潜艇武备鱼雷的方方面面
水中导弹鱼雷制导技术
• 采用以大规模集成电路为基础的数字 计算机来分辩真假目标。
• 原理：计算机对接收到的信号进行频 谱分析，并与计算机内存的目标信息 对照以识别目标；或者对目标进行频 率响应测量，根据它的特征值进行鉴 别。
• 随着大容量、高速度、智能化、小型 计算机的出现，鱼雷制导性能将会大 大改进。
制导技术趋向
• 利用水下污染自导
系统、导引控制系统和动力推进系统等。
制导技术的产生
• 现代鱼雷具有航行速度快、航程远、隐蔽性好、命中率高和破坏性大的特点 ，可以说是 “水中导弹”。
制导技术的发展
制导技术的历史时刻
• 1899年，奥匈帝国的海军制图员路德格·奥布里将陀螺仪安装在鱼雷上，用它 来控制鱼雷定向直航，制成世界上第一枚控制方向的鱼雷，大大提高了鱼雷 的命中精度。
谢谢
• 70年代后，鱼雷采用了微型电脑，改进了自导装置的功能，增强了抗干扰和 识别目标的能力。
• 目前世界各国都非常重视鱼雷的研究、改进和制造，目的是使鱼雷更轻便， 进一步提高命中率、爆炸力和捕捉目标的能力。
制导技术的发展
• 直航鱼雷
• 从鱼雷问世到二战前所用的鱼雷都是无制导的直航鱼雷，是一种近程快速、 威力大的反舰武器，但是由于鱼雷上没有自导装置和非触发引信，单发命中 概率很低，为了达到攻击目的必须几条鱼雷同时齐射。
潜艇上的炮怎么操作方法
潜艇上的炮怎么操作方法
潜艇上的炮一般是指鱼雷发射装置，操作方法如下：
1. 确定目标：潜艇上的炮主要用于打击水面目标，因此需要确定目标的位置和距离。
2. 预瞄炮的方向和角度：根据目标位置和距离，预先计算出炮的方向和角度。
3. 准备鱼雷：装填合适的鱼雷，并确保其安全和完好。
4. 瞄准目标：通过炮台上的瞄准器或潜望镜，准确瞄准目标。
5. 调整炮的角度：根据目标距离和速度，调整炮的角度，以确保鱼雷能够命中目标。
6. 射击：通过控制装置，按下发射按钮或拨动开关，发射鱼雷。
7. 监视：在鱼雷发射后，密切监视目标的动向和鱼雷的轨迹，以便进行调整或重新攻击。
需要注意的是，每种潜艇和炮的操作方法可能会有所不同，具体操作以潜艇的使用手册或训练教材为准。
潜水艇防鱼雷措施
潜水艇防鱼雷措施潜水艇是一种能够在水下航行的水面舰艇，它在军事上扮演着非常重要的角色。
在战争中，潜水艇可以执行多种任务，包括侦察、袭击敌舰队和运输船只，以及布设水雷等。
然而，作为一种水下舰艇，潜水艇也面临着来自敌方鱼雷的威胁。
因此，潜水艇上的防鱼雷措施显得尤为重要。
鱼雷是一种水下舰艇和水面舰艇最常见的攻击武器之一，它可以通过水下或水面发射器发射，速度快、威力大，对潜水艇构成了严重威胁。
因此，潜水艇必须采取一系列的措施来防范鱼雷的袭击，以确保潜水艇的安全。
首先，潜水艇需要配备先进的声纳系统。
声纳是一种利用声音波在水中传播的原理来侦测水下目标的设备，它可以帮助潜水艇及时发现敌方鱼雷的存在，并采取相应的措施来规避和躲避。
现代潜水艇上的声纳系统已经非常先进，能够准确地探测到水下目标的位置和速度，为潜水艇提供了强大的侦察和预警能力。
其次，潜水艇还需要配备有效的干扰系统。
干扰系统可以通过发射各种干扰信号来扰乱敌方鱼雷的导航和引信系统，使其无法准确命中潜水艇。
这种干扰系统通常包括电子干扰和声纳干扰两种方式，可以有效地降低潜水艇受到鱼雷袭击的风险。
此外，潜水艇还需要采取一些物理措施来增强自身的防御能力。
例如，潜水艇可以在船体表面安装各种干扰装置，如水泡幕、水下喷射器等，以减缓鱼雷的速度和减小其命中概率。
此外，潜水艇还可以采取一些机动措施，如快速下潜、急转弯等，来规避敌方鱼雷的袭击。
除了以上的措施外，潜水艇还需要保持良好的隐蔽性。
隐蔽性是潜水艇最重要的防御手段之一，它可以帮助潜水艇避开敌方鱼雷的侦测和追踪。
为了保持良好的隐蔽性，潜水艇需要采取一系列的措施，如减小船体的水声、磁信号和红外辐射，减少水下推进器的噪音，以及避开敌方侦察舰艇和飞机的巡逻。
总的来说，潜水艇防鱼雷措施是一个综合性的系统工程，需要从技术、装备、战术等多个方面来进行考虑和实施。
随着科技的不断发展和进步，潜水艇防鱼雷的能力也在不断提升，为潜水艇的安全和作战效能提供了强大的保障。
反鱼雷技术——精选推荐
反鱼雷技术什么是反鱼雷技术反鱼雷技术是指各国海军为其水面舰艇和潜艇提供足够的对抗鱼雷攻击所研制和应用的技术。
反鱼雷技术的类型水面舰艇是未来海战的主要兵力之一。
随着鱼雷技术的不断发展，鱼雷对水面舰艇和潜艇的威胁越来越大，已成为制约水面舰艇发展的因素之一。
