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。     

潜射自航式声诱饵发射时机与初始航向模型

发射时机与初始航向是影响自航式声诱饵作战使用效果的关键因素。该文通过分析潜艇使用自航式声诱饵对抗声自导鱼雷的作战过程,在一定对抗态势下,建立了自航式声诱饵有效发射时机与有效初始航向的解析模型,以此确定了自航式声诱饵发射时机和初始航向的有效取值范围。依据不同的鱼雷报警初始信息,采用搜索算法,在有效取值范围内计算自航式声诱饵有利发射时机和有利初始航向。该算法对自航式声诱饵作战使用问题的进一步研究具有一定的参考价值。     

潜艇自航式声诱饵的使用时机研究

在潜艇使用自航式诱饵对抗声自导鱼雷的过程中,诱饵的使用时机是关系着对抗成败与否的关键因素。本文基于自航式诱饵的作战使用问题,具体研究了潜艇在使用自航式诱饵对抗声自导鱼雷的过程中诱饵的使用时机问题。分析了潜艇使用自航式诱饵对抗声自导鱼雷的具体过程,建立了对抗过程的物理及数学模型,得出了不同鱼雷报警舷角下诱饵的使用时机。     

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.     

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。     

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。     

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。     

全附体潜艇流噪声数值计算

运用计算流体力学(CFD)和边界元(BEM)相结合的方法,预报全附体潜艇流噪声,得到特征点的总声级和潜艇声场指向性分布规律。首先建立具有全部附体潜艇的几何模型并对流场计算域进行全结构化网格空间离散,然后采用雷诺时均方法(RANS)计算潜艇定常流体特性,得到的艇体阻力和压力系数与文献提供试验值吻合良好。再以流场定常计算结果为初值,计算潜艇非定常流动特性,得到声偶极源项,作为边界元求解辐射声场的输入量。声场计算通过在频域中求解福茨.威廉姆-霍金斯方程(FW-H)方程来完成。计算得到了潜艇表面的辐射声源强度分布,验证了流动转捩区是主要的发声部位,并分析了不同频率下声指向性的变化规律。计算所得结果与一般声学规律较为吻合。     

鱼雷防御技术的发展与展望

回顾了二战以来先后出现的鱼雷主要防御装备,包括水面舰艇用的防雷网、爆炸式反鱼雷系统、拖曳式声对抗装置和拖曳诱饵AN/SLQ25,潜艇用的机械式噪声发生器、气幕弹、一次性机电式宽带噪声发生器、悬浮式声干扰器和声诱饵以及自航式声诱饵。本文从水面舰艇鱼雷防御系统、反鱼雷鱼雷武器系统、AN/WSQ11鱼雷防御系统、下一代水声对抗装置、超空泡射弹武器系统以及水下声能武器六方面展望了未来的鱼雷防御技术,分析了该领域今后的发展趋势。     

舰船辐射噪声波形重构研究

舰船辐射噪声作为舰船的重要特性,其物理仿真实现对武器和声纳样机的物理检测及评估都具有实际工程价值。该文研究了舰船辐射噪声波形重构的3个问题。依据线性系统理论,给出了在通用计算机上产生同时具有规定振幅概率分布和功率谱的随机时间序列的方法。该算法的突出优点是,可以连续产生模拟噪声,使用该算法可以便利地校正由发射换能器频率响应引起的失真。其次,讨论了接收换能器的等效电特性,以便构成一个可覆盖宽频带（3 Hz～20 kHz）的声电换能器模拟系统。仿真结果表明,利用耦合腔、振动液柱和消声水池能够对目标探测系统进行物理模拟试验,能够产生模拟实船噪声的声信号及实船通过时的通过特性,本文研究旨在为水声接收机的性能模拟研究提供依据。     

大侧斜螺旋桨负载噪声的边界元数值声学方法频域内计算分析

为探索艇尾桨无空化水下辅射噪声的数值预报方法,采用流场大涡模拟(LES)和声场边界元数值声学的弱耦合方法在频域内对艇尾标称伴流条件下的大侧斜螺旋桨水下负载噪声进行了预报.耦合方法的可信性由计算得到的DTRC4119无侧斜螺旋桨球面空间声压分布和特征测点处声压频谱级曲线与文献[5 -6]计算值的比较给予了验证.LES计算...     

声诱饵仿真试验系统

介绍了声诱饵仿真试验系统的组成、工作原理、对接装置结构等,建立了对接装置声耦合状态下的数学模型,对近场声压分布进行了仿真计算,得出了匹配材料厚度、发射和接收换能器的选取原则。     

一种自航式声诱饵接收作用距离海上测量方法

针对海上武器装备试验鉴定过程中海试环境与指标环境的差异,给出了自航式声诱饵海上试验实际测量过程中环境参数测量方法,特别是利用海底反演方法反演大面积海域海底参数,并结合自航式声诱饵特点给出接收作用距离折算详细方案,最后运用平滑平均声场模型仿真给出自航式声诱饵接收作用距离测量实例及结果分析,为相应的装备验收试验提供参考。     

基于质点振速测量的低空目标定向算法研究

声测被动定向是声学监视技术的重要研究内容。为实现对低空运动目标的声学监视,提出一种基于声矢量传感器原理的被动定向方法,推导出基于质点振速测量的定向算法,采用实测噪声信号对定向算法进行数值仿真,结果表明：当传感器尺寸为0.3 m、信号信噪比为0 dB时,定向精度在2°以内。通过外场实验,研究该传感器的质点振速指向性,得到了其质点振速指向性图,该传感器具有较好的空间指向性。外场实验证明：该定向算法具有较高的定向精度,能够用于低空目标的声测被动定向,有较好的应用前景。该研究成果可直接周于空中运动目标,如飞机、导弹和无人机等目标的声测被动定向。