1 长春理工大学 吉林省空间光电技术重点实验室，吉林 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022
针对传统机载红外探测潜艇热尾流的计算方法未考虑温度、密度分层海水等实际海况，难以精准分析潜艇热尾流红外探测性能的问题。文中基于有限元分析方法，结合海面红外辐射模型和大气传输模型，构建出尾迹从浮升扩散、大气衰减到传感器探测的全链路数理模型，并应用模型开展全尺寸潜艇模型的仿真，实现在温度、密度分层海水情况下对潜艇热尾流红外探测性能的精准分析。结果表明：海水温度、密度分层条件对于潜艇尾迹的仿真和反演精度至关重要，当其他条件都相同时，海水温度、密度分层与不分层仿真出了截然相反的结果，不分层条件下海面为热尾迹，而分层条件下海面却为冷尾迹，直接影响对潜艇热尾迹反演精度。相比于海水分层，不分层情况下潜艇的反演误差达到了238.2 m，水面的尾迹温差不但相差了0.152 K，还呈现出了冷尾迹的现象。文中的研究对机载红外设备发现潜艇航行尾流特性的高精度识别反演具有重要意义。
潜艇 温度分层 热尾流 红外探测 submarine temperature stratification thermal wake infrared detection 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220741
1 海军航空大学, 山东 烟台 264001
2 中国船舶重工集团公司第七二六研究所, 上海 201100
航空吊放声呐主动工作模式下的作用距离不但与海域的声速剖面和装备自身性能有关, 还与吊放声呐的入水深度有关。首先利用BELLHOP模型分别对带有跃层声速剖面、正声速剖面和负声速剖面3种情况下的声传播特性进行了仿真分析; 然后研究了不同声速剖面下潜艇在不同深度航行的概率分布, 建立并分析了潜艇运动规律模型, 结果表明, 不同声速剖面下, 潜艇在不同深度航行的概率分布不同; 最终通过潜艇在不同深度航行的概率分布, 计算出吊放声呐不同入水深度下的平均探测距离, 得到了不同声速剖面下吊放声呐的最佳入水深度, 更能充分发挥声呐装备的最佳性能。
吊放声呐 声速剖面 作用距离 传播损失 潜艇概率分布 dipping sonar sound speed profile operating distance propagation loss probability distribution of submarine
红外与激光工程
2020, 49(6): 20190547
通过构建应召反潜作战中典型包围阵的航路模型、潜艇模型和固定翼反潜机模型等多个模型, 实现了潜艇逃逸和布放声呐浮标阵搜潜的仿真建模,并对反潜距离、潜艇航速、搜潜阵型等要素对搜潜效能的影响进行仿真实验研究。在此基础上, 针对高搜潜概率下, 搜潜失败时的潜艇逃逸方向概率分布进行了分析, 得到不同阵型的搜潜方向性特征属性。
声呐浮标阵 搜潜效能 潜艇逃逸方向 搜潜方向性 sonobuoy array submarine searching submarine escape direction directivity of submarine searching
1 中国舰船研究设计中心, 湖北武汉 430064
2 陕西合众全兴防务科技有限公司, 陕西西安 710000
热尾流的浮升规律及海面热特征是潜艇红外探测的基础。本文针对海水恒温, 且潜深和航速影响较大情况下, 排水法难以得到充分发展的海面热尾迹问题, 提出基于温度插值技术的潜艇热尾流浮升规律及海面热特征仿真方法。利用 FLUENT仿真软件的 k-ε流动传热模型和数据插值模块, 对比分析了不同航速、排水温度及排水量工况下, 排水法和温度插值法得到的海面热特征分布及热尾迹最大温差。结果表明: 温度插值法适应性强, 可捕捉不同阶段热尾流的瞬时变化, 仿真精度基本不受计算域范围的制约, 相对误差稳定在 19%～29%之间。该方法可为潜艇热尾流的高精度数值预报研究提供有力支撑, 为红外探测与反演定位提供参考与借鉴。
红外插值法 潜艇热尾流浮升 海面热特征 红外探测 infrared interpolation method, submarine thermal w
1 海军航空大学电子信息工程系, 山东 烟台 264001
2 海军海洋测绘研究所，天津 300061
为解决航空磁异常探测中潜艇高空磁场分布难以测量的问题，根据Maxwell方程组和边界元法的基本原理，在预测空间基于格林函数，通过矢势分布求得潜艇空间磁场分布，建立潜艇磁场预测模型。使用磁偶极子仿真潜艇目标对预测模型进行初步理论验证，进一步设计实验对预测模型的有效性进行实际检验。根据理论和实验验证，结果表明，使用边界元法的潜艇磁场预测模型的平均绝对误差为0.220 5 nT，平均相对误差为2.368%。
航空磁探 潜艇磁场 边界元法 失势 预测模型 aeromagnetic anomaly detection submarine magnetic field boundary elements method vector potential prediction model
南京理工大学能源与动力工程学院，江苏 南京 210094
采用FLUENT 中的VOF（Volume of Fluid Model）模型，对潜艇在海水有无温度梯度、有无螺旋桨转动和排放冷却水的情况下进行数值模拟，得到了潜艇在不同情况下冷却水的浮升规律，并分析了海面和其它截面的温度分布。计算结果表明：在温度均匀的海水中，潜艇静止悬浮比运动时热尾流浮升效果明显，且运动时螺旋桨的转动可加快热尾流的浮升；温度分层海水中，螺旋桨的转动作用可以把海水下层的冷水搅动翻滚至上层从而加剧了海面冷尾迹的形成。
潜艇 热尾流 温度分层 温度均匀 温度特性 submarine thermal wake temperature stratification uniform temperature temperature characteristics
针对常规潜艇对抗轻型反潜鱼雷的规避能力进行了研究。先用统一建模语言(UML)对仿真系统进行分析和设计, 然后使用离散事件系统规范(DEVS)形式开发反潜鱼雷、潜艇、自航式声诱饵和噪声干扰器的模型。分析了潜艇的推进系统和鱼雷对抗系统对潜艇规避性能的影响。实验结果对潜艇系统基于仿真的采办(SBA)具有重要价值。
规避能力 潜艇 统一建模语言 离散事件系统规范 基于仿真的采办 evasive capability submarine unified modeling language discrete event system specification simulation based acquisition
1 海军指挥学院信息战研究系, 南京 211800
2 中国人民解放军91601部队, 福建 福鼎 355200
针对单潜艇必须进行高速机动才能对目标进行被动纯方位跟踪的问题, 提出了基于无人水下航行器(UUV)的潜艇隐蔽协同跟踪方法,该方法将无人水下航行器布置在离潜艇一定的距离, 并通过光纤与潜艇进行通信。潜艇指控系统利用潜艇和无人水下航行器获得观测的信息进行协同被动跟踪, 使得潜艇不需要进行高速机动就可以对目标进行有效跟踪。计算机仿真结果表明, 该方法相对于单艇机动具有更好的跟踪性能。
潜艇 被动跟踪 隐蔽攻击 无人水下航行器 纯方位 submarine passive tracking stealthy attack unmanned underwater vehicle bearing-only