随着鱼雷从自控鱼雷、声自导鱼雷、线导鱼雷，逐渐发展到最先进的尾流自导鱼雷，各国海军研制的反鱼雷技术也在不断向前发展，目前已形成了比较完善的反鱼雷防御系统。
为了抗击鱼雷的攻击，目前世界各国研究开发的反鱼雷技术可分为两类：一:是被动防御，二:是主动进攻。
被动防御主要是通过在舰艇上涂层、贴片、敷设橡胶等措施来降低舰艇的噪音，使舰艇隐身，以降低被敌声纳发现的概率和减小声自导鱼雷的自导作用距离，从而达到减少被声自导鱼雷命中的目的。
如原苏联潜艇表面的吸声材料“集束卫士（Clusterguard）”，能吸收入射波的1/3，而且由于吸声层使入射声波成漫反射，类似尾流层回波，影声纳工作，使声纳探测和鱼雷自导装置的作用距离缩短约1/3。
潜艇指挥塔部分涂敷这吸声材料，使声纳识别图象中的最显著特征消失，难以识别。
同时，在舰艇两侧或尾部拖带防鱼雷网，以阻拦鱼雷，使舰艇免受损伤；或改进舰艇装甲，采用钛等高强度合金材料；或将舰艇外壳作成耐冲压隔层（称舰舷防雷结构）或防雷隔舱（一般用在潜艇上，使固壳和外壳间有一段距离），以对抗鱼雷战斗部的穿甲和杀伤力。
个别舰艇还进行了消磁处理，降低磁探仪的探测效果，并且导致磁和电磁引信鱼雷失效。
主动防御又可分为战术防御和器材对抗防御。
战术防御主要通过改变舰艇的航向、航速及航深（用于潜艇）的方法来规避直航鱼雷的雷迹和自导鱼雷的探测，从而达到避开被敌雷击中的目的。
器材对抗措施又包括软杀伤（软对抗）和硬杀伤（硬对抗）两种。
软杀伤主要是通过采用各种诱饵、干扰器和气幕弹等，使来袭鱼雷跟踪或攻击假目标或偏离航向，迷盲、消耗鱼雷的动力，造成鱼雷攻击失效。
硬杀伤主要是使用反鱼雷浮标、反鱼雷深弹（炸弹）、反鱼雷水雷、反鱼雷鱼雷等，把来袭鱼雷拦截、摧毁或让其失去战斗力。
鱼雷制导的原理和应用
鱼雷制导的原理和应用1. 原理鱼雷制导技术是指通过电子设备和导引装置对鱼雷进行精确制导，使其能够准确命中目标。
其原理主要包括以下几个方面：1.1 感知目标鱼雷制导系统首先需要能够感知目标，通常采用声纳系统来探测周围环境中的目标。
声纳系统能够利用声波在水中传播的特性，通过接收目标发出的声音波纹，确定目标的位置、速度和方向等关键信息。
1.2 数据处理感知到目标后，鱼雷制导系统需要对接收到的数据进行处理和分析。
这包括对目标的距离、速度、运动轨迹等信息进行计算和预测，为后续的制导控制提供依据。
1.3 制导控制通过数据处理后，鱼雷制导系统将根据预测结果进行制导控制。
根据目标的位置和运动状况，制导系统计算出鱼雷的航向角、俯仰角、速度等参数，通过对鱼雷的尾部进行控制，实现对鱼雷飞行路径的调整和修正，以确保鱼雷能够准确地追踪和命中目标。
2. 应用鱼雷制导技术在海军战斗中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：2.1 水下攻击鱼雷制导系统常常被用于水下攻击中，它能够使鱼雷在无人控制的情况下精确命中目标。
鱼雷在水下航行过程中，通过制导系统的精确调整，可以在一定的范围内追踪目标并进行自主攻击。
这种水下攻击技术在海上作战中具有重要的战略意义。
2.2 水下探测鱼雷制导技术还可以应用于水下探测任务中。
通过搭载不同类型的传感器，鱼雷制导系统可以对海底地形、水下障碍物等进行探测和测绘。
这对于海洋研究、资源勘探和水下工程等领域具有重要意义。
2.3 威慑和防御鱼雷制导技术还可以用于威慑和防御目的。
通过将鱼雷作为一种强大的武器装备，能够有效地阻止敌方舰艇或潜艇的侵略行为，提高海上防御的能力。
3. 优势和挑战鱼雷制导技术作为一种先进的海军武器技术，具有以下优势和挑战：3.1 优势•高精确度：鱼雷制导技术能够实现对目标的高精确制导，大大提高了打击目标的效果。
•自主性：鱼雷制导系统能够自主追踪和攻击目标，减少了对操作人员的依赖，提高了作战灵活性。
制导鱼雷漫谈鱼雷制导技术
制导鱼雷漫谈鱼雷制导技术制导鱼雷漫谈鱼雷制导技术鱼雷是一种自主推进、自动控制、按预定设计弹道搜索、自动导向、攻击敌舰艇的水中航行体。
鱼雷能准确命中目标，其功能主要由制导控制系统完成。
从二次大战期间的1943年德国使用T25被动声自导鱼雷开始，从无制导鱼雷到有制导鱼雷，完成了从直接瞄准武器向制导武器的转变。
随着电子学及电子工程学科的快速发展，尤其是微型计算机的普及应用，鱼雷制导与控制技术已有了很大进步。
