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舰载深弹垂直发射弹道建模及射程影响规律分析

万小辉 彭士 张海波 彭顺 戴文留 陈召任

万小辉, 彭士, 张海波, 等. 舰载深弹垂直发射弹道建模及射程影响规律分析[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(6): 926-933 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087
引用本文: 万小辉, 彭士, 张海波, 等. 舰载深弹垂直发射弹道建模及射程影响规律分析[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(6): 926-933 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087
WAN Xiaohui, PENG Shi, ZHANG Haibo, PENG Shun, DAI Wenliu, CHEN Zhaoren. Vertical Launch Trajectory Modeling and Range Influence Law of Shipborne Depth Charge[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2023, 31(6): 926-933. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087
Citation: WAN Xiaohui, PENG Shi, ZHANG Haibo, PENG Shun, DAI Wenliu, CHEN Zhaoren. Vertical Launch Trajectory Modeling and Range Influence Law of Shipborne Depth Charge[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2023, 31(6): 926-933. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087

舰载深弹垂直发射弹道建模及射程影响规律分析

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0087
详细信息
    作者简介:

    万小辉(1985-), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事水中兵器总体技术设计及研究

  • 中图分类号: TJ013.2; U674.7

Vertical Launch Trajectory Modeling and Range Influence Law of Shipborne Depth Charge

  • 摘要: 舰载深弹采用垂直发射后可大幅提高其平台适装性和作战效能, 对提高舰船作战能力具有重要意义。文中以某垂直冷发射深弹为原型, 根据垂直发射运动学及动力学方程, 建立深弹垂直发射弹道计算模型, 基于此模型分别考虑弹重、总冲、炮口初速、转弯高度、末端攻角、转弯结束时俯仰角、升力系数和阻力系数等影响因素, 对舰载深弹射程的影响进行计算分析。结果表明: 1) 射程与总冲、炮口初速、转弯高度、末端攻角及升力系数具有正相关性, 射程与弹重、转弯结束时俯仰角及阻力系数具有负相关性; 2) 弹重、总冲、炮口初速和转弯结束时俯仰角对深弹射程影响较大, 末端攻角、升力系数及阻力系数对深弹射程影响相对较小, 转弯高度对深弹射程几乎无影响。仿真结果可为深弹垂直发射总体及弹道设计提供参考。

     

  • 图  1  弹重对射程的影响

    Figure  1.  Effect of the mass of depth charge on range

    图  2  深弹总冲对射程影响

    Figure  2.  Effect of the engine total impulse on range

    图  3  深弹炮口初速对射程影响

    Figure  3.  Effect of the muzzle initial velocity on range

    图  4  深弹转弯高度对射程影响

    Figure  4.  Effect of the turning height on range

    图  5  深弹末端攻角对射程影响

    Figure  5.  Effect of the terminal angle of attack on range

    图  6  深弹转弯结束时俯仰角对射程影响

    Figure  6.  Effect of the pitch angle on range at the end of turning

    图  7  深弹升力系数对射程影响

    Figure  7.  Effect of the lift coefficient on range

    图  8  深弹阻力系数对射程影响

    Figure  8.  Effect of the drag coefficient on range

    表  1  弹道初始条件

    Table  1.   Initial condition of ballistic

    弹重
    倍数
    总冲
    倍数
    初速
    /(m/s)
    转弯高
    度/m
    攻角
    /(°)
    俯仰角
    /(°)
    阻力系
    数倍数
    升力系
    数倍数
    11302024711
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    表  2  标准弹道主要参数

    Table  2.   The main parameters of standard trajectory

    射程/m高度/m末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    3 4161 155172.2−51.534.0
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    表  3  弹重对弹道影响

    Table  3.   Effect of the mass of depth charge on trajectory

    弹重倍数射程/m高度/m末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    0.953 8171 279178.6−51.236.1
    1.003 4161 155172.2−51.534.0
    1.053 0731 052166.0−51.832.3
    1.102 779965160.2−52.330.8
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    表  4  深弹总冲对弹道影响

    Table  4.   Effect of the engine total impulse on trajectory

    总冲倍数射程
    /m
    高度
    /m
    末速/(m/s)落角
    /(°)
    飞行时间/s
    0.92 796964159.1−52.030.9
    1.03 4161 155172.2−51.534.0
    1.14 1001 371184.9−51.137.3
    1.24 8471 616197.3−50.940.8
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    表  5  深弹炮口初速对弹道影响

    Table  5.   Effect of the muzzle initial velocity on trajectory

    初速/(m/s)射程/m高度/m末速/(m/s)落角
    /(°)
    飞行时间/s
    203 1961 065166.7−51.332.8
    303 4161 155172.2−51.534.0
    403 6351 245177.3−51.635.2
    503 8601 335182.2−51.636.3
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    表  6  深弹转弯高度对弹道影响

    Table  6.   Effect of the turning height on trajectory

    转弯高度/m射程/m高度/m末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    203 4161 155172.2−51.534.0
    303 4241 165172.6−51.634.1
    403 4311 175172.1−51.634.1
    503 4401 185172.5−51.734.2
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    表  7  深弹末端攻角对弹道影响

    Table  7.   Effect of the terminal angle of attack on trajectory

    攻角/(°)射程/m高度/m末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    23 4161 155172.2−51.534.0
    43 5081 156169.4−47.634.6
    63 6071 158165.3−42.835.4
    83 7071 160160.0−40.436.2
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    表  8  深弹转弯结束时俯仰角对弹道影响

    Table  8.   Effect of the pitch angle on trajectory at the end of turning

    转弯结束
    俯仰角/(°)
    射程/m高度
    /m
    末速/(m/s)落角/(°)飞行时间/s
    423 436991169.1−47.331.8
    473 4161 155172.2−51.534.0
    523 2971 317175.2−55.536.0
    573 0821 474178.2−59.637.8
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    表  9  深弹升力系数对弹道影响

    Table  9.   Effect of the lift coefficient on trajectory

    升力系数倍数射程/m高度
    /m
    末速/(m/s)落角
    /(°)
    飞行时间/s
    0.93 3671 152171.9−52.132.8
    1.03 4161 155172.2−51.534.0
    1.13 4621 259172.4−50.934.3
    1.23 5061 165172.6−50.434.5
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    表  10  深弹阻力系数对弹道影响

    Table  10.   Effect of the drag coefficient on trajectory

    阻力系数倍数射程/m高度/m末速/(m/s)落角
    /(°)
    飞行时间/s
    0.93 4871 170174.6−51.134.3
    1.03 4161 155172.2−51.534.0
    1.13 3481 140168.8−51.932.7
    1.23 2841 127167.6−52.332.5
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  • [1] 孙东平, 冯林平, 范作娥. 舰艇垂直发射系统现状及发展趋势分析[J]. 飞航导弹, 2020(8): 78-81.
    [2] 梁良, 贾跃, 任磊. 国外舰载助飞鱼雷发展综述[J]. 鱼雷技术, 2014, 22(2): 157-160.

    Liang Liang, Jia Yue, Ren Lei. Review of foreign shipborne assisted torpedoes[J]. Torpedo Technology, 2014, 22(2): 157-160.
    [3] 刘永亮, 任克亮, 马旭轮, 等. 新形势下舰载垂直发射装置发展趋势[J]. 装备环境工程, 2019, 16(7): 60-63.

    Liu Yongliang, Ren Keliang, Ma Xulun, et al. Development tendency of ship vertical launcher in new situation[J]. Equipment Environmental Engineering, 2019, 16(7): 60-63.
    [4] 赵亚鹏, 陈延伟, 张旭耀. 深水炸弹垂直发射技术初探[J]. 数字海洋与水下攻防, 2018, 1(1): 81-84.

    Zhao Yapeng, Chen Yanwei, Zhang Xuyao, et al. Research on vertical launch technology of depth charge[J]. Digital Ocean & Underwater Warfare, 2018, 1(1): 81-84.
    [5] 洪浩, 王洋洋. 垂发自导深弹发展设想[J]. 数字海洋与水下攻防, 2021, 4(2): 107-112.

    Hong Hao, Wang Yangyang. Development conceptions of vertical-launched homing depth charge[J]. Digital Ocean & Underwater Warfare, 2021, 4(2): 107-112.
    [6] 崔洪坤, 孙振新. 飞航式火箭助飞鱼雷弹道建模与仿真[J]. 指挥控制与仿真, 2012, 34(2): 75-79.

    Cui Hongkun, Sun Zhenxin. Ballistic modeling and simulation of cruising rocket-assisted torpedo[J]. Command Control & Simulation, 2012, 34(2): 75-79.
    [7] 王齐双, 刘钧圣, 谭天汉, 等. 基于四元数的垂直发射导弹数学建模及控制策略研究[J]. 弹箭与制导学报, 2021, 41(1): 40-47.

    Wang Qishuang, Liu Junsheng, Tan Tianhan, et al. Modeling and control strategy design of vertically launching missiles based on quaternion[J]. Journal of Projectiles, Rockets, Missiles and Guidance, 2021, 41(1): 40-47.
    [8] 马璐, 孙瑞胜. 垂发超近程导弹弹道优化设计[J]. 现代防御技术, 2018, 46(2): 39-44.

    Ma Lu, Sun Ruisheng. Trajectory optimization design of vertical ultra short range missile[J]. Modern Defence Technology, 2018, 46(2): 39-44.
    [9] 赵丹辉, 何心怡, 陈兆峰, 等. 火箭自导深弹齐射方法研究[J]. 鱼雷技术, 2014, 22(3): 214-220.

    Zhao Danhui, He Xinyi, Chen Zhaofeng, et al. Study on salvo method of rocket homing depth charges[J]. Torpedo Technology, 2014, 22(3): 214-220.
    [10] 戴文留, 昌铁强, 廖欢欢, 等. 电磁发射深水炸弹空中弹道性能仿真分析[J]. 数字海洋与水下攻防, 2020, 3(2): 123-128.

    Dai Wenliu, Chang Tieqiang, Liao Huanhuan, et al. Simulation and analysis on air ballistic performance of electromagnetic launching depth charge[J]. Digital Ocean & Underwater Warfare, 2020, 3(2): 123-128.
    [11] 钱杏芳, 林瑞雄, 赵亚男. 导弹飞行力学[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2000.
    [12] 斯维特洛夫[俄]. 防空导弹设计[M]. 北京: 中国宇航出版社, 2004.
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-05
  • 修回日期:  2023-02-14
  • 录用日期:  2023-03-14
  • 网络出版日期:  2023-11-30

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