水中导弹鱼雷制导技术.ppt

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1、“水中导弹”鱼雷制导技术,张玉浩 马城城 广西师范大学,物理科学与技术学院,认识鱼雷,认识鱼雷,性质：鱼雷是一种水中兵器。工作原理：它可从舰艇、飞机上发射，它发射后可自己控制航行方向和深度，遇到舰船，只要一接触就可以爆炸。目的：用于攻击敌方水面舰船和潜艇，也可以用于封锁港口和狭窄水道。,认识鱼雷,形状：鱼雷雷身形状似柱形，头部呈半圆形，以避免航行对阻力太大。结构：由前部（雷头）、中段(雷身)和后段(雷尾)3段组成，分别装有装药引爆系统、导引控制系统和动力推进系统等。,制导技术的产生,现代鱼雷具有航行速度快、航程远、隐蔽性好、命中率高和破坏性大的特点，可以说是“水中导弹”。,制导技术的发展,制导

2、技术的历史时刻,1899年，奥匈帝国的海军制图员路德格奥布里将陀螺仪安装在鱼雷上，用它来控制鱼雷定向直航，制成世界上第一枚控制方向的鱼雷，大大提高了鱼雷的命中精度。1943年，德国首先研制出单平面被动式声自导鱼雷，它可接收水而舰艇的噪声自动导鱼雷，提高了命中率。第二次世界大战末期，德国又发明了线导鱼雷，发射舰艇通过与鱼雷尾部连接的导线进行制导，不易被干扰。50年代中期，美国制成双平面主动式声自导鱼雷（又称反潜鱼雷），它可在水中三维空间搜索，攻击潜航的潜艇。70年代后，鱼雷采用了微型电脑，改进了自导装置的功能，增强了抗干扰和识别目标的能力。目前世界各国都非常重视鱼雷的研究、改进和制造，目的是使鱼

3、雷更轻便，进一步提高命中率、爆炸力和捕捉目标的能力。,制导技术的发展,直航鱼雷从鱼雷问世到二战前所用的鱼雷都是无制导的直航鱼雷，是一种近程快速、威力大的反舰武器，但是由于鱼雷上没有自导装置和非触发引信，单发命中概率很低，为了达到攻击目的必须几条鱼雷同时齐射。随着水面舰艇性能的进一步发展，鱼雷所要攻击的目标在航速和机动性方面都有了大幅度的提高，无制导直航鱼雷已停止生产。,制导技术的发展,声自导鱼雷二战及二战后各国相继研制了声自导鱼雷，它是利用水声技术自动搜索、跟踪、攻击目标的鱼雷。分为被动声自导鱼雷(接收目标的噪声导向)、主动声自导鱼雷（接收自身发出的脉冲声信号被目标反射的回声导向）和主被动联合

4、声自导鱼雷（主、被动方式交替使用或同时兼用）。按搜索方式又可分为单平面声自导和双平面声自导。,制导技术的发展,制导技术的发展,声自导鱼雷的发展遇到了越来越大的困扰。声自导所利用的水声信号同海洋环境噪声、鱼雷自噪声、人工干扰噪声、混响等混杂在一起，这给信号的提取和识别带来了困难，尤其在鱼雷航速很高时更是如此。这就要求声自导鱼雷向着智能化方向发展。在海洋下，海水的背景噪音是90分贝，海洋环境噪声 是被动式声呐的主要干扰，海洋混响 是主动式声呐的主要干扰，各国潜艇就是把潜艇的噪音降到90分贝为目标。,制导技术的发展,线导鱼雷目前世界先进国家所设计的重型鱼雷大都采用了线导+主/被动声自导技术，大大提高

5、了鱼雷的抗干扰和目标检测能力。用一根细小的导线或光纤把发射平台（舰艇、飞机或岸基）与鱼雷联接起来，使发射平台的火控系统和雷上装置组成回路，用以对鱼雷进行遥控，引导鱼雷接近、捕获和攻击敌方舰艇,制导技术的发展,优点：1.捕捉目标的概率高2.发射迅速3.抗干扰能力强4.攻击效果好5.机动灵活,缺点：线导中所使用的导线大都是铜线，其缺点是导线重、体积大、抗拉力小、传输频带窄、信号衰减量大。而且线导鱼雷中信号的衰减量和导线的长度成正比，导线越长信号衰减量越大，因此就限制了鱼雷的航程。,制导技术的发展,光纤制导鱼雷随着光纤传输信息技术在通信领域内的成功应用，科研人员提出了以光纤代替普通铜导线用于鱼雷的设

