Escort protection with surface combatant ships
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
In this thesis the optimal positioning of escort ships tasked with escortingand protecting a vessel from anti-ship missile (ASM) attacks isexplored. With the Visby-class corvettes being outfitted with surface-toairmissiles (SAM), the study focuses specifically on how the escort ships,limited to using SAMs to shoot down the ASMs, best position themselvesto protect the escorted vessel.As part of the study a missile allocation problem, based on the missilekinematics and the probability of successful interception, for minimizingthe expected number of SAMs fired in order to value the characteristics ofan optimal position, is developed. A baseline scenario, where the escortship is placed as close to the escorted vessel as possible, is used as a startingpoint of the optimization. From this baseline, different ship placementsseeking to increase the number of shoot-look-shoot (SLS) opportunities,a crucial factor of the missile allocation problem, are explored.The key contribution of the work is finding the positions that maximizethe sector within which the number of SLS opportunities are increasedcompared to the baseline positioning. The results show that while thebaseline positioning is often effective, collaboration between ships can leadto significant improvements. Additionally, the study explores how theoptimal ship placements change based on varying degrees of uncertaintyin the threat direction.The developed model and results provide a means to model a combatscenario involving an escorted ship, escorting ships and attacking ASMs.The model can be implemented to improve a larger scale naval combatmodel or as a starting point for more exact optimization models
Abstract [sv]
I denna avhandling undersöks den optimala positioneringen av eskortfartyg som har uppdrag att eskortera och skydda ett fartyg mot anfall från sjömålsrobotar. När Visby-klasskorvetterna utrustas med luftvärnsrobotar fokuserar studien särskilt på hur eskortfartygen, begränsade till att använda luftvärnsrobotar för att skjuta ner sjömålsrobotar, bäst positioneras för att skydda det eskorterade fartyget. Studien utvecklar ett robotallokeringsproblem baserat på robotarnas kinematik och sannolikheten för framgångsrik nedskjutning, för att minimera det förväntade antalet avfyrade luftvärnsrobotar och på så sätt utvärdera egenskaperna som utgör en optimal position. Ett basscenario, där eskortfartyget placeras så nära det eskorterade fartyget som möjligt, används som utgångspunkt för optimering. Från detta basscenario utforskas olika fartygsplaceringar som syftar till att öka antalet "shoot-look-shoot"-möjligheter, en avgörande faktor i robotallokeringsproblemet. Det viktigaste bidraget i arbetet är att identifiera de positioner som maximerar sektorn inom vilken antalet SLS-möjligheter ökar jämfört med basscenariot. Resultaten visar att även om basscenariot ofta är effektivt, kan samarbete mellan fartygen leda till betydande förbättringar. Dessutom undersöks i studien hur de optimala fartygsplaceringarna förändras beroende på olika grader av osäkerhet kring hotets riktning.
Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2024:471
National Category
Other Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-377662OAI: oai:DiVA.org:kth-377662DiVA, id: diva2:2042855
External cooperation
FOI, The Swedish Defence Research Agency
Subject / course
Systems Engineering
Educational program
Master of Science - Aerospace Engineering
Supervisors
Examiners
2026-03-032026-03-032026-03-03Bibliographically approved