声自导鱼雷固定提前角导引法追踪效果研究

Ａｂｓｒ ｔ： ｔａｃ Ｔ ｉ ａ ｅ ｉ ｌ ｔｄ ｅ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ａ ｏ ｓｐ ｒｍｅ ｅｓｏ ｒ ｃ ｒ ｂ ｂ ｌ ｙｏ ｘ ｄ ｌａ ｈ ｓｐ ｐ ｒｍａｎｙ ｓｕ ｉｓｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｆｖ ｒ ｕ ａａ ｔｒ ｎ ｔａ ｋ ｐ ｏ ａ ｉ ｔ ｆｆ ｅ ｅ ｄ ｌ ｉ ｉ ｉ
接 近法等 。从工 程 实现 的难 易 程 度及 鱼 雷 末 端 攻击 效果 等方 面考虑 ， 固定 提前 角法 是一 种 比较理 想 的导
引方 法 。固定提 前 角导 引 法 的 优 点是 工 程 上 易 于实 现 ， 鱼 雷 接 近 目标 时 的舷 角 不等 于 ０ 从 而增 大 了 且 ， 目标 的有效 尺寸 。缺 点 是 在 目标 的前 半 球 开始 导 引
（ ． ｏ ｗ ｒ Ｃ ｎｅ ， ａｙＳ ｂ ａｉｅＡ ａ ｅ ｙ Ｑ ｎｄ ｏ ２ ６ ７ ， ｈｎ ； １ Ｓｆ ａｅ ｅｔｒＮ ｖ ｕ ｍ ｒ ｃｄ ｍ ， ｉｇａ ６ ０ Ｃ ｉａ ｔ ｎ １ ２ Ｐ ｓ ｒｄ ａ ｒ ａ ｅＴ ａ ， ａｙＳ ｂ ｒ ｅＡ ａ ｅ ｙ Ｑｎ ｄ ｏ２ ６ ７ ， ｈｎ ） ． ｏｔ ａｕ ｔ Ｂ ｉ ｄ ｅｍ ３ Ｎ ｖ ｕ ｍａ ｎ ｃ ｄｍ ， ｉｇ ａ ６ ０ Ｃ ｉａ ｇ ｅ ｇ ｉ １
１ ３ 鱼 雷 命 中 目标 条 件 ．
判 断鱼 雷是 否命 中 目标 的 主要 依 据 是 鱼 雷 与 目 标 之 间 的距 离 ｒ 若满 足 ｒ≤ ３ ｍ 则 认 为 鱼 雷命 中 目 。 ０ 标 。其 中
ｒ ＝
１ 目标 速 度 和 接 敌 角 对 追 踪 概 率 的 影 响 ）
导作用距 离 、 接敌 角 以及 固定 提前 角取 值对追 踪 效果
收稿 日期 ： ０ ０—０ ０ ；修 回 日期 ： ０ ０—１ ０ ２１ ８— １ ２１ ２— １ 作 者 简 介 ： 昌友 （９ ９一） 男 ， 级 工 程 师 ， 薛 １６ ， 高 主要 研 究 方 向 为潜 艇 辅 助指 挥 决 策 。
后在 速 度 可 取 值 的 范 围 内 依 次 增 加 ； 不 能 满 足 若 ≥ １５ ， ． 鱼雷 速度 取 最大 值 ５ ｎ Ｏｋ 。
２ １２ ．． 水 面舰 艇
１２ 追 踪 弹 道 模 型 ．
固定 提 前 角 导 引 法 追 踪 弹 道 过 程 如 图 １所 示 。 在 鱼雷 接 近 目标 的过程 中 ， 雷速 度矢 量 与 瞄准线 之 鱼 间的夹 角 叼始终 保 持不 变 。 图 中 为鱼 雷 自导 作 用 距离 ； ０为接 敌 角 ；ｒ 鱼 雷与 目标 之 间 的距 离 ； 为 ｑ为 视线 与 目标 航 向线 的 夹 角 ； 为 鱼 雷 与 目标 的航 向
：
萎哩 囫 ÷ 要 ： 田
田圜 西 田
， ， Ｒ ０ ａ ｕｎ ｓ２ ｎ ｍｏ ｔ ０ ｋ
ｑ ＝
＋ 叼
约 束方 程为
＝
常数 ≠ ０ 。
（） ６
图 ２ Ｖபைடு நூலகம்２ ｎ 不 同 ， ， ｍ＝ ０ｋ ， Ｒ， 叩时 的 追 踪 概 率 曲线
Ｆｉ． Ｔｈ ｕｒ ｅ ｏ ｒ ｃ ｏ ｂ ｌｔ ｎ ｄｉ ｅ ｅ ｔ ｇ２ ｅ ｃ ｖ ｆｔａ ｋ ｐｒｂａ ｉｉｙ ｉ ｆ ｒ ｎ ａｄ ｎ ｗｈ ｎ ｅ
