在指定搜索区内搜索行动的方法依赖于搜索兵力的数量及编组、各组兵力及组内兵力的搜索顺序、各组兵力及组内兵力之间的协同程度、特点及其他因素。
(1)目标分布规律的假设。
在指定区域搜索时,由于敌潜艇位置和运动要素的具体信息不足,因此,通常应假定敌潜艇在指定区域内的位置和航向服从均匀分布。
(2)主要搜索方法。
基于目标分布规律的假设,主要的搜索方法应该是在该区域内进行均匀搜索。但只要情况允许,必须考虑敌潜艇最可能的位置和航向,并据此进行搜索。
(3)搜索次数的确定。
由于潜艇的规避、搜索兵力发现水下目标后进行识别的不确定性、敌潜艇采取的对抗行动(如使用水声对抗器材)等原因,使得对该区域进行一次搜索往往难以获得很高的发现概率。为此,需要对指定区域进行多次搜索,通常至少应当进行两次搜索。如果搜索区域是被浮标阵完全覆盖的,且浮标阵有效工作时间足够,则对浮标阵侦听时间的规划显得十分重要。
(4)再次搜索方法。
在搜索过程中,尤其是在潜艇发现搜索兵力并采取规避措施后,潜艇在区域内的分布是非均匀的。敌潜艇可能规避到没有搜索兵力或已经搜索过的区域里。因此,搜索兵力在第二次搜索时应当采取不均匀搜索法,显然,对敌潜艇可能规避海区的分析判断十分重要。
(5)搜索时间的确定。
在组织对指定区域进行第二次搜索时,敌潜艇可能发现搜索兵力搜索区域和搜索活动的特点,可能离开指定的搜索区域。因此,搜索时间通常不应超过从潜艇发现(觉察到)搜索兵力至其可能离开搜索区域的时间。
假设目标以随机角 φ (暂且限定0≤ φ ≤ π /2),穿过两边分别为 A 和 B 的矩形区域,且穿过的路程为 ,如图2.1所示。
图2.1 目标穿越搜索区的平均路程示意图
现用目标进入点的横坐标 x 来表示该路程的长度。不难看出 可表示为
式中: x 1 =B sin φ ; x 2 =A cos φ ; x 3 =A cos φ+B sin φ 。
根据平均值定理 [5] ,目标穿越搜索区域的平均路程 L′ 为
将 代入上式并整理,得
由图2.1可知,目标从0~2π的任意方向上进入矩形区域,相当于目标进入方向固定为 y 轴负方向,而矩形区域在保持2个顶点位于两轴的条件下顺时针旋转360°,所以相遇角 φ ∈[0,2π]范围内服从均匀分布条件下,目标穿越搜索区的平均路程 L 为
化简得
设目标穿越搜索区的速度为 v q ,则目标穿越搜索区域的期望时间 T 可表示为
为便于计算,可令
则期望时间 T 可改写为
搜索区域长宽比 B / A 与 k 的对应关系如表2.1所示。
表2.1 长宽比 B / A 与 k 的对应关系
设定搜索区域宽度 A =42km,长宽比 B / A ∈[1.00,5.00],潜艇可能航速范围 v q ∈[6kn,14kn]。应用式(2.1)和式(2.2)计算结果如表2.2所示。
表2.2 目标穿越搜索区域的平均路程和期望时间
续表
有时为了简化,可以采用下述方法进行计算。如果在给反潜巡逻机下达搜索任务时未指明搜索时间 T s ,则假设潜艇位于搜索区域的中心点,以最长的航路由此点驶离,则有
式中: A , B 分别为矩形搜索区域的边长(海里); v q 为敌潜艇的速度(海里/h)。
该式计算出的时间即搜索所需最长时间,再延长搜索时间已没有实际意义。为此,应该指派具有很高搜索效率的搜索兵力在指定区域搜索。多架反潜巡逻机组成搜索突击编队,反潜巡逻机(编队)与水面舰艇编队协同搜索是比较好的编组方法。
应用式(2.3),按前述条件计算结果如表2.3所示。
表2.3 目标穿越搜索区域的最长路程和最长时间
用式(2.2)和式(2.3)计算的结果,如图2.2所示。
图2.2 目标穿越搜索区域时间随 B / A 的变化规律
由图2.2可以看出:当 B / A ≤2.0时,应用式(2.2)和式(2.3)计算的结果非常接近。在实践中,当 B / A ≤2.0时,搜索时间可采用式(2.3)进行简化计算;当 B / A> 2.0时,搜索时间应当采用式(2.2)进行计算。