反鱼雷鱼雷作战模式及拦截弹道初步研究

讨论了舰艇发射反鱼雷鱼雷直接拦截鱼雷弹道的问题，在典型理想工况条件下，建立了反鱼雷鱼雷武器的发射角与舰艇观测方位角的函数关系式，探讨了在某些限制条件下对于给定鱼雷的攻击能否被拦截的问题，同时给出了反鱼雷鱼雷所需的最小速度，为舰艇发射反鱼雷对抗鱼雷攻击提供了参考。     

反鱼雷鱼雷拦截弹道及拦截概率

通过分析反鱼雷鱼雷的2种不同拦截弹道,建立了迎面逆弹道拦截和直接直线拦截方案的数学模型,讨论了来袭鱼雷方位角和反鱼雷鱼雷发射角之间的关系,采用蒙特卡罗法,仿真计算了本舰对来袭鱼雷的测距和测向误差对反鱼雷鱼雷拦截目标概率的影响,同时讨论了拦截弹道与反鱼雷鱼雷性能的关系。结论表明,迎面逆弹道拦截方式具有更高的拦截概率;对来袭目标实现准确定位能有效的提高反鱼雷鱼雷对来袭目标的拦截概率;增加反鱼雷鱼雷的自导探测距离和搜索扇面角能有效提高对来袭鱼雷的拦截概率。     

反鱼雷鱼雷拦截概率影响因素仿真分析

为研究影响反鱼雷鱼雷拦截概率的主要因素,根据想定的反鱼雷鱼雷拦截态势建立了鱼雷弹道模型以及舰艇规避模型,通过仿真计算,定量分析了探测误差、自导作用距离和自导扇面角对反鱼雷鱼雷拦截概率的影响。仿真结果表明,提高对来袭鱼雷的定位精度,增大反鱼雷鱼雷自导作用距离和自导扇面角,可以有效提高反鱼雷鱼雷拦截概率。     

基于扩张状态观测器的反鱼雷鱼雷迎面拦截制导律

基于雷目相对运动方程,把迎面拦截问题描述成具有终端角约束的最优控制问题,针对鱼雷自导头难以测量视线角速率的难题,提出了一种基于扩张状态观测器的目标视线角速率实时在线估计方法,同时估计出目标机动引起的不确定干扰量,并基于线性化的侧向运动方程求解出反鱼雷鱼雷舵角控制指令,从而实现了含有干扰补偿的迎面拦截最优制导律。仿真结果表明,与传统的比例导引律相比,该最优制导律具有很好的迎面拦截效果。     

欧洲反鱼雷鱼雷研发展望

介绍了德国研发中的“梭鱼”轻型超空泡反鱼雷鱼雷以及法国提出的重型反鱼雷鱼雷的总体概念、技术特点和部分试验结果，分析了它们产生的背景和意义。“梭鱼”鱼雷采用开式超空泡，头部锥形空化器、控制舵和自导头集成为一体，在已进行的单项试验中，速度达到240kn，可进行机动，自导发现重型鱼雷距离大于200m。仿真结果表明，“梭鱼”鱼雷可为舰艇提供效果显著的近程拦截能力。法国DCN公司基于增加战斗部威力的目的，将研究重点放在了重型反鱼雷鱼雷上。设计了3种威胁想定：反潜机在0．5—3km距离内空投轻型鱼雷，水面舰艇在3—6km距离内发射轻型鱼雷，潜艇在4—10km距离内发射重型线导鱼雷，并对其进行了仿真试验。对DCN通过仿真所得出的不同报警距离的拦截成功率、鱼雷空间交汇时间概率分布、最小交汇距离概率分布以及拦截距离概率分布等仿真结果进行了综合分析。     

火箭助飞式反鱼雷鱼雷性能仿真

依据火箭助飞式反鱼雷鱼雷典型作战态势,建立了相关模型,仿真了火箭助飞式反鱼雷鱼雷的作战过程。仿真结果表明,航速和航程对火箭助飞式反鱼雷鱼雷拦截概率有较大影响,自导作用距离不小于水下航程可以保证较高的拦截概率。     

火箭助飞鱼雷的空中弹道研究

推导了火箭助飞鱼雷在火箭助飞段，鱼雷自由飞行段，鱼雷带伞运动段以及火箭与鱼雷分离阶段的运动数学模型，指 出了求解鱼雷空中复杂弹道的全过程。对研究鱼雷的空中弹道有一定的指导意义。     

反空空导弹弹道及拦截区解算研究

发射反空空导弹拦截来袭导弹是未来空战时作战飞机的一种重要自卫手段。为研究反空空导弹的拦截性能和计算其有效拦截区,推导了敌方飞机、来袭导弹、自卫飞机和反空空导弹的数学模型,建立了来袭导弹攻击自卫飞机和反空空导弹拦截来袭导弹的空战仿真平台,解算了反空空导弹的拦截区。仿真结果表明,典型空战条件下,反空空导弹对来袭的中远程空空导弹存在有效的拦截区,反空空导弹拦截区的大小与反空空导弹性能、发射前置角、自卫飞机的规避机动、来袭导弹发射距离等因素密切相关,在拦截区内发射反空空导弹,能够极大地提高自卫飞机的战场生存能力。     

反鱼雷鱼雷关键技术探讨

探讨了对反鱼雷鱼雷武器系统、总体、自导、控制、引信及战斗部等子系统的关键技术，并对主要系统提出了技术要求，认为反鱼雷武器系统应装备主、被动声纳以提高拦截概率，提出了一种适合于反鱼雷鱼雷的拦截弹道导引方法，给出了反鱼雷鱼雷自导作用距离和自导扇面的选取原则，提出了反鱼雷鱼雷最大允许角速度不小于80／s，且在1s内对指令的跟踪误差不大于15％，才能有效解决其高机动性和控制系统快速响应的问题，探讨了反鱼雷鱼雷应选用主动声引信，毁伤半径的选择要与目标平均脱靶量的大小相匹配等鱼雷引信与战斗部系统的几个问题。     