（． １ 海军潜艇 学院软件 中心 ， 东 青 岛 ２ ６ ７ ； ． 军潜艇 学院研 究生 ３队 ， 东 青 岛 ２ ６ ７ ） 山 ６０１ ２海 山 ６ ０ １
摘 要 ： 主要研究各种参数对 固定提前角导引法追踪概率 的影响 。首先介 绍 了固定 提前角导 引法追 踪弹道
数 学模 型 ， 后 通 过 Ｖ ＋ ． 然 Ｃ＋ ６ ０建 立 仿 真 环 境 ， 采用 Ｍ ｎｅＣ ｒ 法 对 多 种 态 势 下 声 自导 鱼 雷 的追 踪 概 率 进 行 仿 真 计 并 ｏｔ— ａ ｏ ｌ 算 。得 出各 种 参 数 对 追 踪 概 率 的影 响 规 律 ， 使 用 固定 提 前 角 导 引 法 过 程 中各 种 参 数 的 确 定 具 有 一 定 的参 考 价 值 。 对
目标 以一定 的速度 和航 向作等 速直 线运 动 。
１ ）目标初 始位 置
ｔ 时刻 目标 的初始 位置 为 ： 。
』ｍ＝ ， 。 ０
Ｌ ｍ ＝ ０； ０ Ｙ
（） １
时鱼雷 要 绕 到 目标 的尾 后 ， 鱼 雷 的机 动 性 要 求 较 对 高 。影 响鱼 雷 追 踪 效 果 的 因 素 很 多 ， 文 将 通 过 本
Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｃ ｆｅ ｔｏ ｃ ｕｓｉ ｏ ｉ ｏ ｐｅ ｏ ｗｉｈ ＦＬＡＧ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ａ ｋ ｅ ｃ ｆａ ｏ ｔｃ ｈ ｍ ｎｇ ｔ ｒ ｄ ｔ
ＸＵＥ ａ — ｏ ，Ｓ Ｃｈ ｎｇｙ ｕ ＵＮ ｅ ｈ ｉ Ｘｕ ． ａ ，ＤＵ ｉｎｇ Ｌ ａ ，ＧＵＡＮ Ｈｅ
别 为 １ 。１ 。２ 。 ２ 。 ０ ，５ ，０ ，５ 。
２ ）任一 时 刻鱼 雷 的位 置 为 ：
一
ｆ ＝ ｍ＋Ｊ ・ ｔ ｓ Ｃ， ｄ ・ｉ ｎ Ｊ 。
【ｌ 蚰＋Ｊ ｙ ＝ｙ
ｔ Ｏ
（） ４
ｄ ｏＣ。 ｔ ｓ ｃ
２ ）鱼 雷速 度 的取值 要 求 ： 能满 足 ≥ １５ Ｖ ， 若 ． ｍ 则 的初 值取 与 １ ５ Ｖ ． ｍ相差 最 小 的 速 度可 取 值 ， 而
图 １ 固 定 提 前 角 导 引 法 追 踪 弹 道
Ｆｇ １ Ｔ ａ ｋ ｔ ｊｃｏｙ ｏ Ｌ ｉ． ｒｃ ｒ ｅ ｔｒ ｆＦ ＡＧ ａ
由此 ， 到 相 对 运 动 方 程 为 ： 得
＝ ｃ。ｓ 一 ｇ ｓ 叩
曙匾 田 四
（） ５
圜圜 圜醒 四
ｄ ÷ ｉ 一ｍ‘ ｆ ｒ ｓ ｓ ） … ’ｉ （“ … ｎ 叼 ” ｇ
ａ ｇｅ ｇ ｉａ ｃ Ｆ Ａ ．Ｆｒｔ ，ｔ ｉｔ ｄ ｃ ｓ ｔｅ ｔ ｃ ｒｊｃｏｙ ｎ ｌ ｕｄ ｎ ｅ（ Ｌ Ｇ） ｉ ｌ ｉ ｎｒ ｕ ｅ ｈ ｒ ｋ ｔ ｅ ｔｒ ｍａｈ ｍａｉｓ ｄ ｌ ｏ Ｌ ｓｙ ｏ ａ ａ ｔｅ ｔ ｍｏ ｅ ｆ Ｆ ＡＧ． ｈ ｎ ｔｅ ｃ Ｔ ｅ ｈ
１ 刻鱼 雷 的初 始位 置 为 ： ）ｔ 时
２ １ １ 鱼 雷 ． ．
ｆｍ＝。 ｃ （ｍ ， ｒ‘。 ｃ ＋ ） ｓ
【 ， ＝ｒ Ｙｏ ０・ｓｎ Ｃ ＋０ ｉ（ ）
（） ３
１ ）鱼 雷 速 度 的 可 取 值 分 别 为 ３ ｎ ３ ｎ Ｏ ｋ ，５ ｋ ， ４ ｎ ４ ｎ和 ５ ｎ 自导扇 面角 ± ０ ， 大 旋 回角 ０ｋ ，５ｋ ０ｋ ， ３ 。最 速 度 ６／ ， 。ｓ 探测 方位 均 方差 １ ， 雷 自导 作 用距 离 的 。鱼 取 值分 别 为 ８ ０ｍ 和 １５ ０ ｍ， ０ ０ 固定 提 前 角 的取值 分
