高频噪声干扰器对抗声自导鱼雷效果分析*

为提高潜艇对抗声自导鱼雷时机动方案的合理性,在高频噪声干扰器对抗声自导鱼雷原理分析的基础上,探讨了基于方位和能量的干扰效果分析方法。仿真分析了典型态势下噪声干扰器对主被动声自导鱼雷的干扰区域,给出了干扰扇面和自导距离缩减率随雷目距离的变化规律。结果表明,干扰噪声谱级比潜艇辐射噪声高出一定值(如15 dB)时,对被动声自导鱼雷具有较好的干扰效果,将宽带噪声功率集中到窄带中进行频率瞄准干扰,可大幅提高对抗主动声自导鱼雷的效果。该文的研究方法可为潜艇规避声自导鱼雷的机动方案提供依据。     

应用短时Fourier变换对尾流光学信号分析

为弥补声探测尾流的不足,利用激光的独特优势,采用激光探测舰船尾流的方法.根据光信号的随机特性,确定了信号的分析方法:短时Fourier变换.在信号的时-频分布图中,表征了信号频率随时间的变化关系.通过对气泡幕光学信号时-频图的分析,推测舰艇尾流的强弱.把这种探测手段应用于鱼雷自导,可提高鱼雷的作用距离、减小鱼雷半径,增强战斗力.     

基于舷侧阵声纳的鱼雷远程自导性能研究

针对鱼雷的远程自导问题,研究了恶劣水文条件下浅海波导中鱼雷舷侧阵声纳对主动声纳信号的探测能力和测向精度,计算结果表明:在潜艇反舰作战中,通过利用水面舰艇发射的主动声纳信号,可实现潜射鱼雷对目标的远程被动探测,其被动测向精度一般可满足自导精度要求。     

基于多重散射强度和偏振特征的舰船尾流气泡激光探测方法

研究多重散射效应对舰船尾流气泡群光散射强度和偏振特征的影响是舰船光尾流探测以及新型光自导鱼雷研究的基础. 基于矢量Monte Carlo方法建立了舰船尾流气泡群激光后向探测仿真模型, 重点研究了尾流气泡群的多重散射机理,分析了多重散射效应、尾流气泡群密度对回波信号强度和偏振特征的影响规律. 基于粒子碰撞重要性抽样的基本思想, 在传统能量接收方法的基础上, 提出了回波光子偏振贡献接收方法和回波信号偏振信息统计方法, 解决了小视场系统光子返回概率低无法形成回波能量的难题. 构建了模拟尾流气泡群激光散射强度和偏振探测实验平台, 从实验的角度验证了模拟结果的准确性. 实验和模拟结果的一致性表明, 利用回波强度、偏振信息可表征气泡群距离、密度信息, 从而可对舰船尾流特别是低密度尾流进行高精度的探测和辨识. 关键词： Monte Carlo 偏振 多重散射 气泡     

机载红外搜索跟踪系统的最佳阈噪比

为了探求机载红外搜索跟踪(IRST)系统的最佳阈噪比(TNR),采用基于信噪比(SNR)的作用距离模型,并结合虚警概率、发现概率和SNR之间的函数关系,构建了机载IRST系统的探测点目标概率模型,重点分析了发现概率与作用距离、目标速度和倾斜角度之间的关系。结合飞机的红外辐射特性,建立了机载IRST系统的探测概率数学模型,仿真分析了在不同TNR下,方位角和俯仰角的变化对作用距离的影响。根据作战需求,提出最佳TNR在8~10范围内。该研究结果为提高机载IRST系统在实际使用中的探测效率提供了参考依据。     

水面航行潜艇红外特征模拟研究

潜艇的红外辐射特征是红外探测系统发现潜艇并进行跟踪的依据,研究潜艇红外特征模拟方法对潜艇探潜和修正对敌潜艇制导数据具有一定参考价值。从潜艇的外部环境出发,分析了影响水面航行潜艇红外特征的多种复杂因素,建立了传热模型,给出传热边界方程,模拟了潜艇表面红外特征,估算了探潜距离。     

水中单光束扫描激光引信捕获率建模与仿真

为了提高反鱼雷鱼雷(ATT)激光近炸引信对来袭鱼雷的捕获率,首先根据鱼雷目标的激光反射特性,分析了鱼雷目标回波功率随激光束入射角度和入射位置的变化规律。采用空间解析几何方法描述了ATT与来袭鱼雷的交会模型,给出了任意交会距离和姿态时目标回波功率计算方法。根据系统最小探测功率,建立了水中单光束扫描激光引信捕获率蒙特卡罗仿真模型,仿真了系统捕获率随激光脉冲频率的变化关系,获得了探测不同距离目标的最大捕获率和相应的激光扫描频率和脉冲频率。结果表明:当激光扫描频率为15Hz,脉冲频率为4kHz,系统能可靠捕获距离9m内目标。所得系统捕获率仿真模型和结果可为ATT单光束扫描激光引信系统设计提供理论参考。     

空投鱼雷自导作用距离考核的布靶问题研究

为了科学布靶,使考核既容易实现有效条次又减少分歧;从试验技术方案设计角度出发,按照试验大纲提出的采用直升机悬停空投方式考核鱼雷环形搜索主动自导作用距离的方式,通过几何作图和数学计算,考虑了鱼雷从空投到入水后开始环形搜索的过程中存在的不确定性因素的影响;分析了这些影响对确定布放固定靶区域存在的各种制约性;讨论了不同的固定靶布放区域对于试验考核结果有效性的影响;针对布靶区域的分析结果,提出了提高直升机投雷精度、合理修改鱼雷软件等具有可行性的对策和建议,对于定型试验项目的实施具有较大的参考价值和指导意义。     

