第五章 目標運動模擬
5.5 決策輔助階段
在場景之模擬中,水面艦於海面上航行執行巡弋任務,獲悉魚雷 預警,綜合本艦特性、航行計畫、來襲魚雷特性及魚雷航跡等訊息,
將目標定位解算、訊息處理、訊息分析、顯示接戰現況、使用誘標防 禦、魚雷類型、接戰時間、機動迴避運動措施及反制措施等,輔助指 揮者快速發佈指令與動作。決策輔助須解算預估碰撞點、機動迴避最 佳路徑建議、誘標屏障區及反制措施狀況等,將相關資訊顯示於航海 圖上,以提供指揮者快速反應及下達決策建議。
5.6 水面艦使用聲射誘標時機
水面艦為與來襲魚雷進行對抗,除了進行本艦之機動迴避運動
三類反制聲射歸向魚雷反制器材。軟殺反制聲射歸向魚雷反制器材就 是模擬船艦目標,干擾或誘騙來襲魚雷,使魚雷偏離所要攻擊之船艦 目標,並消耗魚雷能量,使魚雷航程損失到最後耗盡,而無法進行攻 擊。硬殺反制聲射歸向魚雷反制器材就是引誘來襲魚雷後,當魚雷靠 近時誘標引爆,利用炸藥爆威能力對魚雷進行硬殺破壞,或水下爆炸 所產生之巨大聲射覆蓋船艦之輻射噪音,讓魚雷一時失去目標,達到 保護船艦之作用。韌殺反制聲射歸向魚雷反制器材以軟殺誘標誘騙魚 雷偏向攻擊誘標,當魚雷通過誘標時,誘標之磁感誘發假船艦訊號會 讓魚雷誤認誘標為真船艦而自行引爆,達到保護船艦之目的。
本文場景之模擬以軟殺反制聲射歸向魚雷反制器為主,當來襲魚 雷確定往我水面艦航行,則須立即發射聲射歸向魚雷反制器,誘標必 須投放至紅色三角形誘標屏障區,如圖 5.4 所示。屏障區外之誘標為 無效標,故在水面艦魚雷預警時,除船艦作機動迴避轉向動作之外,
亦要預先估算誘標屏障區,以利於佈放聲射誘標予以反制。
圖 5.4 誘標屏障區示意圖
誘標屏障區之估算方式,以水面艦舊前進位置與威脅軸向為依 據,反解算出預估碰撞點(ECP)為圓心,魚雷尋標有效距離為半徑繪 出之圓圈,所涵蓋之區域,其區域與魚雷尋標器搜尋扇區邊緣線段交 會之區域範圍內。此區會隨水面艦前進位置而變動縮小,直到魚雷鎖 定船艦時為最窄小。
5.7 水面艦機動迴避時機
水面艦佈放反魚雷誘標,必須投放至誘標屏障區內。然而誘標屏 障區會隨著魚雷航行時程、水面艦前進位置速率、魚雷速率、魚雷視
魚雷危險區 TDZ
PIM
潛艇
水面艦
10000公尺 魚雷
ECP
誘標
誘標屏障區
威脅軸向
迴避運動
角等動態因素而變化,故越早發現魚雷越有利於水面艦之反制。當魚 雷在直航尚未歸向之前時,誘標屏障區為最大,甚至水面艦僅作機動 迴避即可遠離魚雷之攻擊。若魚雷進入尋標追擊階段時,動態誘標屏 障區會越狹小。當魚雷已鎖定水面艦時,動態誘標屏障區最窄幾乎為 一線段,此時投放之誘標會落在誘標屏障區外,變成無效標,於是無 法反制魚雷,故魚雷歸向時,將是水面艦機動迴避魚雷最佳時機。
第六章 結論
6.1 結果分析與討論
本文分別介紹比例導引、水下聲學與目標運動分析之內容,以提 供水面艦解決魚雷攻擊威脅之決策方案,將有利於水面艦透過聲納或 其他聲射裝置偵測發現可疑魚雷目標後,提取可能很多的特徵訊號,
以提升魚雷識別比對機率,迅速啟動反應措施。
本文狀況模擬儘量使用代表性情境,以作為本文解說之便,如能 使用電腦動畫或模擬影片解說,會更詳盡且明瞭水面艦防禦魚雷攻擊 之景象。
本文雖僅作防禦聲射歸向魚雷之攻擊探討,而其他魚雷或是水下 載具,則無較多陳述。此外,本文目標運動分析和機動迴避方法,亦 可應用於艉跡追蹤魚雷之途。利用艉跡追蹤魚雷本身之航速高、噪聲 大、隱蔽性差之缺點,配合本文所述之方法可作為相關戰術使用,以 提升其對魚雷目標檢測、定位和識別技術,且發展適合之反制艉跡追 蹤魚雷措施,降低被攻擊之威脅率。
6.2 未來研究方向
本文模擬狀況已具備很多基本聲學及目標運動分析知識,可提供
對水下目標進行遠距離之搜索、追蹤、識別、分類和定位技術,仍是 水下聲學領域未來長期努力研究方向。同時,藉由水下聲學理論提高 對水下聲納微弱信號的檢測能力,以及發展水下聲頻信號處理與檢測 能力,以提昇水面艦之防禦成功機率,亦是未來研究方向。
目前本文敘述潛艦之內容僅止於魚雷發射後,就無再對追蹤敵潛 艦運動航跡著墨,對此危險來源未有應付之方案且採用更主動之策 略。對抗敵潛艦之攻擊使用魚雷出擊,所採取策略應有主動推算方 式、預測其敵潛艦之位置及方向、發射魚雷反制,以及迫使敵潛艦規 避與脫離接觸線導魚雷。加上水面艦投放誘標,使魚雷產生錯誤的追 蹤且遠離水面艦是為其目標,或者使用反潛機主動聲納探測、搜尋潛 艦蹤跡等主題均可做為未來研究方向。至於使用其他精進聲射裝置,
亦是未來研究努力的目標。
參考文獻
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符號說明
希臘字母
φ 前置角(提前角)
α 海水吸收係數
λ 信號頻率波長
θ 目標弦角
θ1 θm 目標弦角觀測值
γ 航向方位值
到達 ECP 時間值
ω 前置角角度值
英文字母
am
a a a a a
a0 , 1, 2, 3, 4, 5,..., m 階方程式之係數
D 導向前置距離
Dd 陣列直徑
DI 被動接收方向性指數
DT 偵測門檻基準值
d 深度
dB 聲音強度
Ei 殘餘誤差
f 頻率
LOS 目標視向線
m 公尺
NL 海洋環境背景噪音強度
Δt 聲音往返時間
R 偵測目標距離
SL 目標噪音源強度
Sr 最小殘餘誤差總和
T 到達預估碰撞時間
Tt 溫度
t1~tm 時間值
TL 聲音傳播損失
TS 目標強度
Vs 水面艦速度
Vt 魚雷速度
x x 的平均值
y y 的平均值