基于简化潜艇深度分布的应召搜潜效率仿真

发布时间：2021-11-27 09:27

　　针对传统直升机吊放声纳搜潜效率计算采用的二维模式对于反潜直升机搜潜效率的计算不准确的问题,提出了一种简化的潜艇在深度上的位置分布,并以这种位置分布为基础,结合吊放声纳在不同深度上的不同传播损失,构建了搜潜效率计算的三维模型。以应召搜潜最具代表性的扩展方形搜索法为例进行了仿真计算,结果表明,所提出的三维模型对比传统的二维模型对于反潜直升机整个搜潜作业的概率计算更为精确。对反潜作战及相关决策具有一定参考价值。 

【文章来源】：兵器装备工程学报. 2020,41(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

潜艇水平分布概率密度

此方程无法求得具体的积分解析解，但是对于工程应用上求概率密度来讲是可以通过递推自适应算法得到相应一系列数值解的。假设初始深度期望为5 m，下潜速度的期望为2 m/s，下潜的时间分布为[55 s,65 s]，在深度上按照步长1 m进行计算得到深度上位置分布概率密度如图2所示，积分结果期望为125 m，与概率性质相符。同时，需要注意的是，此概率密度函数是假设潜艇下潜完成后的概率密度函数。因为在这种浅海假设下潜艇下浅的时间相较于搜潜作业的时间来讲时间很短，考虑运动中的情况对于搜潜效率的计算较为困难且意义不大，因此对下潜过程的运动情况即概率密度随时间的变化进行忽略，只考虑下潜完成后潜艇所在位置的概率密度[6-8]。在简化的潜艇运动模型中，将潜艇的水平运动与垂直运动看作是相互独立的两个运动，所以最终可以得出潜艇三维概率度分布

根据吊放声纳普遍工作频率在1～15 k Hz之间的实际情况，研究吊放声纳的作用距离时采用射线声学近似的方式会取得比较好的效果。以如图3的典型浅海负梯度声速剖面为例，这种声速剖面广泛存在于我国夏季浅海地区[11]。声速可由以下公式进行简略描述

【参考文献】：
期刊论文
[1]吊放声纳主动工作方式探测域建模与仿真[J]. 赵志允,孙明太,任东彦.  指挥控制与仿真. 2013(06)
[2]负梯度浅海混响条件下吊放声纳主动探测深度研究[J]. 孙明太,周利辉,赵志允.  海军航空工程学院学报. 2013(03)
[3]深海声速剖面对吊放声纳探测距离的影响研究[J]. 曲晓慧,单志超,陈建勇,郑利庆.  计算机仿真. 2012(05)
[4]反潜机吊放声纳扩展螺旋线形搜潜建模[J]. 吴芳,吴铭,杨日杰.  北京航空航天大学学报. 2011(09)
[5]多机吊放声纳应召搜潜建模与仿真[J]. 吴芳,杨日杰.  航空学报. 2009(10)
[6]潜艇位置散布规律与搜潜效能评估模型研究[J]. 屈也频,廖瑛.  系统仿真学报. 2008(12)
[7]潜艇空间运动模型的简化和仿真[J]. 赵国良,季鲁慧.  船舶工程. 1991(04)
[8]使用吊放声纳的直升机应召搜潜发现概率[J]. 陈建勇,冷江,于传健.  海军航空工程学院学报. 2004 (05)

硕士论文
[1]潜艇近水面航行控制方法研究[D]. 常赛.哈尔滨工程大学 2011



本文编号：3521996