CN110390141A - 一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法 - Google Patents
一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110390141A CN110390141A CN201910586884.6A CN201910586884A CN110390141A CN 110390141 A CN110390141 A CN 110390141A CN 201910586884 A CN201910586884 A CN 201910586884A CN 110390141 A CN110390141 A CN 110390141A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- torpedo
- model
- general
- salvo
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法,包括以下步骤:1)确定射击鱼雷类型和鱼雷射击方式;2)建立鱼雷射击参数解算模型和速度矢量通用解算模型,所述解算模型包括:提前角通用解算模型、齐射散角通用解算模型;3)针对不同自导类型的鱼雷,采用步骤2)建立的通用计算模型求解鱼雷射击参数;针对不同鱼雷射击模式,采用步骤2)建立的通用计算模型求解鱼雷速度矢量。本发明方法建立通用数学模型实现不同制导类型、不同射击方式鱼雷射击参数计算,支持进行大样本仿真计算鱼雷命中概率,为某舰船武器系统仿真环境研制及试验、水下攻防作战研究提供支撑。
Description
技术领域
本发明涉及舰船武器系统技术,尤其涉及一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法。
背景技术
在鱼雷射击仿真过程中,鱼雷射击参数是影响鱼雷命中概率的一个重要因素,不合适的射击参数导致鱼雷命中概率降低,影响仿真试验的逼真性。目前有关鱼雷射击参数的理论方法很多,但大多数是基于反三角函数求解,其值域范围与射击角度无法完全对应,可能存在多解问题,缺少快捷判别方法;不同制导类型的鱼雷计算方法不通用,且单射、齐射等不同鱼雷射击方式,计算方法也不相同,难以实现统一仿真计算。基于此背景,急需一种适用于不同制导类型、不同射击方式鱼雷射击参数计算方法,解决计算方法不通用、效率低的问题,为某舰船武器系统仿真环境研制及试验、水下攻防作战研究提供支撑。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷,提供一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法,包括以下步骤:
1)确定射击鱼雷类型和鱼雷射击方式,所述鱼雷类型包括直航鱼雷、声自导鱼雷和尾流自导鱼雷;所述鱼雷射击方式包括单射、扇面齐射和平行齐射;
2)建立鱼雷射击参数解算模型和速度矢量通用解算模型,所述解算模型包括:提前角通用解算模型、齐射散角通用解算模型;
所述提前角通用解算模型具体如下:
[x1,y1,z1]T=Vm×Vt (2)
其中,M为目标舰船的初始位置,T为潜艇发射鱼雷的初始位置,MT为目标舰船到鱼雷指向矢量,VT为鱼雷的速度矢量,Vm为舰船的速度矢量,舰船速度与鱼雷速度比为m=|Vm|/|VT|,θm为鱼雷相对舰船速度方向舷角,为鱼雷发射方向相对目标方位的提前角,[x1,y1,z1]为矢量叉乘结果对应的三维坐标;
式(2)矢量叉乘法则判断θm的正负:当z1>0时,判定θm>0;当z1<0时,判定θm<0,取θm=-θm;
所述速度矢量通用解算模型具体如下:
设齐射鱼雷枚数为N,第i枚鱼雷的提前角为速度矢量为Vt(i),对应的欧拉旋转矩阵为Rz1(i);
Vt(i)=|Vt(i)|·Rz1(i)·(-MT/|MT|) (6)
当鱼雷枚数N=1时,为单射鱼雷速度矢量通用解算模型,当N≥2时,为齐射鱼雷速度矢量通用解算模型;
所述齐射散角通用解算模型具体如下:
d=kdz (9)
其中,θ为鱼雷扇面齐射通用求解模型中心线进入角,dz为相邻两枚鱼雷齐射最大命中间隔,Lm为目标舰船的长度为,k为齐射散角优化系数,ST为齐射鱼雷中心线航程,α为鱼雷齐射相邻鱼雷展开散角;
3)针对不同自导类型的鱼雷,采用步骤2)建立的通用计算模型求解鱼雷射击参数;针对不同鱼雷射击模式,采用步骤2)建立的通用计算模型求解鱼雷速度矢量。
本发明产生的有益效果是:本发明方法计算效率高,本发明模型中所有角度的正负取值按顺时针为负、逆时针为正的原则确定,同时采用矢量法则求解反三角函数,减少了求解判断的计算量。以此为基础,建立了通用模型求解鱼雷射击参数以及鱼雷速度矢量,降低了模型的复杂度,提高了仿真的计算效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明实施例的鱼雷单射示意图;
图2是本发明实施例的鱼雷齐射示意图;
图3是本发明实施例的直航鱼雷平行齐射示意图;
图4是本发明实施例的声自导鱼雷单射示意图;
图5是本发明实施例的声自导鱼雷扇面齐射示意图;
图6是本发明实施例的声自导鱼雷平行齐射示意图;
图7是本发明实施例的尾流导鱼雷单射示意图;
图8是本发明实施例的尾流自导鱼雷平行齐射示意图;
图9是本发明实施例的直航鱼雷单射目标舷角-命中概率对应图;
图10是本发明实施例的直航航鱼雷单射齐射散角系数-命中概率对应图;
图11是本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图11所示,一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法,包括以下步骤:
1)确定射击鱼雷类型和鱼雷射击方式,所述鱼雷类型包括直航鱼雷、声自导鱼雷和尾流自导鱼雷;所述鱼雷射击方式包括单射、扇面齐射和平行齐射;
