自航式声诱饵声学特性研究

根据自航式声诱饵的声学模拟机理，建立了自航式声诱饵的辐射噪声特性模拟模型和声反射特性模拟模型，深入分析了自航式声诱饵和潜艇的声学特性差异，主要有三点：1）指向性差异：潜艇辐射噪声的指向性近似于各向同性，而诱饵模拟辐射噪声的指向性取决于发射换能器的发射指向性；2）目标强度差异：潜艇目标强度随声波入射角度的变化而变化，而诱饵模拟的目标强度取决于发射换能器的发射指向性；3）尺度差异：诱饵模拟的尺度特性与潜艇的尺度特性是有差别的。文中指出了对抗自航式声诱饵的几点研究方向：利用诱饵模拟的辐射噪声与潜艇辐射噪声在指向性上的差异以及诱饵模拟与潜艇的尺度特性差异作为对抗自航式声诱饵的突破点。文中内容对于水声反对抗具有一定参考意义。     

一种潜艇使用自航式声诱饵防御2枚声自导鱼雷数学模型

现代潜艇作战对多枚鱼雷的防御问题是急需解决的一个课题。本文在自航式声诱饵对抗原理的基础上对潜艇使用自航式声诱饵防御2枚声自导鱼雷的一次转角数学模型进行了分析,给出了带有未确定性参数的诱饵一次转角的数学模型,通过蒙特卡罗方法模拟得到模型参数与潜艇防御成功概率之间的关系。仿真结果表明,潜艇一次转角后的航向与优先考虑权值大的鱼雷的航向垂直时,其防御成功概率最高,这说明诱饵选择一次转角后的航向与对潜艇威胁大的鱼雷的来向垂直的航向防御效果比其他航向要好。     

自航式声诱饵的优化弹道模型及对抗效能研究

当鱼雷来袭时,为了提高防御效果潜艇可投放自航式声诱饵进行对抗.根据潜艇投放自航式声诱饵对抗鱼雷的过程,建立了自航式声诱饵的优化弹道模型、潜艇的机动规避模型、鱼雷的搜索和攻击弹道模型、对抗过程中的声探测模型,在此基础上仿真分析了自航式声诱饵直航转角式弹道参数设计对潜艇生存概率的影响.结果表明:对诱饵直航段距离和转角进行合理设计可显著提高鱼雷来袭时潜艇的生存概率.     

反鱼雷方案对抗效能定量评价模型

针对潜艇反鱼雷方案的对抗效能分析只能定性而不能定量的问题,提出了潜艇反鱼雷方案的对抗效能定量分析模型,包括潜艇的机动规避模型、噪声干扰器的对抗模型、自航式声诱饵的对抗模型、鱼雷的搜索和攻击模型等。蒙特卡洛仿真表明,该模型可对潜艇反鱼雷方案进行定量评价,并且与定性分析结果吻合。     

磁诱饵空中磁场验证的测量区域研究

对潜艇施放的磁诱饵进行空中磁场验证时,高空中的磁场强度验证过程困难,可在低海拔处进行验证测量,然而磁诱饵磁场在同一海拔的不同区域具有不同的分布特征。为了确定最适合进行验证测量的区域,通过借鉴地形特征统计中的标准差、粗糙度等变化特征参数及水下地形匹配领域中的地形熵,对磁诱饵的空中磁场在目标平面上的分布情况进行分析,研究了以此为依据选择测量区域的方法。利用软件对该选择过程进行了仿真,初步验证了其可行性。并通过海上试验对该方法进行了验证。试验结果显示,通过该方法选择的测量区域的相对测量误差与其他区域相比明显较小。     

