鱼雷声学基阵硫化新技术探讨

为了解决以往鱼雷声学基阵硫化技术中暴露的问题,通过选取新的硫化材料、金属表面处理以及换能器单元布阵等改进措施,提出了新的改进方案,经试验及小批量生产证明,该方案解决了金属面与橡胶粘接不牢靠和透声橡胶流线型控制合格率低等技术难题,提高了声学基阵制造合格率,缩短了制造周期,优化了鱼雷自导系统的声学性能,从而满足了鱼雷批量生产的需要.     

一种具有舷侧阵自导鱼雷的弹道设计与仿真

舷侧阵自导鱼雷改变了以往前视自导系统的工作频率、阵列孔径、自导作用距离以及目标识别方式的限制,具有自导作用距离远、探测目标能力强的特点.针对舷侧阵自导系统探测范围为鱼雷两侧扇面,而鱼雷正前部扇面是舷侧阵自导系统的探测盲区的特点,给出了舷侧阵自导鱼雷弹道设计的数学模型,首次研究了舷侧阵自导鱼雷的搜索、跟踪、导引及攻击命中...     

基于复合阵鱼雷声成像方位分辨率提高方法

研究了鱼雷基于预成空间密集波束进行声成像目标识别和精确制导的基阵设计与波束形成方法.针对鱼雷孔径小、空间尺度和可容纳的信号处理硬件规模有限等特点,提出了鱼雷声成像的非均匀复合基阵设计方法以及基于该复合阵设计的波束形成方法.与传统的鱼雷自导等效均匀线列阵设计相比,在相同阵列物理孔径条件下,该方法改善了波束空间指向性,提高了波束空间方位分辨力,在相同波束配置的要求下,该方法减少了阵元数和接收通道数,减小了阵列孔径及信号处理的硬件规模.仿真结果验证了该方法的有效性和可行性.     

新世纪鱼雷技术发展趋势研究（续）

3.2 鱼雷自导技术 高技术海战对鱼雷自导系统提出了增大微弱信号探测能力和作用距离,提高目标参量估计精度,增强目标识别和反对抗能力,实现精确导引的要求。由于还没有一种物理场比声场在水中具有更远的传播特性,因此鱼雷自导将继续以声自导为主,其性能的提高取决于声自导技术的发展。在诸多自导关键技术和新技术中,特别值得一提的是低频声自导、尾流自导以及目标自动识别技术。     

声寻的鱼雷自导系统目标、背景和海洋环境特性半实物仿真技术研究

在进行鱼雷声寻的自导系统半实物仿真时必须实现水声目标、水下背景和海洋环境的实时仿真。本文在鱼雷声寻的自导系统半实物仿真特点的基础上讨论了目标背景特性的实时生成和实时控制等关键技术,提出了采用多DSP并行计算实现水下目标背景实时仿真的技术方案,解决了水声信号实时生成与控制的技术瓶颈,给出了系统构成及控制方案。通过仿真测试,该系统满足鱼雷自导系统半实物仿真的工程需求。     

鱼雷多目标自导系统声学建模与实现

多目标自导系统是新型鱼雷制导系统发展的必然趋势,是对现有自导系统功能的完善与提升,通过建模手段对其性能及技术特点进行研究是自导研究领域非常关心且亟待解决的问题.该文对鱼雷多目标自导系统的功能及系统构成进行了研究,并从系统层面对其关键技术进行了讨论.基于层次化和模块化的建模原则,将自导系统分解为彼此独立的11个功能模块,利用Visual C++平台在声信号层次上设计并建立了鱼雷多目标自导声学仿真系统,给出了主要模块的声学模型.最后,在相同的复杂对抗环境下对多目标自导系统和传统的单目标自导系统进行了100次统计仿真试验,结果表明,多目标自导系统较传统的单目标自导系统命中概率提高了38.5%,航程损耗减小了17.6%,显著提高了复杂对抗环境下自导系统的作战效能.     