基于Gm-APD的成像激光雷达目标探测特性

针对采用盖革模式雪崩光电二极管（Gm-APD）作为探测器的成像激光雷达,介绍了其测距原理及3D成像原理,并对如何提高其探测性能的方法进行了分析。以分析Gm-APD触发信号的统计特性为基础,对出现在距离门内不同位置目标的探测概率和虚警概率进行了研究与仿真,结果表明,目标处在距离门最前面时,探测概率受噪声水平影响最小,虚警概率受信号强度影响最大;目标靠近距离门中间位置时,探测概率随噪声水平增大下降缓慢,虚警概率随信号强度增大下降缓慢;目标处在距离门末尾时探测概率受噪声水平影响最大,而虚警概率几乎与回波信号强度无关。     

水下武器发射时流噪声研究

水下鱼雷武器发射噪声是潜艇的特殊噪声源。为直观详尽地描述发射系统内鱼雷出管的具体情况,本文建立了潜艇水下鱼雷安静发射普遍采用的液压平衡式发射装置内部及外部流场的有限元分析模型。基于FLUENT的动网格技术进行数值模拟,计算分析了发射过程的速度场和压力场,以及由此引起的发射流噪声特性。探讨了发射速度、发射管内外压力、潜艇航速或外部流场、水深等多种因素对鱼雷水下发射噪声的影响。     

水声工程的新进展──欧洲UDT’99观感

本文介绍了１９９９年欧洲水下防务技术会议上与水声工程相关的内容,主要包括,声纳技术,水雷战,鱼雷自导与反鱼雷技术,水下兵器试验靶场等内容。     

蓝绿激光在鱼雷武器上的应用研究

目标识别功能是现代鱼雷武器应具有的基本功能。针对水下激光成像系统的特点,提出了将该系统应用于鱼雷自导／引信系统的设想并对其可行性进行了论证。蓝绿激光技术在鱼雷武器上的应用将有效增强鱼雷的目标识别能力和水下对抗能力,大大增强鱼雷武器的作战效能。     

水中空气隔层衰减冲击波性能研究

 根据鱼雷对舰船毁伤的特点,建立了多介质水下爆炸数值模型,提出了交界面处理及广义光滑长度计算方法,编制了多介质水下爆炸计算程序,并对水下爆炸空气隔层衰减冲击波的性能进行了定量分析。结果表明：无论是接触爆炸还是非接触爆炸,空气隔层均可有效衰减冲击波,并且接触爆炸中空气隔层衰减冲击波的效果更好,最大可使冲击压力峰值降低约55%;空气隔层厚度与爆炸厚度之比为1时便可达到较好的衰减冲击波效果,继续增加空气隔层厚度对衰减冲击波效果影响不大。研究结果可为舰船结构防护及防雷舱的结构设计提供参考。     

舰船尾迹和海面红外仿真成像

舰船在军事领域有着极其重要的地位,其尾迹对海面的温度和高度都会造成相较明显的变化,且具有持续时间长、不易消除等特点,所以模拟舰船尾迹和海面红外辐射图像可以更为直观地识别舰船目标,具有强烈的军事需求。以MODTRAN软件模拟的不同背景环境下大气对8μm～14μm波段的透过率为数据基础,结合Cox-Munk坡度概率分布模型并考虑海浪遮挡因素建立了一种舰船尾迹红外辐射模型,模拟了不同背景环境、不同探测距离的红外尾迹图像。仿真结果表明：相同探测条件下,随着探测距离增大,舰船尾迹辐射亮度减小,但粗糙海面对红外辐射的遮挡作用显著减弱,海面舰船尾迹更易被识别;大气传输模型对红外成像结果影响较大,夏季背景辐射能量大且海面平均遮挡作用小,舰船尾迹红外成像更为清晰。     

鱼雷豚跳运动及初始转动角速度选取

鱼雷依靠惯性以一定姿态跃出水面并再次落入水中的过程称之为鱼雷的豚跳运动. 针对鱼雷的豚跳运动需要以零攻角入水, 而鱼雷在空中运动过程中无法控制的问题, 提出了通过构建鱼雷豚跳运动模型并以此为基础控制初始出水转动角速度的解决方法. 附加质量、浮力、浮心、浸湿面积、浸水体积等变量随鱼雷出水姿态、出水过程不同而不同. 在构建鱼雷豚跳运动模型过程中, 充分考虑了各个变化物理量的导数项, 分析了鱼雷水动阻力系数与攻角的关系, 构建了运动模型, 得出鱼雷豚跳运动的规律. 利用优化搜索算法计算出使鱼雷豚跳以零攻角条件入水的初始转动角速度. 仿真结果表明了所建模型及控制初始转动角速度方法的有效性.     

基于先导发展模型的舰艇避雷防护评估仿真

基于先导发展模型实现了海域上地闪先导2维数值放电模拟,完成了海域上地闪先导放电通道过程的图样采集。通过建立二维舰船模型,并根据相关标准对舰船模型进行避雷针的数量、高度、位置设定,对此模型进行雷电先导放电数值试验。经大量试验统计分析,舰船采用单根避雷针设计方案时,避雷针的高度较高,使得接闪概率明显增大,但在避雷针周围取得了较理想的防护效果;与单根设计方案相比,双根避雷针设计使得舰船整体结构高度降低,总的接闪次数有所减少,防护效果更佳。该评估方法可与长间隙放电试验和雷电观测互为补充,进一步完善了水面舰艇避雷系统防护评估检验技术,为舰艇的雷电防护提供理论基础。