中国船舶重工集团有限公司第七一○研究所 湖北宜昌 443003
摘要：使用舰用干扰弹实施无源干扰是舰船有效对抗反舰导弹的一种重要手段。在对各类干扰弹作用机理的理论分析、效能评估的基础上对无源干扰决策模块和火炮发射模块进行建模，并通过仿真分析得出舰船干扰弹分配及布放原则。
关键词： 火炮；干扰弹；分配；建模；仿真
引 言
在现代海战中，舰用干扰的成功与否，取决于诸多因素，包括干扰设备(火炮、干扰弹) 本身的性能、来袭威胁源、装载平台的特性及当时的气象条件。在众多因素的影响下，从发射干扰弹到形成有效干扰物之间的时间是个重要因素。本文从干扰弹布放空间的落点出发，根据各个炮台的相对位置、射程以及装填的干扰弹数量，规划所有炮台的发射任务，控制多门炮台同时运转、合理分配多枚干扰弹并同时发射，优化各门火炮的调转路径和时机，使之在最短时间内完成发射任务，快速形成有效的干扰物，达到干扰效果。这一过程通过计算机模拟仿真实现，具有一定的实际意义。
1 模型的建立
1.1 坐标系的建立
a)舰船坐标系
炮旋转中心所在平面为XY平面，船的几何中心为原点，指向船首的方向为X正方向，桅杆向上方向为Z正方向的右手直角坐标系。
图1舰船坐标系
b)火炮坐标系
舰船坐标系XY平面为XY平面，炮中心为原点，指向炮口在XY平面的投影的方向为Y正方向，舰船坐标系Z方向为Z正方向的右手直角坐标系。
c)坐标转换
本系统涉及多个坐标系，例如世界坐标系、舰船坐标系以及火炮坐标系。根据需要，参数将在不同的坐标系中转换，尤其是世界坐标系和舰船坐标系之间的转换。坐标转换分为两个步骤——平移和旋转，假设原坐标系中点A的参数为(x, y, z)，新坐标系中点A的参数为(x’, y’, z’)，新坐标系相对原坐标系的位置是(a, b, c)，角度为β。
此处仅仅考虑船的升沉，即Z轴方向的运动对坐标转换的影响，没有考虑船绕X轴、Y轴的横纵摇对坐标转换的影响。因为舰船的炮台有自动稳定系统，可以排除舰船横纵摇对火炮发射的影响，所以此处仅考虑在XY平面内的旋转是与实际情况相符。
?平移
图2 坐标转换1——平移
经过平移后的新坐标为：
1.2 舰炮调转模型
舰炮模型主要是根据舰船的规模、炮台的安装位置，初始装载弹量等固定参数，舰炮的运行参数以及船的航迹数据建立相应的模型。
根据火炮在舰船中的位置和干扰弹的布放空间在舰船坐标系中的坐标，求解火炮调转的横向角度和俯仰角度。上述调转方案是单门火炮下一个发射任务可能涉及到的调转模式，需要求解单门火炮下多个发射任务的调转模式，并且保证是最快的调转模式，因此采用的是“加速—匀速—减速”和“加速—减速”的整体调转模式。综合来看，单门火炮加速到最大速度，然后以最大速度匀速运动，在这一过程中，一旦火炮到达某个目标调转角度，即发射干扰弹。
根据火炮运动距离的长短，分二种状态计算火炮运动的加速度
（1）加速——匀速——减速
在反查弹道的过程中，首先用距离逼近。干扰弹以不同的出射角发射，在经过了相同的水平距离后，高度并不相同。再以高度逼近，最终通过插值法求解出最符合的角度。
3 仿真结果及分析
a）布放空间排序：在舰船坐标系内，布放空间按照X值从大到小排序，如果X值相同，则按照Y值从大到小排序。这样在按布放空间顺序依次分配任务的时候可避免弹道相交。但这一布放排序的解决方案并未考虑火炮中待发射干扰弹类型缺少的情况；
b）任务分配优先级：与上述思路一致，在舰船坐标系内，如果布放空间的顺序是按照X值从大到小，那么火炮分配任务时，则前后两个火炮之间的任务夹角应按由大到小进行分配。
c)检查任务分配是否可行：考虑了以上两个原则后，须考查是否存在已分配任务的火炮出现发射干扰弹装载数量不足的情况。若存在，则对出现装载数量不足的火炮用临近可达火炮代替。
4 结束语
无源干扰是提高舰船防护的一种重要作战手段，而提高系统的反应能力能够取得良好的干扰效果，但随着复合制导技术的不断发展，舰船的体积和吨位也不断变大，一次任务的干扰弹的发射量也增大，简单的发射任务分配不能完全适应作战要求，因而提高系统的反应能力，优化各火炮的任务就显得十分重要。
参考文献:
[1] 侯国超，刘蜀.舰船箔条干扰过程仿真建模研究 [J]. 舰船电子工程，2017，2（16）
[2] 朱保锋，郭改文?. 反舰导弹末制导雷达抗箔条干扰建模仿真研究[J].计算机仿真,2014.
论文作者:王晚香
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/10
标签：坐标系论文; 火炮论文; 舰船论文; 干扰论文; 炮台论文; 分配论文; 方向论文; 《防护工程》2019年第5期论文;