火箭助飞鱼雷攻潜命中概率计算方法研究 1

火箭助飞鱼雷攻潜命中概率计算方法研究作者：邢国强韩峰

来源：《科技创新导报》2012年第14期

摘要:本文根据火箭助飞鱼雷的作战流程,在充分考虑各相关因素影响后,建立了火箭助飞鱼雷全弹道仿真模型和射击效率解算模型。并对目标提前位置射击、目标可能区域射击、目标现在位置的射击参数解算进行了仿真计算和分析,对研究其作战使用等诸多问题具有参考价值。关键词:火箭助飞鱼雷弹道模型统计试验法概率

中图分类号:E91火箭助飞鱼雷的攻潜概率是反映其作战能力的重要指标,它不仅与鱼雷战技指标有关,还与作战使用方法、发射平台性能和作战海域水文条件等多因素有关。本文应用统计试验法对火箭助飞鱼雷攻潜概率工程算法进行研究。

1 仿真想定

由于仿真计算火箭助飞鱼雷对潜艇射击效率是复杂的离散事件,全部考虑影响其计算结果的因素是不现实的,因此建立火箭助飞鱼雷的射击效率模型既要准确、完整,又要考虑到仿真实际,做出合理的简化。

1.1 火箭助飞鱼雷攻潜命中概率的相关因素

根据火箭助飞鱼雷作战流程,其射击效率P基本模型为:

式中:

——捕获目标概率;

——追踪目标概率;

——末弹道命中目标概率;

——毁伤目标的概率;

——抗干扰概率。

1.2 计算方法选择

应用模拟法计算火箭助飞鱼雷的射击效率。模拟法可以真实地仿真各种水文条件、鱼雷复杂的环形、蛇形、梯形等搜索弹道和各种再搜索过程以及目标的任意机动。

按通常使用蒙特卡洛法的惯例,结合给定的模拟精度△以及模拟得到的命中概率(发现概率)值P可用下式来确定试验次数N。

按常用概率值p＝0.8来考虑,在计算一般的命中概率时要求精度△=0.02,试验次数可取2000次。

1.3 坐标系的建立

为了方便计算我们建立如图1所示坐标系,火箭助飞鱼雷发射时刻目标位置m0在Y轴上,目标初始真航向Cm没为X轴,发射时刻鱼雷位置w0根据鱼雷相对于目标的方位距离确定。(如图1）

1.4 目标参数及机动假设

关于潜艇的机动样式采用以下想定:目标潜艇等效椭球体尺寸取长100m,宽10m,高10m,最大速度24kn。在鱼雷入水前目标作匀速直航运动,航速、航向随机产生。当鱼雷入水之后经过t1(取15秒)反应时间,潜艇开始做背雷转旋回机动。潜艇目标旋回到鱼雷处于其舷角大于155°时止,改为以最大速度直航。

1.5 射击参数解算模型

鱼雷射击参数解算,首先要解决射击瞄点的选择问题。正确的射击瞄点保证鱼雷入水后能迅速、可靠的发现和跟踪目标,达到满意的作战效果。火箭助飞鱼雷瞄点的选取应以其作战效果为依据,并且必须遵循两点原则:一是鱼雷入水后对潜艇发现概率最大;二是要保证鱼雷发现目标后有足够的追踪航程。在确定射击瞄点后,再计算射击诸元。

2 仿真结果与分析

2.1 空中段弹道仿真计算

火箭助飞鱼雷在空中的飞行时间关系到目标的散布的范围,是射击诸元解算中的重要参数。本文根据火箭助飞鱼雷的空中弹道微分方程组,对火箭助飞鱼雷的空中弹道进行仿真,计算了不同射距下的空中飞行时间。

2.2 命中概率计算及射击效果分析

由于火箭助飞鱼雷利用火箭助推大大缩短了接敌时间,使得其可对远距离、高航速的目标实施攻击。本文仿真计算了不同射击方法下鱼雷(单枚)对不同射距、不同航速目标的命中概率。