基于潜艇分布式建模的目标识别方法

为了使鱼雷更好地识别潜艇结构,从而有效区分潜艇和声诱饵,提出了一种基于分布式目标建模的潜艇目标识别方法。该方法在分布式目标建模理论的基础上,建立了潜艇分布式目标模型,并把分布式信号参数估计（DSPE）方法应用到潜艇分布式模型方位估计中,同时利用平面阵进行了计算机仿真,得到了潜艇回波的3D方位谱。仿真结果表明,该方法能很好的对潜艇结构进行识别,有助于鱼雷实施正确的攻击。     

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。     

潜艇水下破损进水应急操纵模型

潜艇水下破损进水应急操纵模型是研究潜艇水下发生破损时操纵控制方法的基础。基于潜艇水下空间六自由度运动方程,结合升降舵的操纵、破损进水和失事排水建模,完整地建立了潜艇水下破损进水应急操纵模型,并采用Delphi编制了潜艇水下破损进水应急操纵仿真控制软件,进行了仿真分析。     

基于亮点模型的潜艇回波仿真

传统的回波建模方法是采用单亮点模型,仿真出的回波与真实潜艇回波往往有较大差别．针对单亮点模型的不足,本文采用多亮点模型来实现潜艇回波仿真,构造了一个6亮点的回波模型。从仿真结果看．它与单亮点回波模型相比,能更充分地体现潜艇这一扩展目标所造成的回波脉宽延伸和幅度起伏特性．并与实际潜艇回波相吻合。     

基于目标空间尺度特征末程识别潜艇和诱饵的方法研究

阐述了互谱定向技术与能量积分定距技术的基本原理,提出了结合这2种技术精确提取末程目标空间尺度回波特征信息的方法。在此基础上,深入分析了悬浮式诱饵、拖曳式诱饵和潜艇的空间尺度特征,并采用获取的鱼雷攻击点源靶、水平尺度靶和空间尺度靶的试验数据进行了仿真验证,结果表明,精确提取目标空间尺度回波特征信息是可以在末程有效对抗声诱饵并识别潜艇的。     

航空磁探仪探潜目标磁梯度定位方法

以反潜巡逻机使用光泵式磁探仪为例,提出一种利用航空磁探仪对潜艇进行磁梯度定位的方法。在较详细地分析潜艇的磁场特性,建立磁场模型的基础上,对反潜巡逻机装备磁探仪如何利用磁梯度矢量来探测潜艇和对潜艇进行定位进行分析,建立了相应的模型,并根据航空磁探仪探潜的特点,将航空反潜中潜艇的远场磁信号等效为磁偶极子磁场。结果表明,通过对潜艇位置做的3次跟踪探测,能较准确地定位潜艇的位置。     

Submarine Magnetic Field Extrapolation Based on Boundary Element Method

In order to master the magnetic field distribution of submarines in the air completely and exactly and study the magnetic stealthy performance of submarine, a mathematic model of submarine magnetic field extrapolation is built based on the boundary element method （BEM）. An experiment is designed to measure three components of magnetic field on the envelope surface surrounding a model submarine. The data in different heights above the model submarine are obtained by use of tri-axial magnetometers. The results show that this extrapolation model has good stabilities and high accuracies compared the measured data with the extrapolated data. Moreover, the model can reflect the submarine magnetic field distribution in the air exactly, and is valuable in practical engineering.     

基于潜艇磁偶极子模型的航空磁探潜探测宽度模型与仿真

针对航空反潜磁异常探测传统探测宽度模型无法准确分析目标磁特性、环境磁特性等因素对航空磁探潜探测宽度的影响,引入概率分布的思想并提出基于信噪比检测依据的新探测宽度模型。为了求解该探测宽度模型,建立了基于磁偶极子目标的航空磁探潜探测模型,目标磁特性模型,环境噪声和检测模型,给出了基于信噪比检测依据的探测宽度模型求解方法和步骤。仿真分析表明：所建立的模型能够充分反映目标特性、地磁场特性、环境磁噪声等级、反潜机探测平台等因素条件对航空磁探潜探测宽度影响;与经典探测宽度模型相比,新建立的模型能够对航空磁探潜探测宽度进行更加有效和精确的计算。     

