吊放声呐拖曳系统带速回收动力学建模与仿真

吊放声呐是航空反潜重要的搜潜设备,吊放声呐采用带速回收的模式可减少作业时间,有效提高反潜作战效能。带速回收过程吊放电缆所受最大拉力、吊放电缆的偏转角以及水下分机的偏角对吊放声呐系统设计影响较大。建立带速回收过程的动力学模型,根据风洞试验结果,对模型进行标定完善,并对吊放声呐的带速回收过程进行仿真。仿真结果表明,带速回收过程吊放电缆最大拉力基本保持稳定,吊放电缆偏转角与水下分机偏转角变化趋势一致,角度相差不大,同时风速对吊放电缆最大拉力影响很小,在一定范围内风速与吊放电缆偏转角负相关,有利于回收。

反蛙人声呐的相控波束稳定

吊放式反蛙人声呐的水下姿态不稳定性对设备性能带来不利影响,声呐湿端姿态倾斜会使各波束主瓣平面偏离水平面,导致水平面内的发射声波强度损失以及海底、海面混响反射强度的增加,姿态旋转则会造成声呐接收方位失真。文章在推导给出湿端陀螺坐标系与大地坐标系之间姿态变换关系的基础上,基于大地坐标系内的姿态和横滚角,以相控俯仰实现导引方位上的发射波束稳定,在纵倾6°情况下,于波束导引方位可获得2.7 dB的波束稳定增益;以湿端横滚角补偿进行接收波束的方位修正,弥补陀螺航向角修正的精度误差,在纵倾6°情况下,能克服最大0.56°的方位修正误差;将仿真结果和有关试验数据进行了分析比较,验证了相控波束稳定方法的工程可行性。

潜艇水声对抗航空声呐作战效能仿真研究

为得到潜艇水声对抗主/被动航空声呐的最佳策略,构建了水声环境模型和声呐探测模型、潜艇对抗模型,提出了一种考虑声接触、跟踪、定位和识别处理的航空声呐信息处理模型,仿真分析了被动声呐浮标和主动吊放声呐等典型航空声呐在接触潜艇的条件下,不同潜艇水声对抗策略的效能。结果表明,对抗被动声呐时,减小辐射噪声比提高航速更为有效,潜艇应该采用大深度、最小噪声航速、最短距离脱离。如果潜艇通过电子侦察侦听到声呐浮标空投入水声音得知被动声呐浮标方位,可以插入气幕弹恶化被动浮标阵共视条件,避免跟踪定位,提高对抗效果。对抗主动声呐时,改变航向、投放宽频干扰器和声诱饵后高速脱离是潜艇的最佳策略,脱离过程还可以插入气幕弹恶化声呐跟踪定位识别环境,为潜艇拉开与声呐的距离提供条件。该研究可为潜艇水声对抗主/被动航空声呐提供仿真环境和决策参考。

和差式相位测向法在吊放声纳改进中的运用研究

国内某型吊放声纳在模拟信号处理过程中存在操作复杂和测向精度不高等问题,早期和差式相位测向法需要复杂的显示系统,对人员的操作要求较高,并且误差较大。通过分析影响吊放声纳测向的因素,在模拟处理转变为数字信号处理技术后,基于和差式相位测向原理,同时引入恒虚假检测以及目标参数估计等后处理算法流程,可直接精确地计算出目标方位,降低了对操作技能的要求,最终确定数字化改造的方向,为早期模拟吊放声纳装备性能改进提供了依据和参考。

反潜直升机对潜巡逻搜索仿真分析

本文针对反潜直升机执行巡逻搜索时,如何确定相邻吊放声呐探测范围,通过进行建模计算和仿真分析的手段,得出了声呐重叠范围与直升机吊放声呐探测点数量之间的关系,其结论可以用于确定反潜直升机运用吊放声呐进行对潜巡逻搜索时的探测点。

基于吊放声呐的无人艇搜潜任务规划算法

针对无人艇基于吊放声呐自主执行搜潜任务需求,分析吊放声呐搜潜使用的特点,构建吊放声呐探测概率模型,设计了无人艇使用吊放声呐自主搜潜控制流程,建立了基于概率模型和搜潜质量的吊放声呐搜潜任务规划模型。通过仿真计算,该算法输入参数少,输出规划能够满足无人艇执行搜潜任务的控制需求,具有良好的性能,达到了预期的目标。

