国外鱼雷及自导技术现状与发展趋势
潜艇武备鱼雷的方方面面
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。
鱼雷自导信号与信息处理课程设计
鱼雷自导信号与信息处理课程设计一、课程设计背景与意义随着现代军事技术的发展，鱼雷作为一种重要的水下攻击武器，被广泛应用于海军中。
鱼雷的自导系统是鱼雷攻击的关键，而鱼雷自导信号和信息处理是实现自导系统的核心技术。
因此，对于鱼雷自导信号和信息处理的研究与实践具有重要的现实意义和远景应用。
本课程设计的目的是基于鱼雷自导信号的原理和特点，通过对鱼雷自导信号的分析和处理，实现对鱼雷目标的描述、跟踪和攻击，进而深入探讨鱼雷自导技术的应用和发展。
二、课程设计内容1. 鱼雷自导信号的特点和分析通过对鱼雷自导信号的理论分析和仿真实验，了解其发射特点、传播过程、接收机制等。
并讨论如何通过自检、预处理等方式，对鱼雷自导信号进行有效地捕获、处理和提取，以实现对鱼雷攻击目标的跟踪、描述和识别。
2. 鱼雷自导信息处理的优化和实现根据鱼雷自导信号的特点和需求，建立合适的信息处理模型和方法，包括信号预处理、信噪比分析、跟踪算法、目标识别算法等。
通过MATLAB等编程软件，模拟和实现鱼雷自导信息处理的优化和提高。
3. 鱼雷攻击的实现与仿真基于鱼雷自导信息处理的结果，实现对鱼雷目标的准确定位和实时追踪，并探讨如何应用鱼雷自导技术进行攻击。
通过搭建虚拟仿真环境，模拟鱼雷攻击过程，验证鱼雷自导技术的可行性和效果。
三、课程设计目标与评估标准1. 课程设计目标•理解鱼雷自导信号的特点和传播原理•掌握鱼雷自导信号的捕获、分析和提取技术•建立鱼雷自导信号的信号处理模型和方法•掌握目标跟踪和识别的算法和实现技术•实现鱼雷攻击的模拟仿真和效果展示2. 课程设计评估标准•课程设计报告的完整性和规范性•课程设计方案的创新性和可行性•鱼雷自导信号分析和处理的精度和效率•鱼雷攻击的模拟仿真的准确性和真实性•实验结果的科学性和可重复性四、课程设计阶段和时间安排1. 阶段一：题目确定（1周）确定课程设计题目，并初步了解鱼雷自导信号与信息处理的基本概念和技术。
中国鱼雷艇发展史
中国鱼雷艇发展史摘要：一、中国鱼雷艇发展史概述二、中国鱼雷艇的引进与吸收阶段三、中国鱼雷艇的自行仿制阶段四、中国鱼雷艇的全面发展阶段五、中国鱼雷艇的现状与未来发展正文：一、中国鱼雷艇发展史概述鱼雷艇作为一种重要的海军装备，在现代海战中具有不可替代的地位。
中国鱼雷艇的发展历程可以分为四个阶段：引进与吸收阶段、自行仿制阶段、全面发展阶段和现状与未来发展阶段。
从最初的引进苏联技术，到自主研发并逐步完善，中国鱼雷艇经历了一段充满挑战与奋斗的历程。
二、中国鱼雷艇的引进与吸收阶段新中国成立初期，中国海军主要由苏联提供装备，鱼雷艇也不例外。
中国向苏联购买了大量鱼雷快艇和鱼雷，组成了新中国海军第一批鱼雷快艇部队。
在这一阶段，中国主要通过引进苏联技术，进行鱼雷艇的研究与生产。
三、中国鱼雷艇的自行仿制阶段随着技术的积累，中国开始尝试自主研发鱼雷艇。
1965 年8 月6 日，我军鱼雷快艇在闽东海战中击沉了国民党舰艇，使中国海军认识到了鱼雷在现代海战中的重要地位。
根据中苏两国技术转让协议，中国利用引进的53 型苏联鱼雷技术发展自己的国产鱼雷。
这就是我国第一种国产鱼雷——鱼-1 型鱼雷。
四、中国鱼雷艇的全面发展阶段进入20 世纪80 年代，中国鱼雷艇开始进入全面发展阶段。
中国海军已先后装备了自制的热动力导引鱼雷、潜对潜/潜对舰电动声导鱼雷、空投反潜鱼雷、火箭助推鱼雷、潜对潜线导反潜鱼雷等。
此外，随着核潜艇的陆续开工，中国新一代潜艇配套的先进鱼雷，如鱼-9、鱼-10、鱼-11 等，也已全面装备海军。
