李本昌，唐農(nóng)軍，胡定安

（海軍潛艇學(xué)院，山東 青島 266102）

各種高新技術(shù)的發(fā)展及其在武器裝備中的廣泛應(yīng)用，使得現(xiàn)代魚雷武器的戰(zhàn)術(shù)功能和戰(zhàn)技水平得到了大幅提高?，F(xiàn)今的潛射魚雷，除了常規(guī)性能（魚雷的速度和航程）較以往有了成倍甚至十幾倍的增長之外，其智能化水平也得到了前所未有的發(fā)展。

魚雷航程的增加，以及探測和識別能力的提高，都為魚雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后的跟蹤，以及跟蹤目標(biāo)過程中的反水聲對抗智能化奠定了重要物質(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí)，也為魚雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)前的高效率搜索提供了基礎(chǔ)條件[1]。為此，研究并實(shí)現(xiàn)魚雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)前的機(jī)動(dòng)搜索，以期在復(fù)雜機(jī)動(dòng)對抗條件下，最大概率地發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，則是魚雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)前需要重點(diǎn)研究和解決的問題之一。

1 魚雷機(jī)動(dòng)搜索和機(jī)動(dòng)搜索的概念

在魚雷彈道設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)一定的戰(zhàn)術(shù)目的，經(jīng)常需要在一定條件和有限時(shí)間內(nèi)使魚雷按特定的搜索方式和彈道軌跡對目標(biāo)進(jìn)行搜索或跟蹤，相應(yīng)的彈道過程，通常被稱為魚雷的特定彈道。例如，聲自導(dǎo)魚雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后的尾追彈道、固定提前角彈道，以及各種自導(dǎo)方式丟失目標(biāo)后的再搜索彈道，等等。

很顯然，這些術(shù)語所對應(yīng)的特定彈道都是魚雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)以后需要執(zhí)行或者可能執(zhí)行的彈道，這類彈道過程在戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)上所解決的問題要么是保證魚雷對目標(biāo)的有效跟蹤，要么是通過魚雷的再搜索期望重新發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。這是重型魚雷彈道設(shè)計(jì)主要考慮的技術(shù)環(huán)節(jié)，并須著重解決的問題。

與上述彈道在執(zhí)行時(shí)機(jī)和應(yīng)用目的上有很大的不同，機(jī)動(dòng)搜索則是魚雷在尚未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)之前，為了有效擴(kuò)大魚雷的搜索范圍，最大概率地發(fā)現(xiàn)被攻擊目標(biāo)而采用的一種機(jī)動(dòng)搜索方式，相應(yīng)的彈道過程就稱為魚雷的機(jī)動(dòng)搜索彈道。

實(shí)際上，魚雷機(jī)動(dòng)搜索已不是新的概念，水面艦艇管裝發(fā)射魚雷的蛇行搜索、空投和火箭助飛魚雷的環(huán)形搜索就是幾種不同機(jī)動(dòng)搜索的典型范例。只是傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為水面艦艇和反潛飛機(jī)對潛艇目標(biāo)的探測定位能力和定位精度，遠(yuǎn)不及潛艇對水面艦艇和潛艇的定位。但水面艦艇通過火箭助飛，或反潛飛機(jī)通過空投，又可以使魚雷很快臨近目標(biāo)。所以，以往這一概念或魚雷的機(jī)動(dòng)搜索功能主要應(yīng)用于輕型反潛魚雷，而重型魚雷則很少配備機(jī)動(dòng)搜索彈道。即重型魚雷在按既定的彈道搜索目標(biāo)過程中，如果不能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，將按發(fā)射前所設(shè)定的彈道一直航行到航程終了[2]。

2 重型魚雷機(jī)動(dòng)搜索的必要性

潛艇是重型魚雷的主要發(fā)射平臺，隱蔽、快速和遠(yuǎn)距離攻擊是潛艇使用重型魚雷對敵攻擊的主要作戰(zhàn)使用樣式。并且，重型魚雷從發(fā)射出管到發(fā)現(xiàn)或命中目標(biāo)，在大多數(shù)情況下，都需要一個(gè)較長的時(shí)間過程。