应召搜潜中多机吊放声纳螺线路径规划问题研究

从缩短应召搜潜的延误时间出发,对多机吊放声纳螺线路径规划问题进行了分析,提出了基准兵力、飞行路径的选择方法,建立了反潜直升机起始吊放位置角模型、反潜直升机到起始吊放位置的飞行路径模型、螺线路径搜潜吊放位置模型,给出了理论推导和计算公式,并仿真验证了模型的可行性。研究结果可为多机吊放声纳螺线路径搜潜提供理论参考。

基于发现概率模型的吊放声纳搜潜效能研究

通过对使用吊放声纳进行应召搜潜时的搜潜流程进行分析,区别于传统的利用蒙特卡洛法计算目标发现概率的模型,论文采用数值计算的方法建立了反潜直升机使用吊放声纳进行应召搜潜时的目标发现概率模型,结合对水下机动目标散布规律模型以及单次搜潜任务的一次发现概率模型,对整个搜潜过程的搜潜效能进行了分析研究。随后对应招搜潜模型中的相关参数对搜潜概率的影响进行了仿真分析,并得出了重要的结论,为后续的反潜作战辅助决策提供了理论依据和模型支撑。

基于蜂窝结构的扩展六边形搜索方法

海上搜索、航空反潜等海上活动经常需要对目标海域进行全面搜索,在研究扩展方形搜索方法的缺点后,提出采用基于蜂窝结构的扩展六边形搜索方法。从理论上分析2种方法的搜索效率、探测次数、所需航程和重复搜索面积等内容;证明了当目标搜索区域半径大于某值时,所提方法明显优于扩展方形搜索方法,并给出了该值的计算方法。通过仿真验证了理论分析的正确性,为海上搜索任务提供了更为高效的搜寻方法,同时为无人化自动搜索提供理论基础和参考依据。

南海声速剖面及其对吊放声纳作用距离的影响

针对目前航空吊放声纳在实际工作中布放深度的选择主要依靠声纳员经验的现状,论文基于Argo浮标在北纬21.058°,东经118.971°附近海域10个月的实测温深数据展开分析。首先,利用威尔逊公式计算出该海域的声速剖面数据,并对其结构和统计特性进行了分析;然后,结合BELLHOP模型计算了其传播损失图,研究了该海域航空吊放声纳的作用距离特点,为吊放声纳的使用提供参考。

舰载声呐与航空吊放声呐协同双基地搜索范围研究

针对舰载声呐与航空吊放声呐构成的异类传感器双基地工作问题,建立了基于声呐方程的海洋环境噪声背景下双基地搜索范围模型。在舰载声呐与航空吊放声呐双基地协同工作系统中,舰载声呐发射探测信号,舰载声呐和航空吊放声呐均接收水下目标回波信号。根据能量关系建立了扩展面积、扩展距离、等效半径模型,定量分析了声源级、基线长度等因素对系统搜索范围的影响。仿真结果表明,当舰载声呐声源级相对于吊放声呐声源级足够大时,协同双基地工作模式在较大的基线长度范围内不仅在搜索范围上优于舰载声呐和吊放声呐均独立工作时的单基地联合搜潜,而且在搜索宽度上也有优势。

反潜直升机吊声搜潜效能的建模仿真

从直升机使用吊放声纳(简称吊声)的搜潜过程入手,通过仿真环境假设,吊声搜潜效能描述,建立了吊声搜潜效能的蒙特卡洛法模型。介绍了常用搜索方法,并建立了其搜索要素表。根据模型编制了仿真程序,实现了不同搜索方法的仿真计算,为研究不同战术条件下如何合理选择有效的搜索方法奠定了基础。