2)建立鱼雷射击参数解算模型和速度矢量通用解算模型,所述解算模型包括:提前角通用解算模型、齐射散角通用解算模型;
所述提前角通用解算模型具体如下:
[x1,y1,z1]T=Vm×Vt (2)
潜艇对舰艇发射鱼雷示意图的如图1所示,其中,M为目标舰船的初始位置,T为潜艇发射鱼雷的初始位置,MT为目标舰船到鱼雷指向矢量,VT为鱼雷的速度矢量,Vm为舰船的速度矢量,舰船速度与鱼雷速度比为m=|Vm|/|VT|,θm为鱼雷相对舰船速度方向舷角,为鱼雷发射方向相对目标方位的提前角,[x1,y1,z1]为矢量叉乘结果对应的三维坐标;
式(2)矢量叉乘法则判断θm的正负:当z1>0时,判定θm>0;当z1<0时,判定θm<0,取θm=-θm;
所述速度矢量通用解算模型具体如下:
设齐射鱼雷枚数为N,第i枚鱼雷的提前角为速度矢量为Vt(i),对应的欧拉旋转矩阵为Rz1(i);
Vt(i)=|Vt(i)|·Rz1(i)·(-MT/|MT|) (6)
当鱼雷枚数N=1时,为单射鱼雷速度矢量通用解算模型,当N≥2时,为齐射鱼雷速度矢量通用解算模型;
所述齐射散角通用解算模型具体如下:
d=kdz (9)
其中,如图2所示,θ为鱼雷扇面齐射通用求解模型中心线进入角,dz为相邻两枚鱼雷齐射最大命中间隔,Lm为目标舰船的长度为,k为齐射散角优化系数,ST为齐射鱼雷中心线航程,α为鱼雷齐射相邻鱼雷展开散角;
3)针对不同自导类型的鱼雷,采用步骤2)建立的通用计算模型计算求解鱼雷射击参数;针对不同鱼雷射击模式,采用步骤2)建立的通用计算模型求解鱼雷速度矢量。
针对不用制导类型鱼雷,有利提前角、齐射散角等射击参数的计算过程略有差别,具体过程如下:
1)直航鱼雷
单射使用条件:用式(1)至式(11)解算(取N=1);
d=kdz (9)
扇面齐射使用条件:用式(1)至式(11)解算(取N≥2)。
平行齐射使用条:用式(1)至式(11)解算(取N≥2,用式(12)至式(14)替换式(10)、式(11))
其中,St为平行齐射展开段航程,t1为展开段时间,ψi为第i枚鱼雷二次转角,展开散角α可取大于20°,如图3所示。
2)声自导鱼雷单射
单射使用条件:由式(1)至式(11)求解((取N=1,用式(15)至式(17)替换式(3))。
其中,K为形心系数,β为形心和鱼雷相对目标夹角,r为声自导鱼雷制导扇面探测半径,λ为声自导鱼雷自导扇面半开角,如图4所示,上述提前角采用形心法求解。
扇面齐射使用条件:由式(1)至式(11)求解(取N≥2,用式(15)至式(17)替换式(3),式(18)替换式(8),式(19)替换式(11)),如图5所示。
dz=2rsinλ (18)
α=2arcsin(d/2ST) (19)
平行齐射使用条件:由式(1)至式(11)求解(取N≥2,用式(15)至式(17)替换式(3),式(18)替换式(8),式(12)至式(14)替换式(10)、式(11)),如图6所示。
3)尾流自导鱼雷单射
单射使用条件:由式(1)至式(11)求解((取N=1,用式(20)至式(24)替换式(3)),如图7所示。
|SM|=K1(CAVm+Lm)-Lm (20)
其中:S为尾流瞄准点,K1为瞄准点比例系数,CA为与海况及尾流自导检查能力有关的常数,Lm为目标舰船的长度,θ′m取值正负与θm相同,ST为目标到鱼雷指向矢量。
平行齐射使用条件:由式(1)至式(11)求解(取N≥2,用用式(20)至式(24)替换式(3),式(25)替换式(8),式(12)至式(14)替换式(10)、式(11)),如图8所示。
dz=Lm+|Vm|·TSX (25)
其中,Lm为舰艇长度,TSX为蛇行间隔时间。
4)命中概率计算-本发明模型的效果验证:
鱼雷命中条件模型
a)直航鱼雷:鱼雷命中舰船的几何长度,即鱼雷中心横坐标、纵坐标与舰船中心横坐标、纵坐标间距离分别小于舰船横向宽度的一半、纵向长度的一半;鱼雷实际航程小于鱼雷极限航程。
b)声自导鱼雷:鱼雷声自导开机后,如果目标处于鱼雷自导扇面内,则舰船被鱼雷捕获;鱼雷实际航程小于鱼雷极限航程。
c)尾流自导鱼雷:鱼雷进入尾流距离、进入角分别介于舰艇有效尾流下限与上限、进入角下限与上限之间;鱼雷实际航程小于鱼雷极限航程。
命中概率计算过程:
4.1)采用蒙特卡洛大样本仿真,确定仿真次数Num=10000次。
4.2)确定随机变量:一次转角误差σω1≤2°,二次转角误差σω2≤2°,鱼雷速度误差σVt≤2kn,舰船速度误差σVm≤1kn,舰船航向误差σθm≤4°,舰船距离误差σTM≤1Cab。
4.3)对Num次射击进行蒙特卡洛大样本仿真,按照1.3鱼雷命中条件统计鱼雷命中舰艇次数Num_success。
4.4)按照P命中=Num_success/Num计算鱼雷命中概率。
4.5)改变部分射击参数取值,重复步骤a)-d),可分析射击参数对鱼雷命中概率的影响,选取最优射击参数。
在某特定态势下,以尾流自导鱼雷平行齐射为例,应用本方案计算方法计算结果如下:
在某特定态势下,以直航鱼雷平行齐射为例,在不同鱼雷射击距离和不同齐射散角优化系统条件下,应用本发明计算方法计算结果如图9、图10。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)确定射击鱼雷类型和鱼雷射击方式,所述鱼雷类型包括直航鱼雷、声自导鱼雷和尾流自导鱼雷;所述鱼雷射击方式包括单射、扇面齐射和平行齐射;
2)建立鱼雷射击参数解算模型和速度矢量通用解算模型,所述解算模型包括:提前角通用解算模型、齐射散角通用解算模型;
所述提前角通用解算模型具体如下:
[x1,y1,z1]T=Vm×Vt (2)
其中,M为目标舰船的初始位置,T为潜艇发射鱼雷的初始位置,MT为目标舰船到鱼雷指向矢量,VT为鱼雷的速度矢量,Vm为舰船的速度矢量,舰船速度与鱼雷速度比为m=|Vm|/|VT|,θm为鱼雷相对舰船速度方向舷角,为鱼雷发射方向相对目标方位的提前角,[x1,y1,z1]为矢量叉乘结果对应的三维坐标;