用边界元法进行潜艇空间磁场推算的试验检验

为了解和掌握潜艇空间磁场的分布，以研究潜艇的磁隐身性能，利用边界元法建立潜艇空间磁场推算的数学模型，设计试验测量得到用于建模的潜艇模型周围某包络面上的3分量磁场值，然后用3分量测磁仪测量得到艇模上方不同高度上的磁场数据。通过将测量值与边界元模型推算出的磁场值相比较，结果表明该模型稳定性较好，推算精度较高，能够较好反映潜艇空间磁场的分布，有一定的工程实用价值。     

旋转超导球体在均匀磁场中的カ矩分析

基于经典的电磁场理论和伦敦方程，为在均匀磁场中高速旋转的超导球体所受力矩的计算建立了理论分析模型。该计算方法考虑了高速旋转的超导球体产生的伦敦磁矩与外磁场的相互影响，并把磁感应强度在超导球体的球坐标系中利用球谐函数展开，利用超导球体的边界条件最后推导出力矩的计算方法。同时给出了具体的分析实例。力矩计算模型的建立为进一步研究在磁场中高速旋转的超导球体的动力学特性有着重要的意义。     

深弹磁引信目标信号分析

选用目标潜艇磁场强度的函数作为目标信号，深入分析了目标潜艇磁场以及深弹与目标潜艇的交会条件。在此基础上，分析了典型的目标磁场信号，确定了深弹磁引信的判决准则。     

反潜巡逻机磁探仪检查搜潜效能研究

针对潜艇自身的磁异常会引起地磁场扰动的特点,可以利用磁探仪探测安静型潜艇。根据检查搜潜的特点,结合反潜巡逻机使用磁探仪对潜搜索的方法,分别建立单机和双机使用磁探仪检查搜潜的数学模型,并通过仿真计算,分析搜索区域面积、磁探仪探测作用距离的变化对搜索发现概率的影响。仿真结果证明,该方法能为磁探仪的优化使用提出有效建议。     

从潜艇磁测数据中分离地磁场的研究

传感器实测数据中提取出真实的地磁场成分是水下地磁导航研究的一个难点.采用有限元计算软件ANSYS进行了仿真研究.分别研究了X、Y、Z磁场激励下,潜艇磁化磁场特性;绘出了潜艇某截面上的磁场分布,给出沿某曲线的磁场分布;发现激励磁场与潜艇磁场之间满足线性关系并给出线性转换系数沿某直线的分布状况;还研究了任意方向磁场激励下,得到激励磁场与潜艇磁场之间的线性转换矩阵,初步解决了从测量数据中提取地磁场的问题.     

舰船消磁绕组磁特征数值计算与验证研究

作为商业有限元电磁分析软件的替代,基于磁矩量法、多层自适应交叉近似法和GPU并行计算技术的舰船磁场分析软件MagShip已成功用于舰船磁特征仿真建模。但对舰载消磁线圈磁特征进行数值分析时,需要对临近舰载消磁线圈的船体结构精细划分网格单元。MagShip软件用于这种大规模磁场建模问题时,会存在计算结果不稳定或失真。为了解决这个问题,对MagShip软件进行了改进,使其适合用于舰载消磁线圈磁场特征建模,采取的改进措施包括：采用场单元上的耦合系数多点平均值作为相互临近单元的耦合系数;对临近消磁电缆的铁磁区域进行剖分单元加密;将消磁电缆作用在其临近单元上的磁化磁场多点平均值作为磁化磁场有效值。采用改进后的MagShip软件对于薄铁磁球壳内部和外部线圈、典型舰载消磁线圈等典型算例进行了磁特征建模分析,并与商业有限元软件COMSOL Multiphysics的计算结果进行了对比,发现二者差别约为1%. 表明所提方法是有效的,能够用于舰载消磁线圈磁特征建模仿真的实用化。