基于以太网的鱼雷声自导电信号半实物仿真系统

由于鱼雷作战水声环境的复杂性,鱼雷声自导半实物( HWIL)仿真成为实验室环境下声自导系统设计与性能评估的重要手段。提出了一种基于以太网的分布式半实物仿真系统,采用电信号注入法模拟目标／背景信号,介绍了其构成方法及工作原理;详细讨论了窄带点目标、窄带体目标、混响和海洋噪声等主要目标／背景信号的水声仿真模型;给出了使用流水线阵列处理的仿真信号源硬件系统设计,并提出了延时滤波算法实现了多路仿真信号源的实时同步输出。相应的信号仿真试验结果证明了采用电子注入法实现声自导半实物仿真系统的有效性。     

匹配层水声宽带换能器性能分析

为了提高现代鱼雷的作战性能,适应复杂环境,研制了宽带白导系统,旨在提高声纳基阵的整体性能.本文采用了有限元分析方法,借助ANSYS软件设计了匹配层水声宽带换能器,通过调整匹配层的声速、密度及厚度,分析了该类换能器的性能,包括换能器谐振频率、发送电压响应、自由场电压接收灵敏度以及收发频带宽度等,并对其结构进行了优化.研制了匹配层水声宽带换能器并进行了水池试验,对比分析了理论设计与试验结果,其测试结果与计算结果具有较好的一致性.本文研究可为声纳基阵设计提供借鉴.     

鱼雷共形阵自适应宽带恒定束宽波束形成研究

低频和宽带作为鱼雷自导系统的一个重要发展方向,受到人们越来越多的关注。而共形阵宽带恒定束宽波束形成作为宽带共形阵鱼雷自导系统的一项关键技术,其性能的好坏直接影响共形阵鱼雷的总体性能。该文应用维德罗提出的最速下降法,提出了适用于鱼雷共形阵的宽带恒定束宽的自适应算法和系统结构框图,并对其进行了详细的理论计算和仿真试验。仿真结果表明,该方法对于宽带信号的恒定束宽波束形成具有良好的效果,对共形阵鱼雷自导系统的宽带波束形成有重要的工程应用价值,同时对现有鱼雷自导系统宽带波束形成方法的改进也具有参考意义。     

自航式声诱饵对抗声自导鱼雷作战能力仿真分析

使用自航式声诱饵对抗自导鱼雷、优化其对抗作战方案是进行理论研究和潜艇防御作战的重要问题。针对潜艇发射自航式声诱饵对抗主动声自导鱼雷作战态势,采用均匀设计试验法和时间序列仿真法,依据潜艇、鱼雷和自航式声诱饵之间的位置、状态,主动声纳方程以及鱼雷捕获命中目标的判据,对不同报警距离和报警舷角下潜艇的生存概率进行了仿真计算,并对仿真结果进行分析后得出了有利于潜艇生存的规避方式,对于自航式声诱饵对抗声自导鱼雷无论是从理论研究、试验设计还是作战层面来讲,都具有重要的参考意义。     

鱼雷自导Tiger SHARC DSP系统的设计

鱼雷低频自导是远程自导鱼雷的一个重要研究方向,该文采用Tiger SHARC DSP设计了鱼雷低频自导高速数字信号处理系统,完成了该系统的硬件研制,并在此基础上实现了其DSP系统软件、方位估计软件和主控软件的设计及调试。消声水池试验结果表明,该系统工作稳定可靠,目标方位估计精度在2°以内,满足鱼雷自导系统要求。     

适合浅海工作的鱼雷自导有关问题探讨

浅海水声环境给鱼雷自导带来多途效应及严重的混响干扰,影响了自导系统的性能。本文分析了浅海环境对鱼雷自导3个方面的影响,并针对每种情况,提出了提高自导浅水性能的解决途径,并对鱼雷宽带自导的阵列模式、信号设计和接收处理以及自适应技术等有关问题进行了探讨。仿真结果表明,合理设计信号波形及检测算法,运用自适应技术能够有效地改善和提高鱼雷自导的浅水性能。     

水下爆炸对被动声自导鱼雷的干扰机理及仿真

为了验证水声干扰子弹水下爆炸声信号对抗声自导鱼雷的效果,基于水下爆炸的声信号具有声源级高、覆盖频率宽的特点,建立了水声对抗数学模型,并应用数学优化方法,将对抗问题转化为非线性有约束的目标优化函数,得到了舰艇最佳规避角和干扰弹最佳落点位置,且发现最佳发射角度变化较小。仿真结果表明,水声干扰子弹在最佳发射条件下,能有效干扰声自导鱼雷。     

