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[摘 要]声自导鱼雷是攻击潜艇的主要武器之一。而使用噪声干扰器则是潜艇对抗来袭声自导鱼雷的主要手段。介绍了噪声干扰器对抗原理，建立了噪声干扰器使用模型以及声自导鱼雷对潜艇攻击的弹道模型，通过计算机仿真模拟了噪声干扰条件下智能与非智能鱼雷攻击潜艇的命中概率。证明了为对抗水声干扰器材，鱼雷需要向智能化高速化发展。
[关键词]噪声干扰器， 声自导鱼雷， 潜艇， 命中概率
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0045-02
引言
在现代海军舰艇序列中，潜艇的作用越来越重要。而潜艇的自卫能力较差，鱼雷就是潜艇的主要威胁之一。潜艇在发现来袭鱼雷后，会使用水声对抗器材对声自导鱼雷进行干扰、诱骗，来掩护为规避鱼雷采取的机动运动。噪声干扰器是潜艇用来对抗主动声自导鱼雷较为有效的一种主要手段，本文将通过计算机仿真的方法对在噪声干扰器对抗条件下的主动声自导鱼雷对潜艇的命中概率进行分析计算。
1 噪声干扰器对抗机理
噪声干扰器对抗主动声自导鱼雷时以干扰为主，通过阻塞鱼水雷接收机接收信号，降低其自导作用距离，掩护潜艇尽快规避出鱼雷自导搜索带[1]。
噪声干扰器一般不作为假目标使用，主要对鱼雷搜索进行干扰，使鱼雷不能发现潜艇或跟踪弹道混乱，最终使鱼雷丢失目标，降低鱼雷对潜艇的命中概率。对于具有对抗能力的智能自导鱼雷，由于识别过程要近距离进行，噪声干扰器则起到延迟鱼雷攻击或影响鱼雷攻击弹道的作用，为潜艇的规避争取时间。
2 噪声干扰器使用模型
潜艇发射噪声干扰器的目的是干扰来袭鱼雷对潜艇的搜索或追踪。噪声干扰器使用时要考虑发射时机、发射方向等问题。不同的发射参数会对鱼雷的命中概率产生不同的影响。
2.1 噪声干扰器发射时机
噪声干扰器发射时机比较重要，发射过早容易提早暴露潜艇目标，通常情况下，在潜艇鱼雷报警后经过一定的系统反应时间即可以发射噪声干扰器。这个系统反应时间包括从鱼雷报警到指挥员下达水声对抗命令的决策时间和系统准备并发射噪声干扰器的技术准备时间，即：
（1）
2.2 噪声干扰器发射方向
发射方向沿鱼雷报警方位发射，以保证干扰器工作时能在鱼雷与潜艇的方位线上。噪声干扰器发射后应立即工作，通过其强辐射噪声，掩护潜艇的规避机动。因此，噪声干扰器的发射方向为：
（2）
2.3 潜艇规避航向
潜艇在发射完噪声干扰器后，不规避直接加速，或者在鱼雷报警距离较近而初始航速较大时大角度转向规避，都有较高的逃脱概率。在本文的仿真计算中，假定潜艇进行规避时，规避角度在80°～120°间均匀分布。则潜艇的规避航向为：
（3）
假定潜艇在发射噪声干扰器前做匀速直航运动。图1为潜艇使用噪声干扰器对抗鱼雷的示意图。
图1 噪声干扰器对抗鱼雷示意图
3 自导鱼雷弹道模型
如图2 所示，以鱼雷入水点在鱼雷搜索深度上的投影为坐标原点，轴负方向为真北方向建立坐标系。在噪声干扰器对抗条件下，鱼雷对潜艇的攻击可以采用有利提前角射击法。
点为鱼雷弹道初始点，到为鱼雷入水段，经历时间为；到为鱼雷下潜段，经历时间为；到达预定深度后，鱼雷在点转入搜索主航向，经历时间后，有效回波抑制解除，鱼雷开始直航搜索，此时鱼雷坐标为：
（4）
（5）
（6）