鱼雷制导方式的发展呈现多样化特点，按时间出现先后，制导方式可分为：被动声自导、主动声自导、机动仪(齿轮、凸轮式自动驾驶仪)、主被动交替声自导、线导、线导+主／被动声自导、线导加主被动联合声自导、声尾流自导、主被动声自导+声尾流自导、主被动声自导+磁尾流自导、捷联式惯导、线导+捷联式惯导、线导+捷联式惯导+主被动声自导、拖曳基阵主被动声自导等。
被动／主动声自导被动与主动声自导是鱼雷制导的先行者，即不管鱼雷使用了何种新式制导手段，最后的末自导阶段还是离不开主动声自导；而被动声自导经常担任备用的角色，它负责监听任务，主动有信号时，它不参与工作；主动丢失目标信号时，由它来接替，并跟踪目标，但是一旦主动又一次发现目标，它就继续监听。
被动自导是鱼雷接受假信号的主要渠道，它不能测量目标距离，更不能测量目标长度，在反鱼雷器材(包括诱饵)相当发达的今天，缺点更明显。
但是，被动自导也有其优点：一般说来，它有(与主动相比)先发现目标的优势。
因此，主、被动结合(交替或联合)使用，能实现优势互补。
线导大型远程鱼雷在制导鱼雷初期采用线导，可以克服声自导鱼雷的缺点。
通常情况下，鱼雷声自导的作用距离一般为千米左右，而敌我(发现目标时)相隔往往有万米之遥，要先靠鱼雷运载平台解算出目标位置，然后才把声自导鱼雷发射到目标附近，依靠声自导鱼雷自己去搜索目标，这样就很容易降低鱼雷对目标的捕捉概率。
线导鱼雷的优点在于：鱼雷运载平台在距被攻击敌舰艇万米以外可先用线导引导鱼雷接近目标，然后声自导开机，在发现与确认目标后，才由声自导接班。
船舶的鱼雷与反鱼雷作战技术
船舶的鱼雷与反鱼雷作战技术1. 鱼雷的定义与分类鱼雷是一种水中兵器，它通过自身的动力装置推进，依靠声纳系统制导，用以攻击潜艇、舰船和其他水中目标。
鱼雷的分类方法有多种，按动力来源分，可分为电动鱼雷和蒸汽鱼雷；按制导方式分，可分为自导鱼雷和线导鱼雷；按作战用途分，可分为攻击型鱼雷和防御型鱼雷。
2. 鱼雷的作战原理鱼雷的作战原理主要依赖于其动力装置、制导系统和战斗部。
动力装置为鱼雷提供推进力，使其在水中高速航行；制导系统通过声纳或其他传感器探测目标，并引导鱼雷准确命中目标；战斗部则用于对目标进行破坏。
3. 反鱼雷作战技术反鱼雷作战技术是指采取一系列措施，以防止敌方鱼雷攻击成功。
主要包括以下几个方面：3.1 防御鱼雷防御鱼雷是指通过发射干扰信号、施放声纳诱饵等手段，干扰敌方鱼雷的制导系统，使其无法准确锁定目标。
此外，还可以利用声纳系统对周边水域进行监测，发现敌方鱼雷的信号，并及时采取措施进行规避。
3.2 硬防护措施硬防护措施主要包括采用消声材料降低舰船的噪声，以及安装防护装甲板，提高舰船对鱼雷攻击的生存能力。
3.3 软防护措施软防护措施主要是指利用电子战手段，对敌方鱼雷进行干扰，使其无法正常工作。
例如，通过发射强烈的电磁干扰，干扰鱼雷的导引系统；或者利用声纳系统发射干扰信号，干扰鱼雷的声纳系统。
3.4 综合防御系统综合防御系统是将多种防御手段进行整合，形成一个完整的防御体系。
例如，可以结合防御鱼雷、硬防护措施和软防护措施，以及对敌方鱼雷的预警和跟踪系统，实现对鱼雷攻击的全方位防御。
4. 发展趋势与挑战随着科技的发展，鱼雷与反鱼雷作战技术也在不断进步。
一方面，鱼雷的隐蔽性、精确性和威力不断提高，对舰船的威胁越来越大；另一方面，反鱼雷作战技术也在不断发展，力求破解敌方鱼雷的攻击。
未来的发展趋势主要包括：智能化、无人化、多功能化、网络化等。
同时，这也给反鱼雷作战技术带来了新的挑战，需要不断研究和创新，以适应新的作战环境。
潜艇使用声抗器材防御鱼雷方案优化模型及模型求解策略
第４１卷第６期２０１９年１２月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ ４１㊀Ｎｏ ６Ｄｅｃ ２０１９文章编号：１６７３⁃３８１９（２０１９）０６⁃００４８⁃０４潜艇使用声抗器材防御鱼雷方案优化模型及模型求解策略程㊀健，张㊀会（海军潜艇学院，山东青岛㊀２６６１９９）摘㊀要：建立了基于多实体有限状态机的潜艇使用声抗器材防御鱼雷效能计算 过程仿真 模型和以此为基础的 过程仿真＋方案搜索 防御方案优化模型㊂为降低方案优化模型的计算复杂度，设计并实现了针对 求使得过程中指标函数最小值最大方案 优化模型㊁提高方案优化模型求解效率的 淘汰标准即时提高㊁劣等方案及时淘汰 方案求解策略，并编制了单线程和多线程程序，对求解效率进行实验㊂实验情况表明，其可有效提高模型的求解效率㊂关键词：声抗器材；鱼雷防御；优化模型；求解策略；多线程程序中图分类号：ＴＪ９６；Ｅ９３５㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃３８１９．