声自导鱼雷进行尺度目标识别的试验方法研究

声自导鱼雷目标识别试验时一般采用线列阵模拟目标,因此有必要进行声自导鱼雷尺度目标识别的试验方法研究。基于鱼雷目标识别原理,本文重点讨论了用线列阵靶模拟目标时,尺度靶声学参数的确定,给出了用固定尺度靶及拖曳线列阵靶模拟目标试验的典型航行弹道,试验表明,采用线列阵模拟目标进行自导鱼雷尺度目标识别,试验方法可行,效果良好。     

对抗尾流自导鱼雷的防御技术

舰船航行时在尾部形成一条含有大量气泡的尾流，成为舰船的目标特征之一。尾流自导鱼雷利用舰船尾流进行目标检测，对舰船构成很大威胁。目前对尾流自导鱼雷缺乏有效的防御措施，发展水面舰艇反尾流自导鱼雷防御技术迫在眉睫。该文基于尾流特征及尾流自导鱼雷工作原理，介绍了用于对抗尾流自导鱼雷的气幕弹、磁尾流、拖网、深水炸弹和反鱼雷鱼雷等几种软杀伤和硬杀伤方法以及隐身技术和机动规避等非杀伤方法，总结了舰船对抗鱼雷攻击的3个关键环节包括高性能鱼雷报警系统、快速反应的水声对抗系统和多功能的水声对抗设施，旨在为有效防御尾流自导鱼雷提供思路。     

基于舰艇水下先期防御的来袭鱼雷报警系统

基于舰艇水下先期防御作战的威胁信息获取需要,从探测距离、工作频段、作用空间、信号识别、自动化程度和时间连续性等方面分析了鱼雷报警系统的战技指标要求,从先验信息、初始噪声、航行噪声、主动声自导信号和目标信号分类等方面阐述了鱼雷报警的信息来源及信号特征提取,以多基元集束式被动拖曳线列阵声纳为对象探讨了鱼雷报警系统的基本原理、设计要点与关键技术,为优化对抗条件下的鱼雷设计提供依据。     

基于短时傅立叶变换的鱼雷自导信号参数实时估计及应用

采用商用成熟（COTS）技术途径开发军用设备是一个重要发展方向。该文提出了COTS产品在声靶系统对鱼雷自导信号参数实时估计中的应用方案,采用短时傅立叶变换（STFT）实现对鱼雷自导信号脉冲载频、脉冲到达时刻、脉冲宽度和脉冲问隔的实时估计。在鱼雷自导信号参数高精度估计的基础上,利用中频直接采样有效减小了信号处理的数据量。通过工业D／A板试验证明,该应用方案达到了设计功能和性能指标要求,并且降低了开发成本,缩短了项目的开发周期,保证了应用的灵活性和二次开发性。     

多功能声自导反潜鱼雷战雷靶

针对缺乏用于声自导反潜鱼雷战雷实航爆炸试验攻击目标的问题,提出一种具有水声引信的多功能战雷靶设计思路.介绍多功能声自导反潜鱼雷战雷靶的设计方案,利用经典物理学的能量、动量原理,详细计算分析鱼雷在各种边界条件下攻击钢架的情况,并简要分析海流对鱼雷命中的影响.仿真结果表明:当Δt≤0.4 s时,鱼雷瞬间冲击加速度a(g)≥5g,满足引信动作需求,鱼雷可以引爆.该战雷靶的设计思路可为未来鱼雷声自导反潜战雷实航爆炸试验提供技术参考.     

潜射线导鱼雷蛇形弹道设计及仿真研究

在线导鱼雷攻击过程中,当只有目标方位信息且目标舷角很小时不利于鱼雷捕获目标,为解决该问题,阐述了蛇形弹道搜索的概念,提出了2种线导鱼雷蛇形弹道搜索使用时机。建立蛇形弹道搜索控制模型,并进行了仿真验证。研究结果表明：采用线导加尾流自导蛇形弹道搜索在只有目标方位信息且小目标舷角情况下可以有效提高鱼雷捕获目标尾流的概率,为解决进入尾流舷别不确定给攻击带来的问题,又提出了利用尾流自导加声自导攻击目标的组合使用方法,该方法可保证鱼雷命中目标概率;采用线导加声自导蛇形弹道搜索在目标方位无效情况下可以有效扩大鱼雷机动范围,捕获目标概率要高于直航搜索捕获目标概率。