No.91388 Troops of PLA，Zhanjiang 524022,China）

According to surface warship defending wire-guided torpedo process and the request of the SEA method,the paper proposes three main MOP of effectiveness analysis of surface warship defending wire-guided torpedo.Through analyzing the characteristics of the defending,,the paper establishes the SEA model for evaluating the effectiveness.The paper also applies the model in comparing effectiveness,,and then analyzes the result briefly to prove the probability of applying the model in effectiveness analysis of surface warship defending wire-guided torpedo.

surface warship；wire-guided torpedo；Operational effectiveness evaluation

TN971.+5

A

1674－6236（2016）13-0038-03

2015-07-25稿件编号：201507166

金彦丰（1979—），男，吉林公主岭人，工程师。研究方向：水声对抗技术。