２０１９．０６．００９ＯｐｔｉｍａｌＭｏｄｅｌａｎｄＭｏｄｅｌＳｏｌｖｉｎｇＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＳｕｂｍａｒｉｎｅＴｏｒｐｅｄｏＤｅｆｅｎｃｅＵｓｉｎｇＡｃｏｕｓｔｉｃＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣＨＥＮＧＪｉａｎ，ＺＨＡＮＧＨｕｉ（ＮａｖｙＳｕｂｍａｒｉｎｅＡｃａｄｅｍｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６１９９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ⁃ｅｎｔｉｔｙｆｉｎｉｔｅｓｔａｔｅｍａｃｈｉｎｅｆｏｒｔｏｒｐｅｄｏｄｅｆｅｎｓｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｕｂｍａｒｉｎｅｕｓｉｎｇａｃｏｕｓｔｉｃｒｅａｃｔａｎｃｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｐｒｏｃｅｓｓ＂ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ＋ｓｃｈｅｍｅｓｅａｒｃｈ＂ｄｅｆｅｎｓｅｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｍｏｄｅｌａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｔｈｅｓｃｈｅｍｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄ⁃ｅｌ，ａｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｆ＂ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ，ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｉｎｆｅｒｉｏｒｓｃｈｅｍｅｓｉｎｔｉｍｅ＂ｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｉｍｐｌｅ⁃ｍｅｎｔｅｄ，ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆ＂ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇａｎｄｍａｘｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｉｎｄｅｘｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ＂ａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｓｃｈｅｍｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ．Ａｓｉｎｇｌｅ⁃ｔｈｒｅａｄｅｄａｎｄｍｕｌｔｉ⁃ｔｈｒｅａｄｅｄｐｒｏｇｒａｍｉｓｃｏｍｐｉｌｅｄｔｏｔｅｓｔｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｏｌｖｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｏｕｓｔｉｃｒｅａｃｔａｎｃｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｔｏｒｐｅｄｏｄｅｆｅｎｃｅ；ｏｐｔｉｍａｌｍｏｄｅｌ；ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ；ｍｕｌｔｉ⁃ｔｈｒｅａｄｅｄｐｒｏｇｒａｍ收稿日期：２０１９⁃０３⁃２４修回日期：２０１９⁃０４⁃０３作者简介：程㊀健（１９６２ ），男，安徽怀宁人，高级工程师，研究方向为潜艇作战软件和水声目标识别㊂张㊀会（１９７１ ），女，博士，副教授㊂㊀㊀在探潜和反潜技术迅速发展的现代海战条件下，潜艇的防御行动显得越来越重要［１］㊂对于潜艇而言，其威胁主要来自于自导㊁线导等重型鱼雷以及空投㊁火箭助飞等轻型鱼雷㊂潜艇防御鱼雷一般是使用水声对抗器材结合潜艇自身的规避机动来实现的㊂潜用水声对抗器材主要有气幕弹㊁噪声干扰器和声诱饵㊂其中，自航式声诱饵不仅能模拟潜艇的辐射噪声特性和声反射特性，还能模拟潜艇的运动特性，对鱼雷具有很大的欺骗性㊂使用自航式声诱饵防御声自导鱼雷已成为潜艇水下防御的主要手段之一［２⁃３］㊂潜艇使用自航式诱饵防御鱼雷方案决策涉及的决策变量多，方案计算可用时间短，如何实现高效可靠的防御方案优化计算是潜艇战术决策模型设计的一个难点问题㊂本文对潜艇使用自航式诱饵防御鱼雷方案优化方法进行研究，目的是提供一种防御方案优化计算的思路和方法㊂简单起见，所编制的计算实验程序将鱼雷对潜艇和诱饵的探测范围均简化为扇面，将潜艇和诱饵的转向机动均简化为匀速圆周运动㊂文中所提供的方案优化方法对使用更复杂的机动和探测模型时的方案优化计算依然适用㊂１㊀ 过程仿真＋方案搜索 的防御方案优化模型及存在问题㊀㊀由于潜艇鱼雷防御行动的持续时间短，不能忽略潜艇和诱饵的转向过程对防御效果的影响，而对转向机动目标的搜索效果的准确判断难以用解析方法实现，故需要使用 过程仿真 模型进行鱼雷搜索和防御过程效果判定，使用 过程仿真＋方案搜索 类模型进行防御方案的搜索优化㊂１ １㊀基于多实体有限状态机的防御方案效能计算模型㊀㊀潜艇使用自航式诱饵防御鱼雷过程仿真，涉及潜艇㊁鱼雷以及诱饵三个实体，为清晰起见，选择使用多实体有限状态机表示鱼雷防御过程中各实体运动过第６期指挥控制与仿真４９㊀程，建立防御方案效能计算模型如下㊂１ １ １㊀鱼雷防御态势和防御方案表示潜艇鱼雷报警态势用鱼雷到潜艇的距离Ｄ和鱼雷所处的潜艇舷角Ｘ表示㊂潜艇的鱼雷防御方案表示为四元组（αｍ，αｙ１，ｔｙ１，αｙ２），其中αｍ，αｙ１，ｔｙ１，αｙ２分别为潜艇转向角，诱饵的第一次转向角㊁第一段直航时间和第二次转向角㊂防御过程为：潜艇鱼雷报警后立即发射诱饵，并转向αｍ角度规避，诱饵出水后首先转向αｙ１，直航ｔｙ１，然后转向αｙ２，然后再直航至航程终了㊂１ １ ２㊀效能指标使用安全余量作为效能和方案优化指标㊂安全余量分为瞬时安全余量和过程安全余量两种㊂瞬时安全余量定义为Ｊ＝ｄ（Ｍ，Ｃ）Ｍ∉Ｃ０ＭɪＣ{其中，Ｍ为潜艇位置点，Ｃ为鱼雷搜索扇面，ｄ（Ｍ，Ｃ）为点Ｍ到扇面Ｃ的距离㊂过程安全余量定义为整个过程中安全余量的最小值㊂１ １ ３㊀基于多实体有限状态机的效能计算模型根据潜艇㊁诱饵和鱼雷的运动控制逻辑，可建立潜艇使用声抗器材防御鱼雷效能计算的多实体有限状态机模型如图１所示㊂图１㊀潜艇使用声抗器材防御鱼雷效能计算的多实体有限状态机模型㊀㊀根据图１中的潜艇使用声抗器材防御鱼雷效能计算的多实体有限状态机模型进行过程仿真，可以实现潜艇使用声抗器材防御鱼雷效能计算㊂使用过程仿真方法进行作战效能计算思路简单，需要注意的是，临界情况下可能发生事件遗漏（例如漏掉发现鱼雷发现诱饵事件），从而导致效能计算结果发生较大偏差㊂为了降低事件遗漏的可能，进行仿真计算时需要尽量减小仿真的时间步长，这样就会大幅增加过程仿真的计算复杂度㊂１ ２㊀ 过程仿真＋方案搜索 的方案优化模型以效能计算过程仿真模型为基础，构建 过程仿真＋方案搜索 的潜艇使用声抗器材防御鱼雷优化方案模型㊂方案优化模型的最优方案搜索流程如图２所示㊂图２中符号ａｅｒｆａｍ㊁ａｅｒｆａｙ１㊁ｔｙ１㊁ａｅｒｆａｙ２分别为潜艇转向角㊁诱饵第一次转向角㊁诱饵第一段直航时间㊁诱饵第二次转向角㊂Ｎａｅｒｆａｍ㊁Ｎａｅｒｆａｙ１㊁Ｎｔｙ１㊁Ｎａｅｒｆａｙ２分别为潜艇转向角㊁诱饵第一次转向角㊁诱饵第一段直航时间㊁诱饵第二次转向角搜索步数㊂ｄｅｌｔａｅｒｆａｍ㊁ｄｅｌｔａｅｒｆａｙ１㊁ｄｅｌｔｔｙ１㊁ｄｅｌｔａｅｒｆａｙ２分别为潜艇转向角㊁诱饵第一次转向角㊁诱饵第一段直航时间㊁诱饵第二次转向角搜索步长㊂１ ３㊀ 过程仿真＋方案搜索 方案优化模型存在的问题㊀㊀ 过程仿真＋方案搜索 方案优化模型为方案四维搜索优化与效能计算过程仿真的嵌套㊂除了前述过程仿真时间步长要充分小（仿真步数足够多）的要求外，为了保证所得的优化方案与最优方案实际值充分接近，方案搜索步长也要充分小（搜索的步数足够多）㊂如此导致 过程仿真＋方案搜索 的方案优化模型计算量非常大，难以满足临场决策的需要㊂２㊀劣等方案尽早淘汰的方案优化方法所建立的防御方案优化模型是一种 求使得过程中指标函数最小值最大方案 的优化模型，即效能指标为某个量在过程中的最小值，例如模型中的效能指标为过程安全余量，即规避过程中潜艇到鱼雷搜索扇面的距离的最小值，而方案优化的目的是找出使得效能指标最大的方案㊂这类问题在战术决策软件开发过程５０㊀程㊀健，等：潜艇使用声抗器材防御鱼雷方案优化模型及模型求解策略第４１卷图２㊀潜艇使用声抗器材防御鱼雷优化方案搜索流程中经常使用㊂为了提高 