其中：为鱼雷初始入水角；为鱼雷下潜角；为有利提前角；为鱼雷转角；为鱼雷入水平段均速度；为鱼雷速度；为初始搜索深度；为鱼雷搜索主航向[2]。
图2 噪声干扰器对抗条件下鱼雷弹道示意图
在鱼雷保险解除时，潜艇的坐标为：
（7）
（8）
其中：为潜艇初始距离；为初始方位；为潜艇速度，为潜艇航向。
此时，潜艇与鱼雷之间的距离为：
（9）
又有：
（10）
因此，可以求得鱼雷开始搜索到潜艇鱼雷报警的时间，则潜艇噪声干扰器发射时刻为（潜艇到达时刻）：
（11）
此时，鱼雷坐标为：
（12）
若鱼雷此时尚未发现目标，不具有对抗能力的鱼雷则继续航向直到预定命中点后转入再搜索，若鱼雷此时已经发现目标，由于噪声干扰器工作，导致目标丢失，不具有对抗能力的鱼雷则马上转入再搜索。对于具有对抗能力的鱼雷只要噪声干扰器工作就立即转入对抗弹道，搜索攻击潜艇。
4 仿真计算及结果分析
采用模拟法对噪声干扰器对抗条件下声自导鱼雷对潜命中概率进行仿真计算，仿真时要求命中概率、要求精度，仿真次数取2000次，鱼雷航速40kn，潜艇航速16kn。仿真结果如图3、4所示。
由仿真结果可知，智能自导鱼雷在3500m以内的射距上，命中概率基本达到0.8以上，可以保证射击效果，在小舷角上，在4500m以内，都可以保证射击效果而非智能自导鱼雷在噪声干扰器干扰下命中概率随射击距离、射击舷角的增大下降很快，几乎不能使用，只有射击舷角在30°时，射击距离在2600m以内才能保证射击效果。
5 结束语
随着潜艇性能的快速提高，以及潜艇水声对抗器材的快速发展和广泛使用，使得一般声自导鱼雷对潜艇的搜索攻击变效果更加不理想。由本文仿真计算结果可以看出，为应对潜艇的这些变化，鱼雷武器需要向智能化方向快速发展提高。
参考文献
[1] 黄树枝. 噪声干扰器在水声对抗中的战术使用， 《舰船科学技术》，1984年01期，10-23
[2] 王航宇 王士杰 李鹏. 《舰载武器控制原理》， 北京， 国防工业出版社， 2006.9
[关键词]噪声干扰器， 声自导鱼雷， 潜艇， 命中概率
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0045-02
引言
在现代海军舰艇序列中，潜艇的作用越来越重要。而潜艇的自卫能力较差，鱼雷就是潜艇的主要威胁之一。潜艇在发现来袭鱼雷后，会使用水声对抗器材对声自导鱼雷进行干扰、诱骗，来掩护为规避鱼雷采取的机动运动。噪声干扰器是潜艇用来对抗主动声自导鱼雷较为有效的一种主要手段，本文将通过计算机仿真的方法对在噪声干扰器对抗条件下的主动声自导鱼雷对潜艇的命中概率进行分析计算。
1 噪声干扰器对抗机理
噪声干扰器对抗主动声自导鱼雷时以干扰为主，通过阻塞鱼水雷接收机接收信号，降低其自导作用距离，掩护潜艇尽快规避出鱼雷自导搜索带[1]。
噪声干扰器一般不作为假目标使用，主要对鱼雷搜索进行干扰，使鱼雷不能发现潜艇或跟踪弹道混乱，最终使鱼雷丢失目标，降低鱼雷对潜艇的命中概率。对于具有对抗能力的智能自导鱼雷，由于识别过程要近距离进行，噪声干扰器则起到延迟鱼雷攻击或影响鱼雷攻击弹道的作用，为潜艇的规避争取时间。
2 噪声干扰器使用模型
潜艇发射噪声干扰器的目的是干扰来袭鱼雷对潜艇的搜索或追踪。噪声干扰器使用时要考虑发射时机、发射方向等问题。不同的发射参数会对鱼雷的命中概率产生不同的影响。
2.1 噪声干扰器发射时机