五、中国鱼雷艇的现状与未来发展当前，中国鱼雷艇已发展为世界上少数几个能独立研制和生产现代化鱼雷的国家之一。
超空泡鱼雷技术特点分析
个无量纲数，其表达式
的形状并不考虑重力和航行体头部变化对超空泡 流场的影响，所以空泡流相对于航行体是轴对称 的。实际上，受这 2 种因素影响，空泡形状会产
生畸变，自然空泡和充气空泡均是如此，图 3 为 超空泡变形示意图 O
y
自然空泡数
通气空泡数
σv
= 2(po
- Pv);:ρ 民
(1 )
(2)
σc = 2(po -Pc);: 民 ρ
式中 :p。为环境压力， Po
=Patm
+ ρgH ， Patm 为大
气压 ， H 为鱼雷绝对深度 ;P 为液体饱和蒸汽压
力 ， Pv=2350 Pa (20°C); Pc 为空泡内压力;ρ
为水的密度;几为来流速度。
3
超空泡形成机理及特点
水下航行体向前运动，推开元运动(静止)
(a) 航行体头部影响
(b) 重力影响
近年来 ， Dzielski
J , Kamada R , Kirschner I
图 1 超空泡流场示意图
N 等人在超空泡航行体的控制、弹道优化等方面
也做了相关研究工作 [44] ，并取得一定成果 O
2
超空泡鱼雷新术语
由于超空泡鱼雷的运动特性既不同于导弹，
说，空泡流场具有一定的大小和形态。从图 不 1
中图分类号: TJ630.1 文献标识码:A 文章编号: 1673-1948 (2007) 05-0001-04
Analysis of Technical Features of Supercavitating Torpedoes
WANGGαi-di
(The 705 Research Institute , China Shipbuilding Industry Corporation , Xi' an 710075 , China)
鱼雷发展三阶段
鱼雷发展三阶段
李陈叶
【期刊名称】《舰船知识》
【年(卷),期】2006(000)006
【摘要】从怀特海德1868年发明世界上第一型鱼雷．迄今已有100多年的历史．这期间大体经历了三个发展阶段。
从不会自动航行的浮标式鱼雷到出现自动航行的“白头”鱼雷，完成了鱼雷发展过程的第一次突破。
由于作战的需要．要求鱼雷稳定于设定的深度．并要求在发射航向上也要保持稳定，这就要求对鱼雷的航行要有控制，，各国先后在鱼雷上安装了以水压为原理的定深播控制深度．用陀螺仪控制方向．这可以说是鱼雷发展过程中的第二次突变。
大体上到上世纪初．各国的鱼雷都完成了这一步。
第一条被动声自导鱼雷是德国的T-5（取名“声王”，西方称“GNAT”），第一条线导加自导的鱼雷是德国的“云雀”．都是在第二次世界大战期间开始研制的。
战后各国的鱼雷，都已装上各种方式的制导装置，可以说已进入了鱼雷发展过程的第三个阶段。
【总页数】3页(P52-54)
【作者】李陈叶
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TJ631
【相关文献】
1.鱼雷防御技术—反鱼雷鱼雷体系发展思考
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5.国外鱼雷防御问题评述(一) 国外反舰鱼雷的现状与发展趋势
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尾流自导鱼雷射击方式转换及参数解算问题
尾流自导鱼雷射击方式转换及参数解算问题尾流自导鱼雷是一种先进的水下武器系统，具有很高的精确打击能力。
在实际应用中，其射击方式和参数解算是关键问题。
尾流自导鱼雷射击方式主要有主动制导和被动制导两种。
主动制导是指鱼雷在发射后主动搜索目标并进行制导；被动制导是指鱼雷通过接收目标的声纳信号进行自主制导。