式(2)矢量叉乘法则判断θm的正负:当z1>0时,判定θm>0;当z1<0时,判定θm<0,取θm=-θm;
所述速度矢量通用解算模型具体如下:
设齐射鱼雷枚数为N,第i枚鱼雷的提前角为速度矢量为Vt(i),对应的欧拉旋转矩阵为Rz1(i);
Vt(i)=|Vt(i)|·Rz1(i)·(-MT/|MT|) (6)
当鱼雷枚数N=1时,为单射鱼雷速度矢量通用解算模型,当N≥2时,为齐射鱼雷速度矢量通用解算模型;
所述齐射散角通用解算模型具体如下:
d=kdz (9)
其中,θ为鱼雷扇面齐射通用求解模型中心线进入角,dz为相邻两枚鱼雷齐射最大命中间隔,Lm为目标舰船的长度为,k为齐射散角优化系数,ST为齐射鱼雷中心线航程,α为鱼雷齐射相邻鱼雷展开散角;
3)针对不同自导类型的鱼雷,采用步骤2)建立的通用计算模型求解鱼雷射击参数;针对不同鱼雷射击模式,采用步骤2)建立的通用计算模型求解鱼雷速度矢量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910586884.6A CN110390141B (zh) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | 一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910586884.6A CN110390141B (zh) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | 一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110390141A true CN110390141A (zh) | 2019-10-29 |
CN110390141B CN110390141B (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=68286045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910586884.6A Active CN110390141B (zh) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | 一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110390141B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111076626A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-28 | 中国船舶重工集团有限公司第七一0研究所 | 一种水雷对大方位角度目标主动打击控制系统 |
CN112859055A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-28 | 西北工业大学 | 基于蒙特卡罗方法和形心法的声自导鱼雷有利提前角修正方法 |
CN116147432A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-05-23 | 中国人民解放军海军大连舰艇学院 | 一种鱼雷单雷二次转向射击方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1596361A (zh) * | 2001-11-28 | 2005-03-16 | 福图尔特克股份公司 | 带一体式自炸装置的穿透力和侧向作用强的发射弹 |
CN104331608A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-02-04 | 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所 | 一种自导鱼雷实航态势数据融合分析方法 |
CN107729679A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-02-23 | 中国船舶工业综合技术经济研究院 | 大型水面舰船生命力易损性评估方法及分析模型 |
CN108917473A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-30 | 南京理工大学 | 一种鱼雷最佳攻击提前角的建模方法 |
-
2019
- 2019-07-01 CN CN201910586884.6A patent/CN110390141B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1596361A (zh) * | 2001-11-28 | 2005-03-16 | 福图尔特克股份公司 | 带一体式自炸装置的穿透力和侧向作用强的发射弹 |
CN104331608A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-02-04 | 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所 | 一种自导鱼雷实航态势数据融合分析方法 |
CN107729679A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-02-23 | 中国船舶工业综合技术经济研究院 | 大型水面舰船生命力易损性评估方法及分析模型 |