噪声干扰器发射时机比较重要，发射过早容易提早暴露潜艇目标，通常情况下，在潜艇鱼雷报警后经过一定的系统反应时间即可以发射噪声干扰器。这个系统反应时间包括从鱼雷报警到指挥员下达水声对抗命令的决策时间和系统准备并发射噪声干扰器的技术准备时间，即：
（1）
2.2 噪声干扰器发射方向
发射方向沿鱼雷报警方位发射，以保证干扰器工作时能在鱼雷与潜艇的方位线上。噪声干扰器发射后应立即工作，通过其强辐射噪声，掩护潜艇的规避机动。因此，噪声干扰器的发射方向为：
（2）
2.3 潜艇规避航向
潜艇在发射完噪声干扰器后，不规避直接加速，或者在鱼雷报警距离较近而初始航速较大时大角度转向规避，都有较高的逃脱概率。在本文的仿真计算中，假定潜艇进行规避时，规避角度在80°～120°间均匀分布。则潜艇的规避航向为：
（3）
假定潜艇在发射噪声干扰器前做匀速直航运动。图1为潜艇使用噪声干扰器对抗鱼雷的示意图。
图1 噪声干扰器对抗鱼雷示意图
3 自导鱼雷弹道模型
如图2 所示，以鱼雷入水点在鱼雷搜索深度上的投影为坐标原点，轴负方向为真北方向建立坐标系。在噪声干扰器对抗条件下，鱼雷对潜艇的攻击可以采用有利提前角射击法。
点为鱼雷弹道初始点，到为鱼雷入水段，经历时间为；到为鱼雷下潜段，经历时间为；到达预定深度后，鱼雷在点转入搜索主航向，经历时间后，有效回波抑制解除，鱼雷开始直航搜索，此时鱼雷坐标为：
（4）
（5）
（6）
其中：为鱼雷初始入水角；为鱼雷下潜角；为有利提前角；为鱼雷转角；为鱼雷入水平段均速度；为鱼雷速度；为初始搜索深度；为鱼雷搜索主航向[2]。
图2 噪声干扰器对抗条件下鱼雷弹道示意图
在鱼雷保险解除时，潜艇的坐标为：
（7）
（8）
其中：为潜艇初始距离；为初始方位；为潜艇速度，为潜艇航向。
此时，潜艇与鱼雷之间的距离为：
（9）
又有：
（10）
因此，可以求得鱼雷开始搜索到潜艇鱼雷报警的时间，则潜艇噪声干扰器发射时刻为（潜艇到达时刻）：
（11）
此时，鱼雷坐标为：
（12）
若鱼雷此时尚未发现目标，不具有对抗能力的鱼雷则继续航向直到预定命中点后转入再搜索，若鱼雷此时已经发现目标，由于噪声干扰器工作，导致目标丢失，不具有对抗能力的鱼雷则马上转入再搜索。对于具有对抗能力的鱼雷只要噪声干扰器工作就立即转入对抗弹道，搜索攻击潜艇。
4 仿真计算及结果分析
采用模拟法对噪声干扰器对抗条件下声自导鱼雷对潜命中概率进行仿真计算，仿真时要求命中概率、要求精度，仿真次数取2000次，鱼雷航速40kn，潜艇航速16kn。仿真结果如图3、4所示。
由仿真结果可知，智能自导鱼雷在3500m以内的射距上，命中概率基本达到0.8以上，可以保证射击效果，在小舷角上，在4500m以内，都可以保证射击效果而非智能自导鱼雷在噪声干扰器干扰下命中概率随射击距离、射击舷角的增大下降很快，几乎不能使用，只有射击舷角在30°时，射击距离在2600m以内才能保证射击效果。
5 结束语
随着潜艇性能的快速提高，以及潜艇水声对抗器材的快速发展和广泛使用，使得一般声自导鱼雷对潜艇的搜索攻击变效果更加不理想。由本文仿真计算结果可以看出，为应对潜艇的这些变化，鱼雷武器需要向智能化方向快速发展提高。
参考文献
[1] 黄树枝. 噪声干扰器在水声对抗中的战术使用， 《舰船科学技术》，1984年01期，10-23
[2] 王航宇 王士杰 李鹏. 《舰载武器控制原理》， 北京， 国防工业出版社， 2006.9