在不同的环境和任务中，选择适合的制导方式可以提高鱼雷的命中率和杀伤效果。
尾流自导鱼雷的参数解算包括航向角、俯仰角、偏航角、距离和速度等多个要素。
这些参数的精确计算和测量对于正确的制导和射击非常重要。
其中，航向角是指鱼雷相对于目标的水平夹角，俯仰角是指鱼雷相对于目标的上下夹角，偏航角是指鱼雷相对于目标的左右夹角。
这些参数的计算需要借助传感器和合适的算法来实现。
除了制导方式和参数解算外，尾流自导鱼雷的设计和性能也是影响其射击效果的关键因素。
鱼雷的推进系统、引信和控制系统都需要具备可靠性和高效性，才能保证鱼雷的准确制导和打击目标的能力。
此外，鱼雷还需要具备超强的防御能力，才能在海面上独立运行。
总的来说，尾流自导鱼雷的射击方式转换和参数解算是非常重要的问题，这涉及到鱼雷的实际命中率和生命周期。
在未来，尾流自导鱼雷的射击方式和参数解算将不断被优化和改善，以适应各种复杂的战争环境和任务需求。
在尾流自导鱼雷的射击方式和参数解算中，以下是常用的相关数据：1. 航向角误差：一般要求在几度以内，以保证鱼雷能够准确朝向目标方向进行制导和攻击。
2. 俯仰角误差：一般要求在几度以内，以保证鱼雷能够准确打击目标的上下位置。
3. 偏航角误差：一般要求在几度以内，以保证鱼雷能够准确打击目标的左右位置。
4. 距离误差：一般要求在几米以内，以保证鱼雷能够准确接近目标进行攻击。
5. 速度误差：一般要求在几节以内，以保证鱼雷能够在高速运动中精确制导和打击目标。
6. 引信灵敏度：一般要求能够在不同类型目标上起到有效杀伤效果。
7. 防御能力：鱼雷的防御能力是非常重要的，需要具备足够的抗干扰能力、防护性能和灵敏度，以应对不同的海况和水下环境。
美国超空泡鱼雷专利技术新动向
第14卷第1期2006年03月鱼 雷 技 术T ORPE DO TECHNOLOGY Vol .14No .1Mar .2006收稿日期:2006201213;修回日期:2006203217.作者简介:向耿(19702),男,中国国防科技信息中心工程师;杨海(19582)男,中国国防科技信息中心高级工程师.美国超空泡鱼雷专利技术新动向向 耿, 杨 海(中国国防科技信息中心,100036)摘 要:近几年来,美国海军研究署持续投资美海军水下战中心和宾夕法尼亚州立大学应用研究实验室,用于开展超空泡武器技术的基础研究和应用研究。
美海军近期对超高速鱼雷的最迫切需求是将其应用于鱼雷防御系统,以对抗尾流自导鱼雷。
这里介绍2004年以来公布的4项由美海军水下战中心的研究人员作为发明人的美国专利,这些研究成果集中反映了可供参考的对超空泡航行体的空泡产生、保持、控制的一系列措施,这将有助于了解美海军在超空泡鱼雷技术方面的最新进展。
关键词:水下航行体;超空泡鱼雷;专利;美国海军中图分类号:TJ630.1;T V131.3 文献标识码:A 文章编号:167321948(2006)0120047207An I n troducti on to Supercav it a ti n g Torpedo Pa ten ts of the Un ited St a tesX I AN G Geng,YAN G Hai(China Defense Science and Technol ogy I nf or mati on Center,100036,China )Abstract:The Naval Undersea W arfare Center (NUWC )of the U.S .navy and the App lied Research Laborat ory of the Pennsylva 2nia State University (ARL /PS U )have been funded by the U.S .Office of Naval Research (ONR )for basic and app lied researches of supercavitating weapon technol ogies during recent years .This paper intr oduces four patents of the United States published since 2004.These patents,devel oped by the researchers of NUWC,deal with the technical s oluti ons t o the creati on,maintenance,and contr ol of gas/vapor cavity on supercavitating vehicle surface,which illustrate the devel opment of supercavitating t or pedo technol 2ogy of the U.S .navy .Key words:under water vehicle;supercavitating t or pedo;patent;the U.S .navy0 引言目前,如何利用“超空泡”实现高速,已成为高速水下航行体研究的一个重点。
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。
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国外鱼雷及自导技术现状与发展趋势
近年来,人们关注并展开研究的鱼雷自导技术主要集中在以下几方面:
●尾流自导技术和尾流边界自导技术。
通过深入研究舰船尾流场的特性进一步研究有效的尾流跟踪系统,在发展声尾流自导的同时,关注开发新型物理场的磁尾流、热尾流和光尾流自导系统。
尾流边界自导(Wake-Nibbling)与尾流自导的不同之处在于,其自导系统是探测和跟踪尾流的边界。
据称它比尾流自导更有效。
●光纤制导技术。
瑞典的TP2000鱼雷率先使用光纤制导,即将服役的意大利“黑鲨”鱼雷的光纤已达60 km。
采用光纤制导技术可将自导信号转输到作战艇上来处理,使鱼雷自导信息处理能力和智能化水平大幅度提高。
光纤水听器的突破,光学信号处理方法及光导集成电路的发展,将有可能实现“全光自导系统”,使自导系统的信息处理速度和抗干扰性能有一大的飞跃。
●自导声成像技术。
主要研究自导声成像的原理和方法、声成像自导系统框架、阵列结构信号处理方法及图像信息的提取和识别等。
旨在能由目标回波信号重构目标图像,这将大大增强鱼雷自导目标识别的能力,反对抗能力以及鱼雷精确制导和命中要害部位的能力。
●宽频带声自导系统。
宽频带声自导可提取目标的更多信息,减少海洋信道及混响的影响,有利于目标参数精确估计、目标识别及鱼雷反对抗。
主要研究小型宽频带换能器、宽频带阵列处理、宽频带信号处理技术以及宽频带自导系统。
●自导多目标定位及跟踪技术。
为了实现鱼雷对航母编队的攻击,自导应能对多个目标进行高分辨的定位,估计目标参数,并自动选择跟踪所要攻击的目标。
●鱼雷反对抗技术。
面对繁多的干扰和对抗鱼雷的器材及手段,如何采取有效的反对抗措施,排除干扰,命中目标,这是关系到鱼雷“生存”的关键技术。
在鱼雷自导系统发展中特别值得一提的是两雷两技术,即拖曳线列阵鱼雷和光尾流自导鱼雷以及低频声自导技术和目标识别技术。
拖曳线列阵鱼雷
现有体制声自导鱼雷检测低频和远距离辐射声目标能力弱,因此增大鱼雷声自导作用距离的主要途径是提高其自导系统对微弱信号检测及信号处理能力,有效抑制噪声,特别是降低自导系统工作频率(通常在20~40 kHz)。