CN108917473A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-30 | 南京理工大学 | 一种鱼雷最佳攻击提前角的建模方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘鑫;唐献平;初磊;邱琦绩;: "舰载声自导鱼雷双雷平行齐射射击参数优化仿真研究" * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111076626A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-28 | 中国船舶重工集团有限公司第七一0研究所 | 一种水雷对大方位角度目标主动打击控制系统 |
CN112859055A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-28 | 西北工业大学 | 基于蒙特卡罗方法和形心法的声自导鱼雷有利提前角修正方法 |
CN112859055B (zh) * | 2021-01-13 | 2023-07-07 | 西北工业大学 | 基于蒙特卡罗方法和形心法的声自导鱼雷有利提前角修正方法 |
CN116147432A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-05-23 | 中国人民解放军海军大连舰艇学院 | 一种鱼雷单雷二次转向射击方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110390141B (zh) | 2023-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110390141A (zh) | 一种鱼雷射击参数通用计算及分析方法 | |
CN109344452A (zh) | 一种目标易损性分析方法 | |
Ortolani et al. | Investigation of the radial bearing force developed during actual ship operations. Part 1: Straight ahead sailing and turning maneuvers | |
CN109902933A (zh) | 一种反舰战斗部打击水面舰船毁伤等级的评价方法 | |
US8176834B1 (en) | Determination of weapons fratricide probability | |
CN112417648B (zh) | 一种导弹射击模拟方法 | |
CN111025249A (zh) | 一种判定箔条干扰在仿真环境中干扰效果的方法 | |
CN107152887A (zh) | 一种基于虚拟现实技术的模拟火箭筒操作训练方法和系统 | |
CN115238226A (zh) | 一种防空有效杀伤区计算方法 | |
Yang et al. | Water-exit process modeling and added-mass calculation of the submarine-launched missile | |
CN117236208A (zh) | 基于流体力学的类平抛运动计算方法 | |
CN108917473A (zh) | 一种鱼雷最佳攻击提前角的建模方法 | |
US20120312876A1 (en) | Determination of weapons fratricide probability | |
CN116147432B (zh) | 一种鱼雷单雷二次转向射击方法 | |
Xiaoheng et al. | The surface ship Torpedo defense simulation system | |
CN112090068A (zh) | 舰船游戏的攻防交互方法、电子设备及计算机可读介质 | |
CN114818545B (zh) | 基于水下连续发射多相流影响的武器系统协调优化方法 | |
Chen et al. | Simulation-based effectiveness analysis of acoustic countermeasure for ship formation | |
Dziopa et al. | Modelling and the elements of controlled dynamics of the anti-aircraft missile launcher based onboard the warship | |
Lu et al. | Study on the guided trajectory of anti-torpedo torpedo | |
Bi et al. | Simulation Study on Circular Search and Capture Probability of Certain Torpedo | |
CN117290644A (zh) | 一种空中物体运动曲线方程的计算方法 | |
Ding et al. | Simulation research of submarine evading acoustic homing Torpedo through changing depth by strong movement | |
Li et al. | Multiple Anti-submarine Helicopters' Cooperative Front Submarine Detecting Research | |
Lukenbill | A target missile engagement scenario using classical proportional navigation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |