水面舰艇对潜直线往返巡逻搜索方案优选

王洪胜,郭传福,王书齐,王 楠,苏 琦

(海军大连舰艇学院舰船指挥系，辽宁 大连 116018)

【装备理论与装备技术】

水面舰艇对潜直线往返巡逻搜索方案优选

王洪胜,郭传福,王书齐,王 楠,苏 琦

(海军大连舰艇学院舰船指挥系，辽宁 大连 116018)

反潜作战是现代海战的重要作战样式之一，建立了对潜直线往返巡逻搜索发现潜艇概率计算模型，计算了3种典型搜潜方案下的发现目标概率，对指挥员拟制搜潜方案提供了一定的理论依据。

水面舰艇;巡逻搜索；反潜作战；搜潜

进入21世纪以后，潜艇静音性、深潜性发展迅速，水面舰艇对潜搜索愈发困难,因此，各国海军纷纷加大了对水面舰艇搜潜方法的研究。按照任务要求和潜艇活动情况，水面舰艇搜潜方法可概括为3种：检查搜索、应召搜索和巡逻搜索[1-2]，3种搜潜方法作战目的、适用海域和适用时机均不同，巡逻搜索主要指水面舰艇为保障海军基地、港口、舰船编队等目标免遭敌潜艇的攻击，或为及时发现通过某海区及在某海区活动的敌潜艇，在基地、港口、舰船编队附近，或在敌潜艇可能经过及活动的海区指定特定的巡逻线进行的警戒性对潜搜索活动[1]，主要目的是及时发现、阻滞或驱赶敌方潜艇通过上述特定海域。巡逻搜索时，基于敌潜艇的威胁程度、水面舰艇数量和对潜搜索的要求，又可细分为直线往返巡逻搜索、舰群环绕巡逻搜索、8字形搜索等多种方式[1]，其中，舰群环绕巡逻搜索和8字形搜索组织实施复杂，保持队形和舰舰协同都存在一定的难度，通常所需水面舰艇数量较多，而直线往返巡逻搜索组织实施简单，对水面舰艇数量要求不高，在部队演习训练中运用十分广泛。

直线往返巡逻搜索指水面舰艇在指定的巡逻线上沿一个方向搜索，在巡逻结束点转向180°继续反向搜索，直到巡逻线的开始点，再转向180°继续搜索，依此类推[1]。现阶段，国内外文献对水面舰艇巡逻搜索时控制的巡逻线长度研究较多[3-5]，但依据任务需求和可出动的水面舰艇数量，进行巡逻搜索方案优选相关研究相对较少，基于为指挥员拟制对潜巡逻搜索方案提供决策支持，本研究建立对潜巡逻搜索概率计算模型，以两艘水面舰艇为例，拟制不同的直线往返巡逻搜索方案，并进行对应的搜潜概率计算，最后给出搜潜方案优选建议。

1 模型建立

水面舰艇对潜巡逻搜索时，发现目标概率取决于水面舰艇一个搜索周期内搜索的面积S水面舰艇和一个周期内潜艇所处面积的S潜艇之比，一个周期的搜索效果与下一个周期无关，考虑声呐接触概率P接触后，水面舰艇对潜巡逻搜索时发现目标P发现概率计算式为[6]

假设水面舰艇垂直潜艇航向直线往返巡逻搜索，巡逻线的总长度为H，则单艘水面舰艇直线往返巡逻时发现目标概率P单发现为[6-7]

式中：d声呐为水面舰艇声呐对潜探测距离；V水面舰艇为水面舰艇搜潜速度；V潜艇为潜艇机动速度。

上述模型使用时需满足以下3个条件：

1) 水面舰艇直线往返巡逻搜索，搜索过程中速度稳定；

2) 潜艇的目的是通过巡逻线，上述模型公式中不考虑潜艇先发现概率和规避概率。

3) 水面舰艇声呐在指定巡逻线上对潜艇的探测距离d声呐不变[8]。

2 对潜直线往返巡逻搜索方案设计

以两艘水面舰艇为例进行方案设计,水面舰艇在指定巡逻线上直线往返巡逻搜索可采用以下3种典型方案：分段直线往返巡逻搜索、单横队直线往返巡逻搜索和各自独立直线往返巡逻搜索。

1) 分段直线往返巡逻搜索

分段直线往返巡逻搜索指将指定巡逻线一分为二，两艘水面舰艇在两个巡逻段内各自对潜搜索，互不干涉，如图1所示，其特点是每艘水面舰艇的巡逻线长度较小，同时搜潜纵深也比较小。

图1 分段直线往返巡逻搜索示意图

2) 单横队直线往返巡逻搜索

单横队直线往返巡逻搜索指两艘水面舰艇组成单横队在指定巡逻线上对潜直线往返巡逻搜索，两舰之间距离为D间距，如图2所示，其特点是水面舰艇巡逻线长度较长，搜潜纵深比分段直线往返巡逻搜索大。

图2 单横队直线往返巡逻搜索示意图

3) 各自独立直线往返巡逻搜索

各自独立直线往返巡逻搜索指构建两条巡逻线，两艘水面舰艇各自在指定巡逻线上做直线往返巡逻搜索，互不影响干扰，如图3所示，其特点是水面舰艇的巡逻线长度较长，搜潜纵深在3种搜潜方案之中最大。

图3 各自独立直线往返巡逻搜索示意图

3 发现目标概率计算

假设两艘XX型驱逐舰使用XX型声呐对指定巡逻线S进行直线往返巡逻搜索，巡逻线长度30海里，水面舰艇声呐对潜探测距离4海里，两舰搜潜速度相同，取P接触=0.8。

1) 分段直线往返巡逻搜索发现目标概率

多艘水面舰艇分段直线往返巡逻搜索时，每舰搜索周期缩短，相当于提高了搜索效率，N艘水面舰艇在指定巡逻线S分段直线往返巡逻搜索时发现目标概率P分段为[6]

