基于线导鱼雷弹道信息的目标机动判断方法

王顺杰，野学范，许兆鹏

（海军潜艇学院，山东 青岛 266199）

0 引言

当水下平台发射线导鱼雷后，目标很可能采取水声对抗+机动的对抗措施来规避鱼雷［1-8］，由于尾流自导鱼雷攻击时需要有准确的目标舷别信息［9］，因此，采用改变舷别的方法是目标针对尾流自导鱼雷最为有效的方法之一。一旦目标通过变舷别机动方式使鱼雷设定舷别与实际进入尾流舷别相反，就会导致反向跟踪尾流。因此，就需要对目标是否进行机动，特别是变舷别机动进行及时、准确判断，进而为鱼雷的正确导引提供依据。

通常对于目标机动的判别主要直接依靠目标方位信息变化规律特点由人工判断，人工判断必然存在对信息处理滞后、反应不及时等问题，本文通过对线导+尾流自导鱼雷攻击时的弹道信息进行研究，挖掘更为显现的目标机动自动判别方法，为鱼雷命中目标创造有利条件。

1 线导+尾流自导鱼雷射击控制模型

鱼雷出管后首先执行修正方位导引法，随着鱼雷远离本艇系统将逐渐减小偏离角γ，其偏离角的计算公式为：

式中，Dl为鱼雷航程，Dl0为修正导引距离，γ0为初始偏离角。

执行修正方位导引时，每个导引周期鱼雷航向为：

式中，ΔB=Bm（t）-Bl（t），Sl=Vl·Δt，Rlw为鱼雷到本艇之间距离，Rc后为鱼雷滞后于目标距离，其与进入距离Dw的关系是Rc=VlDw/Vm，Vm为目标速度。

经过一个导引间隔Δt 后，线导鱼雷的位置为：

当鱼雷航程等于修正导引距离时，此时偏离角为0°，此后控制鱼雷按照现在方位导引法进行导引。

现在方位导引法的核心就是通过获取目标方位，然后通过式（7）每一个周期计算一次φ 值：

此时，每个导引周期鱼雷航向为：

经过一个导引间隔Δt 后，线导鱼雷的位置为：

2 鱼雷弹道信息及目标机动判断方法

2.1 鱼雷弹道信息

通过第1 节中的模型可知，在线导鱼雷采用现在方位导引法向目标导引过程中，需要计算式（4）中的φ 值，进而确定鱼雷的航向。因此，可利用φ 值，用其变化规律作为判断目标是否进行机动的判断依据。

2.2 目标机动判断方法

线导鱼雷攻击时，采用现在方位导引法后，若攻击目标右舷，鱼雷每执行完毕一个周期后应向右转向一定角度，若鱼雷持续一定时间（多个周期）都向左打舵或总的变化是向左打舵，则就可以自动判断出目标可能进行了变舷别的机动，而φ 值就直接决定了舵角的变化。因此，可通过鱼雷在多个周期内φ 值的变化规律，由系统在尾流自导鱼雷发现目标之前判断出目标是否进行了变舷别机动。

3 目标机动判断仿真

想定条件1：假设本艇航向060°，速度4 kn，目标方位050°，目标舷角右舷50°，目标初始速度为15 kn，采用线导+尾流自导，射距55 cab，目标定向定速运动，鱼雷平均速度40 kn，目标方位均方误差4°。

图1 为目标不机动条件下采用线导+ 尾流自导攻击目标示意图，图2 为图1 所示攻击过程中目标方位归一化曲线和φ 值归一化曲线图，从图2 中可以看出，本艇定向定速运动时，若目标定向定速运动，目标方位归一化曲线和φ 值归一化曲线都呈现出了一定的规律性，且变化趋势没有出现波动。因此，通过图2 中两幅图反推目标并未进行机动。

图1 目标不机动鱼雷攻击示意图

图2 目标方位与φ 值归一化曲线图

想定条件2：假设本艇航向060°，速度4 kn，目标方位050°，目标舷角右舷50°，目标初始速度为15 kn，采用线导+尾流自导，射距55 cab，目标鱼雷报警后加速至24 kn，目标开始机动时雷目距离为4 000 m，目标同时进行变向机动（变向角速度2°/s，加速度0.1 kn/s），目标向右转向120°，鱼雷平均速度40 kn，目标方位均方误差4°。

图3 为目标变舷别机动条件下采用线导+ 尾流自导攻击目标示意图，从图中可以看出，发射鱼雷时目标为右舷，当目标鱼雷报警后进行了变舷别机动，此时目标舷别变为左舷，因此，需要及时更改目标舷别，否则鱼雷进入目标尾流后将反向跟踪目标尾流。在此过程中，就需要及时对目标变舷别机动进行确认。下页图4 为图3 所示攻击过程中目标方位归一化曲线和φ 值归一化曲线图，从图4（a）中可以看出，本艇定向定速运动时，若目标进行变舷别机动，目标方位归一化曲线变化规律在目标机动后被打破，因此，通常可以通过目标方位变化规律的变化来进行目标机动判断。显然对于目标机动的判断越快越有利于鱼雷后续攻击，图4（b）中φ 值归一化曲线变化规律也发生了变化，比较图4 中的两幅图可以看出，φ 值归一化曲线变化要早于目标方位的归一化曲线变化。图5 为图4 所示两幅图的局部放大图，从图5 中可以明显看出，φ 值归一化曲线变化早于目标方位归一化曲线变化将近2个周期时间。显然，利用φ 值归一化曲线变化来判断目标机动更为有利。

图3 目标变舷别机动规避鱼雷攻击示意图

图4 目标方位与φ 值归一化曲线图

图5 想定条件2 下目标方位与φ 值归一化曲线局部放大图

想定条件3：假设本艇航向060°，速度4 kn，目标方位050°，目标舷角右舷50°，目标初始速度为15 kn，采用线导+尾流自导，射距55 cab，目标鱼雷报警后加速至24 kn，目标开始机动时雷目距离为4 000 m，目标同时进行变向机动（变向角速度2°/s，加速度0.1 kn/s），目标向左转向50°，鱼雷平均速度40 kn，目标方位均方误差4°。

另外，图6为目标未变舷别机动条件下采用线导+尾流自导攻击目标示意图。图7 为图6 所示攻击过程中目标方位归一化曲线和φ 值归一化曲线图，从图4中可以看出，本艇定向定速运动时，φ 值归一化曲线变化的波动幅度要大于目标方位归一化曲线的波动幅度，更有利于对目标未变舷别的机动判断。

图6 目标未变舷别机动规避鱼雷攻击示意图

图7 想定条件3 下目标方位与φ 值归一化曲线局部放大图

4 结论

本文主要对利用线导鱼雷弹道信息对目标机动自动判别方法问题进行了研究，通过分析，可以得到以下结论：

1）在线导鱼雷弹道信息中可利用φ 值，用其变化规律作为判断目标是否进行机动的判断依据。

2）攻击变舷别机动目标时，φ 值归一化曲线变化早于目标方位归一化曲线变化将近2 个周期时间，利用φ 值归一化曲线变化来判断目标机动更为有利。

3）攻击未变舷别机动目标时，φ 值归一化曲线变化的波动幅度要大于目标方位归一化曲线的波动幅度，更有利于对目标未变舷别的机动判断。