蔡爱华：浮标布阵投放航线实验与误差分析
今日荐文的作者为中国电子科技集团公司首席专家蔡爱华和中国电子科学研究院专家何建伟，王鹏。本篇节选自论文《浮标布阵投放航线实验与误差分析》，发表于《中国电子科学研究院学报》第11卷第1期。下面和小编一起开始学习吧~
空投浮标布阵反潜是航空反潜的重要手段，控制浮标投放精度是提升浮标阵反潜效率的有效措施，规划浮标投放航线是实现浮标高精度布阵投放的关键。规划浮标布阵航线目的是选择满足浮标布阵性能指标要求且满足飞机飞行性能的合理航线。
目前国内该领域主要开展了提高浮标阵搜索概率的声纳浮标布放阵型仿真研究，关于浮标投放误差对阵型搜潜效能影响的研究未见报道。而在实际工程应用中，我们发现浮标投放误差对浮标阵效能发挥的影响是不可忽视的。
在规划浮标搜潜阵型时，通常要使两浮标作用区域有一定的重叠。浮标布阵允许的最大误差应满足浮标阵不漏警覆盖条件，即阵型内两枚浮标间不应产生覆盖空白，导致潜艇可能穿过浮标之间的空白而不被探测到。如图所示。
图中，△d为两浮标作用距离圆相切时，浮标实际位置与规划阵点位置之间的偏离距离。为避免出现漏警情况，将两浮标作用距离圆正好相切时的误差△d定义为最大投放误差。
假设浮标作用距离为3km，规划的浮标间距为4.8km，由几何关系可知，浮标阵不漏警最大投放误差为600m。在随机投放过程中，以正态分布模型描述误差分布，则要求
浮标阵投放误差来源，一是采用自动导航飞行时产生的偏离航线误差，由偏航距描述，可称为横向误差（以航线方向为纵向）；二是浮标前飞投放时产生的偏离目标点误差，由投放射表描述，可称为纵向误差；三是风速风向的影响。
为分析横向误差，对方形浮标阵，针对某型直升飞机，设计两种飞行航线,如图所示。
纵向误差是飞机沿航线方向前飞投放时，浮标实际入水点与规划阵点间偏离的距离，可通过计算浮标投放射表，按射表进行投放来控制纵向误差。不考虑风影响时，浮标离机后，在垂直方向上自由落体、开伞入水；在水平方向上进行匀速运动、开伞减速。各时间段如图所示。
开伞后至入水浮标的运动模型如下：浮标出舱后约1s降落伞打开，在不考虑风速影响下，浮标运动受重力G和阻力Fs共同作用，如图所示。
实际投放时，除了浮标射表，还应考虑风的影响。风的影响是风速风向对开伞后浮标运动状态产生影响，导致浮标投放位移偏差。风的影响还导致浮标运动过程中在风向方向上发生整体偏移。
5级风力（平均风速10m/s），投放高度100m，载机速度150km/h条件下，风速起伏带来的误差为5~7m。投放时，风的影响可通过计算风偏移量进行实时校正进行消除，但风速起伏造成的误差无法消除。
通过前述分析，不同横向误差条件下，浮标投放误差如表所示。
本文从工程实践角度提出一种减小浮标布阵误差的航线实验与误差分析方法。依据浮标阵不产生漏警间隙条件确定最大投放误差需求；由最大投放误差需求设计投放航线进行实验，分析了横向误差、纵向误差及风的影响，形成浮标投放误差控制依据。提出利用导引点控制浮标布阵误差的方法，能够有效控制浮标阵型误差。
本文发表于《中国电子科学研究院学报》第11卷第1期，版权归学报所有，阅读全文请联系我们。
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