水介质对这一频段声波吸收较大,从而限制了自导作用距离。
通常降低工作频率需要加大声学基阵尺寸,而鱼雷头部容积有限。
为大幅度提高鱼雷自导作用距离,摆脱鱼雷本体尺度空间的限制,关键是实现声学基阵与雷体分离。
拖曳线列阵鱼雷是实现方式之一。
该雷由于线列阵远离鱼雷自噪声,且鱼雷远距离实施攻击,鱼雷自导工作环境相对安静。
鱼雷以低速搜索目标,鱼雷自噪声和辐射噪声相对大为减弱,因而有利于鱼雷隐蔽搜索和跟踪目标。
拖曳线列阵工作频率可降至5kHz以下,一来可使声传播衰减更小,二来目标辐射噪声一般低频成分更多,可进行线谱检测。
发展拖曳线列阵鱼雷符合欧美“发射后不管”,即本艇发射鱼雷后可快速机动的作战理念。
美国Regal轻型鱼雷采用了拖曳线列阵技术,该线列阵导引鱼雷直至声自导捕获目标后解脱。
其工作频率可低至2 kHz以下,以被动方式工作,不受高频噪声干扰,自导作用距离可达5000 m以上。
另据资料介绍,采用雷体侧面配置的低频声自导基阵和声接收面与雷体共形技术,鱼雷自导工作频率可降至10kHz 以下,自导作用距离达3 000m以上。
光尾流自导鱼雷
基于尾流光学探测的自导鱼雷脱离了自导中常用的声场,而以光场变化进行尾流探测。
因光波波长远小于声波波长,故光对尾流气泡场及涡流场更为敏锐,从而能更有效地探测舰船尾流场及潜艇涡流场的存在。
这意味光尾流比声尾流有更远的尾流自导作用距离,且很难被干扰和欺骗,使所有基于声学特征的干扰及对抗的水声器材完全失效。
光尾流自导鱼雷是一全新意义上的极远程自导鱼雷,发展这种鱼雷具有战略意义。
低频声自导技术
对于安静型目标,鱼雷探测能力更弱。
降低自导系统工作频率,采用低频声自导可有效提高自导作用距离。
一方面舰艇辐射噪声低频成分丰富,易检测;同时工作在低频段可限制介质的吸收,减小声波的传播衰减,从而提高声自导作用距离。
低频声自导技术的最新研究成果是矢量声传感器及其信号处理技术。
据报道,俄罗斯已将矢量声传感器用于水中兵器。
美海军曾在1997年的“声矢量传感器及其应用讨论会”上把这一领域的研究推向了新的阶段。
矢量声传感器(即声压、声强流组合传感器)可同时测得目标声压和振速信息,从而测得目标及方位,也就是说用矢量声传感器可替代大基阵,为实现低频声自导和提高自导作用距离提供了新思路和新技术。
目标识别技术
美国已将其列为国防关键技术之一。
水下电子战的出现对鱼雷提出了反对抗要求。
海战中舰艇使用各类噪声干扰器、各种诱饵和气幕弹等,对鱼雷攻击实施干扰和对抗,从而降低鱼雷捕捉目标的概率。
目标识别是反对抗决策的主要依据,是鱼雷自导技术研究的重要方向之一。
目标特征提取、压缩与分类是目标识别的关键技术。
目标尺度特征提取和识别方法很多,但都有其局限性。
利用多信息、多特征、多方法的融合和互补,实现目标综合识别是一个重要技术方向。
基于这一思想,采用宽频带技术,展宽自导工作频带,获取更多目标特征信息;采用前视、旁视、底视基阵组合方式,提供多种信息参量;充分利用目标尾流特征等,可在鱼雷内建立相应的目标特性数据库。
当鱼雷在航行过程中监测到有效回波时,依据已有的目标特性数据库和获取的目标回波强度等连续性的信息,对目标回波信号的结构特征进行分析,寻求某种判别特征,如特征谱线、特征回波亮点、回波相位特征和回波过零点分析结果等,对真假目标及目标要害部位进行识别,从而使鱼雷有选择地打击目标的要害部位。
为进一步提高目标识别能力和识别精度,专家和学者们在人工神经网络、人工智能模式识
别专家系统、模糊逻辑推理等新理论新技术上开展了大量研究。
美国防部的“风暴计划”将重点支持人工神经网络在自动目标识别等4个领域的应用,对高阶神经网络、投影寻踪学习网络、随机矢量型函数高阶神经网络及其在目标特征量提取和分类中的应用开展研究,已取得了重要进展。