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超空泡鱼雷双雷齐射命中概率解析方法

谢超 周景军 万亚民 宋书龙 王梦豪

谢超, 周景军, 万亚民, 等. 超空泡鱼雷双雷齐射命中概率解析方法[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(3): 463-473 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112018
引用本文: 谢超, 周景军, 万亚民, 等. 超空泡鱼雷双雷齐射命中概率解析方法[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(3): 463-473 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112018
XIE Chao, ZHOU Jingjun, WAN Yamin, SONG Shulong, WANG Menghao. Analytical Method for Hitting Probability of Supercavitating Torpedo Salvo[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2023, 31(3): 463-473. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112018
Citation: XIE Chao, ZHOU Jingjun, WAN Yamin, SONG Shulong, WANG Menghao. Analytical Method for Hitting Probability of Supercavitating Torpedo Salvo[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2023, 31(3): 463-473. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112018

超空泡鱼雷双雷齐射命中概率解析方法

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112018
基金项目: 国家高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才项目资助(W03070206)
详细信息
    作者简介:

    谢超:谢 超(1996-), 男, 在读硕士, 主要研究方向为鱼雷总体技术

  • 中图分类号: TJ630; TJ015

Analytical Method for Hitting Probability of Supercavitating Torpedo Salvo

  • 摘要: 双雷平行航向齐射, 是直航鱼雷提高命中概率的有效手段之一。文中建立了超空泡鱼雷双雷齐射模型, 并根据命中方程将齐射两雷一次转角射击等效为直进射击, 明确了鱼雷命中目标的实质, 即鱼雷末弹道相对速度方向与等效初始目标方位角方向重合, 使得齐射问题得以简化。根据鱼雷直进射击规律, 以脱靶量作为命中指标、以目标水线面形状作为命中范围建立双雷齐射命中概率解析模型, 并考虑诸如平台探测误差、鱼雷航行误差和目标航行误差影响, 利用统计方法作为对比试验, 试验结果表明解析计算模型与统计计算模型结果相吻合, 验证了解析模型的正确性。最后分析了各误差源灵敏度, 明确了提高鱼雷航向控制精度和方位探测精度是提升命中概率的有效途径。

     

  • 图  1  双雷同时发射示意图

    Figure  1.  Diagram of simultaneous salvo of two torpedoes

    图  2  发射时间间隔示意图

    Figure  2.  Salvo time interval

    图  3  鱼雷一次转角射击等效直进射击示意图

    Figure  3.  Diagram of transform from one-time turning shoot to straight-forward shooting

    图  4  鱼雷直进射击示意图

    Figure  4.  Diagram of torpedo straight-forward shooting

    图  5  等效初始距离示意图

    Figure  5.  Diagram of equivalent initial distance

    图  6  鱼雷命中范围示意图

    Figure  6.  Diagram of a torpedo hitting range

    图  7  舰船水线面示意图

    Figure  7.  Diagram of ship water plane

    图  8  命中概率随初始距离和目标舷角变化曲线

    Figure  8.  Curves of hitting probability with initial distance and target board angle

    图  9  极坐标系下命中概率

    Figure  9.  Hitting probabilities in a polar coordinate system

    图  10  双雷齐射与直进射击命中概率对比曲线

    Figure  10.  Comparison of hitting probability curves between torpedoes salvo and straight-forward shooting

    图  11  初始雷目距离100 m时误差灵敏度

    Figure  11.  Sensitivity of errors of initial distance between torpedo and target at 100 m

    图  12  初始雷目距离3 km时误差灵敏度

    Figure  12.  Sensitivity of errors of initial distance between torpedo and target at 3 km

    表  1  仿真参数列表

    Table  1.   Simulation parameters

    名称参数
    单次仿真次数10 000
    鱼雷1级速度/kn200
    鱼雷2级速度/kn50
    目标速度/kn30
    鱼雷1级速度误差标准差/kn5
    鱼雷2级速度误差标准差/kn1
    散开航程/m20
    鱼雷齐射散角/(°)15
    鱼雷航向误差标准差/(°)0.3
    探测目标速度误差标准差/kn3
    探测目标航向误差标准差/(°)1
    目标速度误差标准差/kn3
    目标航向误差标准差/(°)1
    目标初始方位探测误差标准差/(°)0.3
    初始雷目距离/m2 000∶1 000∶7 000
    初始目标舷角/(°)10∶1∶170
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    表  2  水线半宽值

    Table  2.   Half-breadth of waterlines

    站号实际
    长度/mm
    水线
    半宽/mm
    站号实际
    长度/mm
    水线
    半宽/mm
    −0.6−5 175.09 212.59.077 625.024 125.0
    0012 640.010.086 250.024 125.0
    0.54 312.515 730.011.094 875.024 125.0
    1.08 625.018 380.012.0103 500.024 125.0
    1.512 937.520 502.513.0112 125.024 125.0
    2.017 250.022 090.014.0120 750.024 125.0
    2.521 562.523 195.015.0129 375.024 125.0
    3.025 875.023 847.516.0138 000.024 085.0
    4.034 500.024 120.017.0146 625.022 692.5
    5.043 125.024 125.018.0155 250.018 240.0
    6.051 750.024 125.018.5159 562.514 580.0
    7.060 375.024 125.019.0163 875.010 457.5
    8.069 000.024 125.019.5168 187.55 795.0
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    表  3  解析法与统计法偏差

    Table  3.   Deviation between analysis method and statisicaltical method

    偏差范围态势数态势占比/%
    <1%86789.75
    1%~2%969.94
    2.00%~2.85%30.31
    合计966100.00
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    Xie Chao, Zhou Jingjun, Wan Yamin, et al. Analytical method for hitting probability of supercavitating torpedoes[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2022, 30(5): 656-664. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202111002
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-15
  • 修回日期:  2022-12-18
  • 网络出版日期:  2023-05-31

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