波浪对导弹垂直发射水弹道影响研究

王亚东，袁绪龙，张宇文，刘维

(西北工业大学 航海学院，陕西 西安710072)

0 引言

潜射导弹以其隐蔽性等优势为各大军事强国所重视。由潜艇发射后，导弹需要跨越水介质至空中再进入预定弹道。在水下航行过程中，导弹会受海洋表面波浪的影响运动参数会产生扰动，参数变化导致导弹出水后空中弹道初始条件不可预测，较差的条件甚至会导致导弹发射失败。

目前对水下潜体［1－2］和水面舰船及其海洋结构物［3－5］的波浪力研究比较充分，也获得了一定的试验数据［6］。但对于潜射导弹等跨介质武器的波浪扰动效应研究仍鲜有文章发表，特别是未针对地给出导弹在不同深度下波浪影响程度大小。

本文采用双叠加模型，以Pierson－Moscowitz 谱和SWOP 方向分布函数为基础建立随机波浪数学描述，使用切片法求解导弹所受波浪扰动力。仿真了波浪对导弹出水运动参数的影响，并就海况、海浪主浪向等参数变化时波浪对导弹影响的差异进行了研究，给出了这些参数影响的变化趋势。

1 数学模型

1.1 基本假设

海浪运动是空间和时间上均不规则的随机运动，且海浪受边界条件和外界扰动等诸多因素影响。为了研究问题方便，需要对实际海浪做以下假设［7］以利于模型建立:

1)流体是不可压缩的、理想的;

2)流体的深度是无限的;

3)导弹的直径和波长相比为小量，可做长波近似。

1.2 波浪模型

19世纪40年代开始，出现了用随机过程来研究海浪的方法，即谱分析法。大量的理论分析和观测结果证明海浪可以用窄频带谱的正态随机过程来描述，在此基础上人们提出了许多描述波浪的模型，其中应用较为广泛的为Longuet－Higgins 模型以及考虑方向谱的双叠加模型。……