第 ３期
１ １２ ．． 鱼 雷 运 动 模 型
薛 昌友 ， ： 自导 鱼 雷 固定提 前 角导 引法追 踪效 果研 究 等 声
・１ １ ３・
鱼 雷 与 目标 的初始 距离 ｒ 为 鱼 雷 自导 作 用 距 离 ０
。
２ 仿 真 计 算 及 结 果 分 析
２ １ 计算 条 件 ．
１ ０。 ８ 。
２ ２ 结 果 分 析 ．
通 过对不 同 目标速 度 、 鱼雷速度 、 鱼雷 自导作 用距 离 、 敌角 以及 固定提前 角 的条 件下 ， 接 鱼雷采 用 固定提
前角导 引法 的追踪概率 进行仿 真 ， 分别 得 到图 ２～图 ４
所示概 率 曲线 。仿真结 果 表 明 ， 当接 敌 角大 于 ９ 。 ， ０时 所 有计算 条件 下鱼 雷都 能 对 目标 进 行稳 定 跟踪 ， 了 为 便 于显示 ， ２～图 ４中接 敌角范 围为 ０ 一 ０ 。 图 。 ９ 。
ｓｍｕ ａｉｎ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ｓｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｔ ｒｕ ｈ ＶＣ ＋ ． ａ ｄ ｉ ａ ｏ ｔ ｎｅ Ｃａ ｌ ｔ ｏ ｏｃ ｌｕａ ｅｔ ｅｔａ ｋ ｉ ｌｔ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｉ ｓａ ｌ ｅ ｈ ｏ ｇ ｏ ｓ ＋６ ０． ｎ ｔ ｄ ｐ ｓＭｏ ｔ — ｒｏｍｅｈ ｄ ｔ ａｃ ｌｔ ｈ ｒ ｃ ｐ ｏ ａ ｉｉ ｆａ ｏ ｓｉ ｏ ｎ ｏｐ ｄ ｎ ｅ ｌ － ｉ ａｉｎ Ｔ ｅ ｉｆｕ ｎ ｉ ｇ ｒ ｌｓｔ ｒｃ ｒ ｂ ｉ ｔ ｏ ｃｕ ｅ ｒｂ ｂ ｌ ｙ ｏ ｃ ｕ ｔｃ ｈ ｍｉ ｇ ｔｒ ｅ ｏ ｕ ｄ ｒｍｕｔ ｓｔ ｔｏ ． ｈ ｎ ｅ ｃｎ ｕ ｅ ｏ ｔａ ｋ ｐ ｏ ａ ｌ ｙ ｃ ｎ ｌｄ ｄ ｔ ｉ ｕ ｌ ｂ ｉ ｉ ｉ ｅ ｅ ｔｐ ｒ ｍｅｅ ｓｓ ｏ ｅｔ ｉ ｅｅ ｅ ｃ ｄ ｖ ｌ ｏ ｃ ｎ ｒ ｖ ｒｏ ｓ ｐ ｒｍ ｅｅｓ ｉ ｏ ｒｅ ｏ ｓｎ Ｌ ｎ ｄｆ ｒ ｎ ａ ａ ｔｒ ｈ ｗ ｃ ｒａｎ ｒｆｒ ｎ ｅ ａｕｅｔ ｏ ｆ ｍ ａ ｕ ａａ ｔｒ ｎ ｃ ｕｓ ｆｕ ｉｇ Ｆ ＡＧ． ｉ ｉ Ｋｅ ｒ ： ａ ｏ ｓｉ ｏ ｎ ｏ ｐ ｄ ｙ ｗｏ ｄｓ ｃ ｕ ｔｃ ｈ ｍｉ ｇ ｔ ｒ ｅ ｏ；ｆｘ ｄ ｌ ａ ｎ ｌ ｔａ ｋ ｐ ｏ ｂ ｌｔ ｉ ｅ ｅ ｄ ａ ｇｅ；ｒ ｃ ｒ ｂａ ｉｉ ｙ
Ｍ ｎｅＣ ｒ ｏ ｔ—ａｌ ｏ法对鱼 雷采 用 固定 提 前 角 导 引 法 的追 踪
２ ）任 一时 刻 目标 的位置 为 ：
』 ＝棚Ｊ。 ｉ ’ （ ＋ ｍ ‘ｃ ２ ｍ 。 ｓｍ ） ｄ ｎ
【 ：ｍ ｆ ． ． 。 Ｙ Ｙ＋ ｄ 。 ｍ 。 。 ｃ
效 果进行 仿 真 ， 点分 析 目标 速度 、 雷速度 、 雷 自 重 鱼 鱼
０ 引 言
声 自 导 鱼 雷 捕 获 到 目 标 后 ， 即 转 入 自 导 导 引 随
的影 响 。
１ 主 要 数 学模 型
１ １ 目标 和 鱼 雷 运 动 模 型 ．