6、计方案。采用光纤导线后，鱼雷的通信速率和可靠性得到了提高，作战距离增加，目标识别能力增强，且不受海水环境和舰艇电磁环境的干扰。将鱼雷的声导引头与光纤制导技术相结合，制导光缆能够将导引头采集到的目标及场景传回舰艇，并将舰艇的控制指令与目标信息传输给鱼雷，最终将鱼雷导向目标附近实施攻击，这样不仅增大了有效射程，而且可保证极高的命中率，增强了反对抗能力。,制导技术发展,尾流自导技术尾流自导属非声自导，不受水文条件的影响，可在贴近水面高速航行，对于攻击水面舰艇有较强的威力。由于尾流难以伪造产生，干扰尾流自导鱼雷比较困难。因此尾流自导鱼雷抗干扰能力强。尾流自导鱼雷航速高、噪声大、隐蔽性差。但由于鱼雷是从

7、舰船尾部进行跟踪，处于声纳盲区之内，并且尾流消失需要时间，因此水面舰船对尾流自导鱼雷实施对抗和规避很难奏效。,制导技术发展,尾流包括声尾流、湍流尾流、气泡尾流、磁性尾流、光尾流和热尾流等。声尾流是指舰艇开过之后，海水由于惯性运动，从而产生噪声；而气泡尾流是指舰艇螺旋桨产生的气泡，这些小气泡可能在海水中滞留很长时间。尾流跟踪鱼雷当前至少有两个种类：一种是尾流归向型，是在测到敌方舰船尾流并穿过尾流时，把方向舵以一定角度回转，以便朝向敌方舰船。这种寻的方式使得鱼雷会如蛇行一般，左右穿梭来追上水面舰。另一种则是尾流点测型，尾流点测则是以测试并遵循尾流边界来追上舰艇。有人认为后者更厉害，因为无须在尾流区

8、穿来穿去，浪费时间及燃料，且若在尾流区穿梭，说不定也容易被发现。,制导技术的趋向,制导技术趋向,应用数字计算机技术使鱼雷自导智能化采用以大规模集成电路为基础的数字计算机来分辩真假目标。原理：计算机对接收到的信号进行频谱分析，并与计算机内存的目标信息对照以识别目标；或者对目标进行频率响应测量，根据它的特征值进行鉴别。随着大容量、高速度、智能化、小型计算机的出现，鱼雷制导性能将会大大改进。,制导技术趋向,利用水下污染自导舰艇在航行中排放出来的淡水、油、废物和有机物质，可利用多功能探污染器、化学仪、辐射频谱仪、导热装置等进行探测，导引鱼雷对目标进行攻击。,制导技术趋向,拖曳阵制导技术该项技术是鱼雷制

9、导系统以拖曳线列阵声纳进行工作。其优点是以被动方式工作，不受雷体噪声干扰，不易暴露，作用距离远。原理：鱼雷入水后，拖曳阵就做远距离的目标探测和识别，直至鱼雷自导装置捕获目标为止。然后鱼雷解脱拖曳阵并加速，跟踪和攻击目标。,制导技术趋向,捷联式惯导应用于鱼雷沿着鱼雷的三根基准轴线，部署惯性陀螺仪与加速度计，并利用微处理机对数据进行处理。采用捷联式惯导可以提高控制精度。,“雷人雷事”,“雷人雷事”,有人操控鱼雷除了上述种种鱼雷之外，有一种最特殊的鱼雷，是有人坐在鱼雷中直接操纵控制鱼雷的，称为“有人操控鱼雷”。在二战期间，德国、日本都先后推出了有人操纵的鱼雷。这种鱼雷通常采取半潜式推进，鱼雷上有操作人员1名，通过操纵杆、潜望镜来判断、修正鱼雷的航向，以确保命中目标，提高命中率。德国的人控鱼雷在发射半程后，操作人员跳水逃生，由母舰派小艇救回；而日本的回天鱼雷则是让鱼雷上的操作人员与鱼雷一起爆炸，进行所谓的“神风特攻”，与“樱花特攻队”如出一辙，其残酷程度令人叹息，但实际战果并不明显。,谢 谢,