过程仿真＋方案搜索 模型求解效率，借鉴整数规划提高算法效率的思想，设计一种淘汰标准即时提高㊁劣等方案及时淘汰 的模型求解加速机制㊂求解整数规划的隐枚举法和分支定界法，核心思想都是尽早判定某些方案不可能是最优方案，从而对其不再进行进一步的搜索计算，达到减少搜索计算量㊁提高计算效率的目的［４⁃５］㊂借鉴这种思想设计的 淘汰标准即时提高的劣等方案及时淘汰 的模型求解加速机制基本思想如下㊂如果已经找到一个效能指标为Ｄｍｉｎ０的方案，则其他的效能指标不高于Ｄｍｉｎ０的方案都不可能是最优方案，而在过程安全余量仿真计算过程中，如果某时刻的安全余量小于等于Ｄｍｉｎ０，则立刻可以判定该方案效能指标已不可能高于Ｄｍｉｎ０，故马上就可终止该方案效能计算㊂最优方案搜索过程中，根据已选出的当前最佳方案，逐步提高Ｄｍｉｎ０的值，也就是提高淘汰标准，从而进一步加速方案优化计算的速度㊂３㊀计算实验根据所设计的模型求解机制编制了模型求解程序，进行计算实验，并与普通的 效能过程仿真＋方案搜索 方案程序进行计算结果和计算耗费时间比较㊂并在处理器多核计算环境下，采用多线程程序进行最优方案求解㊂简单地把第一个方案参数取值的可能空间等分为ｎ份，每个进程负责一个区间内的最优方案的搜索，主进程根据各进程的计算结果确定最佳方案值㊂取潜艇鱼雷报警时鱼雷到目标距离为２ｎｍｉｌｅ，鱼雷所处的潜艇舷角６０ʎ，潜艇速度１８ｋｎ，转向半径０ ３ｎｍｉｌｅ；诱饵速度１２ｋｎ，转向半径０ １ｎｍｉｌｅ，可用航程３ｎｍｉｌｅ；鱼雷搜索航向－９３ ６ʎ（正常提前角攻击方向），鱼雷速度３５ｎｍｉｌｅ，搜索扇面半角６０ʎ，鱼雷对潜艇探测距离０ ８ｎｍｉｌｅ，对诱饵探测距离０ ８ｎｍｉｌｅ，对诱饵识别距离０ ０５ｎｍｉｌｅ㊂每个方案参数搜索步数均为２０，过程仿真时间步长１ｓ㊂计算参数设置和结果显示如图３所示，三种方法所得最优方案效能指标相同，普通方法耗时８１ ３ｓ，引入劣等方案尽快淘汰机制的单线程程序耗时２７ ２ｓ㊁多线程程序耗时１１ ６ｓ㊂实验程序在个人笔记本电脑上运行，笔记本电脑处理器为４核处理器，多线程程序为４线程程序㊂实验结果表明， 淘汰标准逐步提高㊁劣等方案尽早淘汰 机制的引入，可有效提高 过程仿真＋方案搜索 方案优化模型的求解效率㊂而且，这种机制可很方便地应用于多线程并行仿真和决策程序开发㊂４㊀结束语本文建立了 过程仿真＋方案搜索 的潜艇使用声抗器材防御鱼雷方案优化模型，设计实现了 淘汰标准逐步提高，劣等方案尽早淘汰 的 过程仿真＋方案搜索 方案优化模型求解策略㊂该策略的基本思想是：设第６期指挥控制与仿真５１㊀图３㊀ 方案搜索＋过程仿真 使用声抗器材防御鱼雷方案优化方法比较立一个淘汰标准，并在方案优化过程中不断提高该标准，尽早判定劣等方案效能指标已不可能高于淘汰标准，尽早将其淘汰，从而可大幅减少仿真计算量㊂计算实验表明，淘汰标准初值的设置影响方案优化效率以及是否能得到最优方案计算结果，该值越高，非最优方案就能越早被淘汰，故计算效率越高，但若该值大于能搜索到的最优方案值，会导致无法得到解㊂实际使用时可以结合普通的 效能过程仿真＋方案搜索 使用，或者事先积累对于最优方案效能指标的取值范围的经验，作为临场方案优化计算的效能指标淘汰标准值初值㊂参考文献：［１］㊀夏佩伦，李本昌．潜用自航式声诱饵发展有关问题探讨［Ｊ］．火力与指挥控制，２０１２，３７（３）：１⁃３．［２］㊀侯琳，胡波，章桂永．潜艇自航式声诱饵发射方向仿真研究［Ｊ］．计算机仿真，２００９，２６（６）：２３⁃２５．［３］㊀李斌，王顺杰．潜艇应用自航式声诱饵防御声自导鱼雷仿真研究［Ｊ］．指挥控制与仿真，２０１４，３６（３）：９８⁃１０３．［４］㊀于战科，倪明放，汪泽焱，等．整数线性规划的改进分支定界算法［Ｊ］．计算机应用，２０１１，３１（ｚ２）：３６⁃３８．［５］㊀温大伟，谢文环．求解整数规划的一种隐枚举法［Ｊ］．数学教学研究，２０１２，３１（１１）：６０⁃６１．（责任编辑：许韦韦）。
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潜艇武备鱼雷的方方面面李伟副教授是山东即墨人，1989年西北工业大学鱼雷制导专业毕业至今，一直活跃在我军潜艇鱼雷科研教学应用一线，成绩卓然。
记者在潜院期间，也听到有关人员对李教授的赞美之词，所以我带着很仰慕的心情采访了他。
李教授有着胶东汉子特有的爽快大方。