基于BTT的反鱼雷鱼雷偏航角速率控制器设计

反鱼雷鱼雷(ATT)的机动性对于其成功拦截来袭鱼雷的概率有着重要作用,而随着ATT机动性的提高,对其控制的难度也越来越大,这就对ATT的控制器设计提出了更高的要求.可以选用倾斜转弯(BTT)控制方式来提高ATT的机动性.研究了常规的比例-积分-微分(PID)控制,智能PID控制,预测函数控制(PFC)和模糊自适应PID控制,并将它们分别应用于ATT的偏航角速率控制.仿真结果表明,相对常规PID控制,智能PID控制、PFC和模糊PID控制时,系统控制过程平滑、无超调,系统响应快速、稳定、准确,且结果简单,实用性强.相比较而言,PFC相对智能PID控制和模糊PID控制响应速度更快,而且计算量小,更适应ATT偏航角速率控制系统的快速响应要求.     

火箭助飞鱼雷的弹道分析

对火箭助飞鱼雷的空中运动、入水运动和水下运动进行了分析，建立了各自的运动方程，指出了各弹道段上主要的弹道特性，为火箭助飞鱼雷的设计和弹道计算提供依据。     

弹性发射水舱对潜艇鱼雷发射内弹道的影响

为了研究弹性发射水舱对鱼雷发射内弹道的影响,建立了等效弹性发射水舱数学模型,结合发射系统数学模型进行了仿真计算并计算了弹性水舱的等效刚度,对弹性发射水舱对发射过程中鱼雷内弹道的影响进行了定量分析。计算结果表明:弹性水舱对发射过程产生的脉冲水压可起到缓冲的作用,可在一定范围内降低发射水舱及发射管内海水压力;同时也降低了鱼雷的出管速度,影响鱼雷离艇安全及鱼雷初始弹道;所建立的弹性发射水舱模型可为该型鱼雷发射装置的新型发射水舱的设计论证及低噪声发射技术的研究提供参考。     

基于潜射鱼雷弹道特征的搜潜区域判定方法

针时以来袭鱼雷方位线为基准确定潜艇分布区域的方法存在一定缺陷,提出了以来袭鱼雷航向线为基准确定潜艇分布区域的方法.描述了水面舰艇基于潜射鱼雷弹道特征的防潜反击体系流程.以潜射直航鱼雷为例分析了搜潜区域判定原理,构建了数学模型.通过对模型通用性的探讨,将其扩展到潜射声自导鱼雷情形.根据仿真检验,定量与定性相结合地进行了比较.研究表明,运用鱼雷航向线判断潜艇位置信息的方法优于方位线法.     

基于MATLAB的反鱼雷鱼雷固定提前角导引弹道仿真

介绍了基于Matlab/Simulink的反鱼雷鱼雷固定提前角导引弹道的仿真方法。根据固定提前角导引规律,给出了反鱼雷鱼雷导引系统的数学模型,采用Simulink建立系统的仿真模型并进行仿真计算。仿真结果表明基于固定提前角导引法的反鱼雷鱼雷自导系统具有较高的追踪效率;提高反鱼雷鱼雷速度能缩短自导时间;根据来袭鱼雷方位选取合适的提前角和发射角能够有效提高拦截效率。     

反鱼雷武器综述

随着鱼雷技术的发展,反鱼雷逐渐成为现代海战中的一项重要任务。世界各国在提交鱼雷探测设备的同时,相继开发了一系列鱼雷对抗器材。本文介绍了世界反鱼雷武器的种类以及主要海军国家反鱼雷武器的发展现状,展望了反鱼雷武器技术的发展趋势,提出了发展反鱼雷武器需解决的部分关键技术。     

基于二次攻击模式的反鱼雷鱼雷弹道组织和动力推进模式

包括反鱼雷鱼雷(ATT)等硬杀伤手段在内的反鱼雷作战能力,对于大型舰艇至关重要。针对ATT自来袭鱼雷的前半球发起迎击,命中概率低,提出了迎击+追击的二次攻击模式,并给出了弹道组织和理论分析方法。该二次攻击模式可在迎击失败的条件下再进行追击,可显著提高拦截命中概率。结合二次攻击模式的理论弹道计算,通过对火箭喷气推进、常规涡轮机推进以及涡轮泵喷水推进等多种推进模式的对比分析,给出了各种推进模式下ATT的理论作战性能指标。采用涡轮泵推进,可支持二次攻击的允许发射距离超过20 cab,是火箭推进模式允许发射距离的2.3倍。综合考虑通用性、实现性和发展潜力等因素,涡轮泵是适合于ATT使用的动力推进模式。     

空间拦截弹道优化研究

为验证利用地基导弹进行空间拦截的可行性,对空间拦截弹道优化问题进行了描述.根据固体火箭弹道设计方法,分析了弹道的影响因素,提出基于正交设计的搜索算法,给出了详细的算法流程,介绍了搜索方向的正交设计方式和搜索过程.用该模型对某一参考弹进行了仿真计算,计算结果表明,只要弹道参数设计合适,参考弹完全可以将100 kg有效载荷送入近地轨道,满足空间拦截作战要求.     

地基导弹空间拦截的弹道设计方法

地基反卫星拦截需要设计拦截弹道。建立拦截弹道主动段弹道计算模型和被动段轨道预测模型,提出被动段普适变量轨道预测算法,给出拦截弹道优化方法。采用一种导弹进行仿真计算,结果表明,只要被动段飞行时间设计合理,所设计弹道能满足空间作战要求。