计算可得，两艘水面舰艇在指定巡逻线S上分段直线往返巡逻搜索时发现目标概率如表1。

2) 单横队直线往返巡逻搜索发现目标概率

两艘水面舰艇组成单横队搜索宽度为D间距+2d声呐，要求d声呐

取D间距=1.8d声呐，计算可得，两艘水面舰艇在指定巡逻线S上组成单横队直线往返巡逻搜索时发现目标概率如表2。

3) 各自独立直线往返巡逻搜索

第一艘水面舰艇在巡逻线上直线往返巡逻搜索时发现目标概率P1发现计算公式为

同理，第二艘水面舰艇在另一条巡逻线上直线往返巡逻搜索时发现目标概率P2发现为

则两艘水面舰艇各自独立直线往返巡逻搜索时发现目标概率P独立为

P独立=1-(1-P1发现)×(1-P2发现)=

计算可得，两艘水面舰艇各自独立直线往返巡逻搜索时发现目标概率如表3。

以上3种对潜直线往返巡逻搜索方案，任选一组V潜艇和V水面舰艇对比发现目标概率，可以发现采用分段直线往返巡逻搜索时发现目标概率最高，因此该方案为上述作战条件下的最优搜潜方案。

另外，当指挥员确定好搜潜方案后，往往需要计算每艘水面舰艇控制的巡逻线长度，由此进行兵力部署。若水面舰艇数量不足，可及时向上级申请增加搜潜兵力，达成上级指定的发现目标概率要求。

若上级要求在指定巡逻线S上直线往返巡逻搜索时发现目标概率P要求=0.9，当采用分段直线往返巡逻搜索时，每艘水面舰艇可控制的巡逻线长度L控制为

计算可得，上述条件下单艘水面舰艇可控制的巡逻线长度如表4。

表1 两艘水面舰艇分段直线往返巡逻搜索时发现目标概率

表2 两艘水面舰艇组成单横队直线往返巡逻搜索时发现目标概率

表3 两艘水面舰艇各自独立直线往返巡逻搜索时发现目标概率

表4 单艘水面舰艇可控制的巡逻线长度

则搜索指定巡逻线S所需水面舰艇配置数量N为

计算可得，上述条件下所需水面舰艇配置数量如表5所示。

表5 搜索巡逻线S所需水面舰艇配置数量

4 结束语

以两艘水面舰艇为例，对水面舰艇直线往返巡逻搜索时的搜潜方案进行了分析，并结合对应的模型对3种搜潜方案的发现目标概率进行了计算，通过对比得出分段直线往返巡逻搜索是上述作战条件下最优方案的重要结论，该结论可推广至多艘水面舰艇对潜直线往返巡逻搜索；另外，当上级指定了搜潜时的发现目标概率，对采用分段直线往返巡逻搜索时所需的水面舰艇配置数量进行了计算，相关计算模型及结论对指挥员拟制搜潜方案和提出相关作战需求均具有参考借鉴作用。

[1] 海军装备论证中心.国外反潜作战[M].北京:海潮出版社,1987：20-50.

[2] 槐万景.水面舰艇编队对潜检查搜索方法研究与效果分析[D].大连：海军大连舰艇学院，2004.

[3] 李微波,傅调平,刘斌.固定巡逻线上舰艇巡逻仿真[J].Scientific Research,2011,13:638-641.

[4] 张会,吴 鹏,李长军.单兵力线式巡逻有效封锁宽度分析模型[J].舰船科学技术，2013,35(4):84-87.

[5] 罗翔,郭万海,姜志勇.水面舰艇编队巡逻搜索时的组织与战术计算[J].指挥控制与仿真，2007，29(4)：60-62.

[6] 纪金耀.俄罗斯海军反潜战术[M].北京:军事科学出版社,1992:40-58.

[7] 丛红日,黄启来,陈邓安.单机吊放声纳巡逻搜索线长度模型研究[J].舰船电子工程，2011(2)：165-167.

[8] 张煜霄,王甲兴.新型护卫舰编队对潜搜索兵力运用问题研究[J].舰船电子工程,2010(7):8-10,27.

[9] 罗木生，侯学隆，王培源.反潜巡逻机与反潜直升机协同反潜建模[J].火力与指挥控制，2014(1):53-57.

(责任编辑周江川)

Scheme Selection for Warship Linear Roundtrip Patrol in Searching Submarine

WANG Hong-sheng, GUO Chuan-fu, WANG Shu-qi, WANG Nan, SU Qi

(Department of Surface Ship Command, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China)

Anti-submarine is an important modern sea warfare pattern, and this thesis established the detection probability model of warship linear roundtrip patrol in searching submarine and constructed the detection probability based on three typical schemes, which provides a useful theoretic guide to the formulating searching submarine plan.

surface ship; patrol search; anti-submarine battle; submarine search

2016-07-25；

王洪胜(1981—),男,硕士,讲师,主要从事水面舰艇攻防战术与仿真研究。

10.11809/scbgxb2016.12.007

王洪胜,郭传福,王书齐,等.水面舰艇对潜直线往返巡逻搜索方案优选[J].兵器装备工程学报，2016(12):31-34.

format:WANG Hong-sheng, GUO Chuan-fu, WANG Shu-qi, et al.Scheme Selection for Warship Linear Roundtrip Patrol in Searching Submarine[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(12):31-34.

E925.6

A

2096-2304(2016)12-0031-04

修回日期：2016-08-15