在记者略讲了一下采访意图后，他就滔滔不绝地讲开了。
潜艇自从问世就与战争有着千丝万缕的联系。
既然是用于战争的，就必须拥有能打击敌方目标的手段，也就是潜艇的武备。
最原始的潜艇武备是挂在艇外的炸药包。
后来在美国南北战争出现了“撑杆雷”，有点像我军在革命战争期间使用的长竹竿送炸药包的情形。
世界上最早的鱼雷是英国人发明的“白头鱼雷”，它航速6？7节，航程约600米，装8千克炸药，是世界上第一型可以自动推进的鱼雷。
由于它没有自动导引装置，只是像打枪一样直来直去，所以也叫直航鱼雷。
这种鱼雷后来衍生了许多后代，我国60年代开始生产的蒸汽瓦斯鱼雷，严格地讲也是“白头鱼雷”的后代。
两次世界大战中，潜射鱼雷发挥了巨大的威力，对战争的进程起了很大的作用。
有关鱼雷的战史，贵刊的兵器“发烧友”们想来已经很熟悉了，我不再赘述了。
现在世界各国潜艇主动进攻型武备主要有三大类：鱼雷、潜射战术导弹（反潜、防空、巡航、反舰）和战略弹道导弹。
鱼雷仍是潜艇的主战装备，缺它不可。
有人提出：现代潜射导弹已经发展很完善了，鱼雷是不是已经过时了？应该说，潜射导弹是很先进了，但“金无足赤”，世界上十全十美的武器是没有的。
潜射导弹的最大弱点就是它一发射出水，马上就会被敌方密布于海陆空天四维空间无所不在的侦察手段发现。
战争期间，马上就会遭到敌方的迅猛反击，命运可想而知。
而潜射鱼雷则可以实施隐蔽攻击，让敌方舰船和潜艇防不胜防。
再者，从对舰艇攻击毁伤效果来讲，鱼雷的毁伤效果要比反舰导弹大得多。
因为鱼雷攻击部位在舰船水下，水的密度是空气的800倍，同时舰船水下部分易破难堵，而反舰导弹攻击部位则在舰艇上部，很难使舰船进水沉没，所以杀伤威力比鱼雷要差。
反潜作战是各国海军的重头戏，美军也历来把反潜作战列为潜艇的首要作战任务之一。
综合各国反潜作战理论和实践的发展，可以得出“潜艇是最好的反潜手段”。
这就像人们常讲的“坦克是最好的反坦克武器”一样的道理。
而鱼雷正是最好的反潜武器，在这方面拥有无可替代的优势。
潜射鱼雷的发展和潜艇的发展是同步的，有了现代化潜艇（常规动力和核动力）才能装载性能先进的鱼雷；反过来，先进的鱼雷也大大提高了潜艇的作战效能。
现代鱼雷也早就从两次世界大战广泛使用的热动力短程直航鱼雷，发展到了新型热动力或电动、长距离，拥有声自导、尾流自导、线导等多种制导手段，装有声、磁、电磁等各种先进引信的鱼雷，速度也发展到三十节左右甚至出现了超过二百节的俄罗斯超空泡鱼雷，大大提高了鱼雷的攻击能力。
下面我就重点谈一下现代鱼雷技术的发展趋势。
鱼雷作战的目的就是要毁伤目标，重要前提条件是要探测和发现目标。
由于现代潜艇隐身降噪技术的发展和水下复杂的环境，如混响、噪声、温度、盐度及海底、海面反射干扰等因素的存在，要发现目标是相当困难的，这就需要潜艇有性能良好的水声、电磁等现代化探测手段。
发现了目标才能开始攻击，但这一过程也不是一帆风顺的。
以各国现在比较常用的线导鱼雷来讲，导线在放线过程中的断线率在15%左右（一般放线的速度大约是每秒20米左右，早期的导线都是铜镍合金丝，现在都换成了光纤导线，强度和传输性提高了不少）。
在线导鱼雷攻击的初始段，线导鱼雷依靠潜艇声呐远距离探测目标，通信导线一断，鱼雷基本上就会丢失目标，失去作用。
虽然潜艇声呐发现目标距离较远，但精确度不够，在接近目标到末程时，仍需启动鱼雷上的自导装置实施最后的精确导引，将鱼雷引导到非触发引信动作距离以内。
鱼雷自导发现目标后，线导导线就可以切断。
如果在这之前，线导和自导没有完成“接班”导线就断了，那鱼雷就成了断线的“风筝”，失去攻击方向。
另外，各国海军为了避免自己丢失的鱼雷被别国捞去，导致泄密，会采取各种手段将鱼雷毁掉。
线导鱼雷比直航及自导鱼雷虽然性能提高了很多，但也不是完美无缺的。
非线导鱼雷发射后，发射潜艇可以马上转移阵位，躲避敌人的反击。
但线导鱼雷呢，发射后，还要“扶上马送一程”，用导线引导鱼雷前进，这样“拖儿带女”的，容易被敌方侦察定位而遭受攻击。
随着现代科技的发展，线导鱼雷作战使用的局限性也在不断地改进之中。
鱼雷的引信，早期都采用触发引信，鱼雷接触到目标后才会爆炸。
二战后期出现了近炸（非触发）引信，现在各种新型的引信也早都研制成功。
非触发引信鱼雷起爆后形成脉动冲击水波，特别是聚能装药使鱼雷的毁伤效果比普通装药提高了5倍以上，如法国的“海鳝”鱼雷和美国的MK50鱼雷。
但聚能装药的使用，也对鱼雷的制导提出了更高的要求。
如同反坦克武器使用聚能战斗部一样，炸药起爆后所形成的高速金属射流必须是垂直对准目标才能发挥最佳毁伤效果。