航空反潜中的吊放声纳系统仿真

以单机反潜作战过程为典型实例,研究了仿真系统功能需求及总体结构;建立了声纳发现判决方程、目标回波特性模型;在视频和音频两个方面,采用软件模拟,着重模拟吊放声纳终端的实际工作情况。提出利用随机抽取法实现杂波、噪声的视频信号模拟;实现了基于水声资料库的音频信号逼真、实时合成和回放;采用了空间矩阵和多媒体技术实现音频播放和视频显示的同步。使用表明,建立逼真的航空反潜作战仿真环境,对突破实装训练的局限性是必要和有益的。

对潜的吊放声纳应召搜索技术仿真研究

通过建立反潜机的方形、扇形和螺旋线形应召搜索模型,分析讨论了潜艇航速和航向的变化对吊放声纳搜索概率的影响,并进行了仿真比较。结果表明,随着潜艇航速、航向角度的增加,吊放声纳搜索概率不断下降,且航速、航向变化对螺旋线形搜索的搜潜概率影响要小于方形搜索和扇形搜索。同时也表明潜艇以远离当前吊放点为规避航向且全速规避时会明显降低吊放声纳的搜索概率,这对潜艇规避对抗吊放声纳搜索具有实际的指导意义。

主/被动联合多基地航空搜潜建模与仿真

以航空搜潜为背景,建立了多基地声纳搜潜范围模型、单机吊放声纳和浮标的主/被动联合多基地搜潜模型、潜艇运动模型,并以此为基础,仿真分析了潜艇初始航向、海洋环境噪声、搜索样式等因素对主/被动联合多基地搜索概率的影响.结果表明,利用吊放声纳与浮标组成多基地航空声纳对目标进行搜索,可节约搜索时间,有效提高搜潜效率,其中潜艇初始航向角度对单机吊放声纳和浮标的联合搜索概率影响较小,海洋环境噪声的变化对单机吊放声纳和浮标的联合搜索概率影响较大.

反潜机吊放声纳扩展螺旋线形搜潜建模

针对全方位机动的潜艇目标,结合反潜直升机实际搜潜过程,分析了风因素对反潜机探测过程的影响;建立了反潜机吊放声纳的扩展螺旋线形应召搜潜模型、潜艇运动模型;依据声纳主被动探测距离模型,对主被动吊声的探测距离进行分析;仿真分析了在已知海洋环境条件下,反潜机扩展螺旋线形应召搜潜轨迹,不同发射频率和目标强度条件下的主被动吊声探测范围,以及比较分析了吊放声纳作用距离、潜艇运动样式等因素对文中提出的扩展螺旋线形搜潜方法与传统的扩展方形、扩展圆形搜潜方法的搜索概率影响.结果表明,扩展螺旋线形的搜潜效能优于扩展方形和扩展圆形.

基于先验目标航向的吊放声纳应召搜潜建模与仿真研究

针对已知目标的大概航向,需在有限范围内确定目标存在区的情况下,建立了利用吊放声纳的扇形和弧形应召搜潜模型、潜艇运动模型、搜潜概率模型,仿真分析了潜艇初始航向、吊放声纳间距、搜索样式等因素对应召搜索概率的影响。结果表明,初始航向角度的变化对弧形和扇形的应召搜索概率影响较小;不同潜艇运动模型中,吊放声纳间距的变化对弧形和扇形的应召搜索概率影响较大。

航空搜潜研究综述

综述了60多年来国内外航空搜潜研究的理论与运用实践;在此基础上,分析了航空搜潜研究存在的不足;指出了下一步航空搜潜要研究的重点和主要方向。

反潜直升机吊放声纳搜潜效能

吊放声纳是反潜直升机搜潜的主要武备之一。在分析吊放声纳搜潜过程的基础上,对仿真环境进行假设,并建立吊放声纳搜潜蒙特卡洛法模型,通过仿真试验对反潜直升机在一定条件下搜潜时吊放声纳间隔系数、螺旋系数、探测点数和搜索阵型进行研究,得出的相关结论对提高反潜直升机作战运用水平具有较大的实际应用价值。

直升机使用吊放声纳检查反潜兵力需求模型

在分析直升机检查反潜概念、目的和基本特征的基础上,依据直升机使用吊放声纳检查反潜的基本过程和方法,建立了直升机吊放声纳检查反潜的兵力需求模型并进行应用验证。最后对影响直升机使用吊放声纳检查反潜兵力需求的主要因素进行了分析。