也就是说聚能装药的鱼雷如果攻击舰船底部，那鱼雷应该在船底向上方聚能才能起到效果。
由于水下恶劣的环境，如何控制鱼雷能以最佳攻击角度和最佳起爆时机起爆，给鱼雷的精确制导提出了更高要求。
鱼雷是现代世界各国海军不可或缺的制式装备，所以世界各国对其都非常重视。
二战后，尤其是近些年随着电子技术的飞速发展，更催生了很多新型鱼雷。
这方面，贵刊的读者也一定知道不少，我就不用细谈了。
我国最早的鱼雷就是仿制苏联二战之前的直航鱼雷，从而走上一条仿制、仿研、自研的道路。
国际上历来对水中兵器的研发技术都封锁的很严，所以我们只能自力更生。
近几年，我们在这方面进步很快，与世界先进水平的差距在不断缩小。
世界各国对鱼雷关注的程度与平台也很有关系。
目前鱼雷发射方式主要有三种：空投（舰载直升机、固定翼反潜机）、舰载和潜射。
当然，还有火箭助飞鱼雷，是一种舰空组合的发射方式。
其中最受关注的还是潜射鱼雷，我国也是这样。
近些年我国在新型鱼雷的研制方面也有了很大进展，有关媒体也做了公开报道，我就不细说了。
鱼雷从问世起就是一种造价昂贵的武器，它之所以贵，主要是因为水下航行的巨大阻力和极高的水密要求使鱼雷的设计和制造很困难。
鱼雷实际上就是一艘小型的无人潜艇，它在水下伸手不见五指，而且面对变化较大的水声、洋流等作战环境，这需要鱼雷有先进的制导、动力等装置。
现代鱼雷一般分为重型和轻型两种。
重型鱼雷的装药在200千克以上，轻型的在四、五十千克左右。
重型鱼雷绝大部分直径都是533毫米的，这在国际上是个约定俗成的标准，轻型的一般直径300多毫米。
当然这些也不是绝对的，俄罗斯有直径达到650毫米的重型鱼雷。
而如果轻型鱼雷使用聚能装药，毁伤威力可提高好几倍，从而接近重型鱼雷的杀伤效果。
纵观世界各国海军发展的历史，你就会发现各国都是从水面舰艇开始，再向潜艇等方向发展，因为无论从潜艇的制造、操纵和水下攻击等各方面都比水面舰艇难很多。
早期的鱼雷定深是一个很大的技术难点，因为定深不准，鱼雷不是超深就是偏浅，很难击中目标。
因为那时都采用机械定深，用弹簧感应海水压力，不很准确。
现在国内外都采用电子定深，利用传感器感知水压变化。
还有新型鱼雷的发射深度也有提高，国外报道有从600米水下发射的。
大深度发射有很大的优点，它可以有效地利用水压减弱或消除鱼雷发射产生的噪音，避免暴露艇位。
但又不能无限制地提高深度，因为太深了，鱼雷控制就更加困难。
现代鱼雷发射方式主要有水压平衡、气动不平衡和自航发射三种。
水压平衡这种发射方式是在发射时，从发射管前后两端同时进水，使前后压力一致，这样有助于消除发射阻力。
早期的鱼雷发射，一般采用气动不平衡，发射管前端压力要小于后端压力，因为后端是高压气源，这样大深度发射较为困难，而且容易产生气泡。
从发展前景上看，自航发射，即鱼雷动力启动后自己航行出管，具有发射装置简单、发射噪音小等优点。
这种方法的难度在于鱼雷在发射管内启动时，推力较小，使鱼雷的初始速度较慢，严重时有可能被发射管上下导轨卡住。
而前两种发射方式可以在很短的时间，用高压气就能把鱼雷加速到30节以上，好比是用弹射器弹飞机一样。
在战时鱼雷发射的噪音容易暴露潜艇位置，这很危险。
虽然噪音持续时间很短，但强度很大，据国外相关报道可以占到整条潜艇噪音强度的一半以上。
鱼雷攻击是潜艇的主要作战手段，鱼雷发射对平台也有一定的要求，一般情况都是潜艇低速时发射鱼雷。
当然如果从降低噪音和发射平台的稳定性方面考虑，让潜艇保持静止状态为好，但这很难做到，因为潜艇在水下悬停很困难，这就好比你骑在自行车要让自行车完全停住是很难的。
这几年有关俄罗斯的“暴风雪”超空泡鱼雷很热门，其实从严格意义上讲叫它“水下导弹”更合适，因为它用火箭动力推进，这和水上发射导弹没有什么本质区别。
它是利用空泡发生器在鱼雷前端吹出一个气室，将鱼雷包裹在气泡中，对减轻鱼雷前进阻力有很大帮助。
对于螺旋桨推进方式鱼雷的最大速度，国外做过试验，达到70节就基本是极限了。
如果超过70节，那么螺旋桨旋转得飞快时，它搅动的不是水，而是气泡，无法形成反推力。
从1866年第一枚白头鱼雷问世到现在，鱼雷已经走过近150年的历程。
这种历久弥新的兵器至今仍有广阔的发展和应用前景，但有一条规律是不能忘记的，任何一种先进的鱼雷也有它的不足。
我作为几十年一直奋战在鱼雷教学科研一线的老兵，职责就是尽我所能，扬长避短，培养熟练掌握武器的部队顶用人才，使鱼雷武器能在捍卫祖国海洋权益的斗争中发挥更大作用。
李教授由衷地讲了上述一番话，使记者对这位鱼雷行家更加敬重了！。