然而，水下空間的不透明性和復(fù)雜的海洋環(huán)境，在為水下作戰(zhàn)平臺和魚雷武器提供良好的天然隱蔽屏障的同時(shí)，也嚴(yán)重制約了對目標(biāo)的探測能力和相互通訊能力。加上各種探潛、反潛和水聲對抗技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在魚雷航程不斷增加的情況下，潛艇使用的魚雷武器也需要具有較強(qiáng)的自主機(jī)動(dòng)搜索能力。

2.1 彌補(bǔ)平臺目標(biāo)定位誤差導(dǎo)致的目標(biāo)位置散布

由于潛艇作戰(zhàn)所處的特殊環(huán)境，導(dǎo)致了其獲取目標(biāo)觀測參數(shù)不僅內(nèi)容有限，而且質(zhì)量也十分低劣，在僅僅依賴目標(biāo)方位測量的條件下解算目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素，不僅需要較長的測量與平滑時(shí)間，而且解算質(zhì)量也十分有限[3]。

盡管潛艇解算目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素（目標(biāo)距離、速度和航向）還具有其他多種手段，但目標(biāo)定位誤差將會隨著距離的增加而急劇加大。

相比之下，由一定的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)誤差導(dǎo)致的目標(biāo)位置散布如果說在近距離上由于魚雷航行時(shí)間短而能夠被魚雷的自導(dǎo)探測范圍所覆蓋，那么魚雷航程增加數(shù)倍或十幾倍時(shí)，將難以達(dá)成發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的目的。這是因?yàn)轸~雷射程或魚雷航行時(shí)間的增加將急劇放大目標(biāo)的位置散布，進(jìn)而使魚雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率大大降低。

在這種情況下，如果魚雷能以一定機(jī)動(dòng)搜索方式，對目標(biāo)實(shí)施機(jī)動(dòng)搜索，將能在很大程度上彌補(bǔ)發(fā)射平臺目標(biāo)定位精度的不足[4]。

2.2 彌補(bǔ)目標(biāo)有意機(jī)動(dòng)導(dǎo)致魚雷攻擊的無效

魚雷的速度和航程是戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用中最為強(qiáng)調(diào)的兩個(gè)重要的戰(zhàn)技指標(biāo)。因?yàn)椋挥恤~雷具有足夠高的速度，才能夠?qū)Ω咚俣鹊哪繕?biāo)實(shí)施攻擊。而且，在目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素誤差一定的條件下，高速魚雷接近目標(biāo)時(shí)間短，目標(biāo)位置散布范圍小，魚雷發(fā)現(xiàn)或命中目標(biāo)概率高。

只有魚雷具有足夠大的航程，才能保證發(fā)射平臺在更遠(yuǎn)的距離上對目標(biāo)發(fā)起攻擊，進(jìn)而減少發(fā)射平臺接近目標(biāo)過程中給自身所帶來的威脅。

所以，戰(zhàn)術(shù)上總是期望魚雷有足夠高的速度，并且有足夠大的航程，但在魚雷技術(shù)狀態(tài)一定的條件下兩者又是相互矛盾的，當(dāng)追求魚雷速度時(shí)必然要以損失魚雷航程為代價(jià)，所以遠(yuǎn)程魚雷速度一般不會太高。由此，在大射程攻擊的條件下，魚雷接近目標(biāo)必然需要較長的時(shí)間過程，進(jìn)而加大了被目標(biāo)發(fā)現(xiàn)而采取有意機(jī)動(dòng)措施的機(jī)會[5]。

在這種情況下，如果魚雷能以一定機(jī)動(dòng)搜索方式，對目標(biāo)實(shí)施機(jī)動(dòng)搜索，將能在很大程度上彌補(bǔ)目標(biāo)有意機(jī)動(dòng)導(dǎo)致魚雷攻擊的無效。

2.3 適應(yīng)重型魚雷點(diǎn)對域攻擊的戰(zhàn)法轉(zhuǎn)變

自潛艇誕生以來，魚雷即是其主要攻擊武器，而實(shí)施魚雷攻擊所需要的目標(biāo)信息主要來源于自身探測器的探測。由于自身探測器探測的距離相對較近，傳統(tǒng)的潛艇魚雷攻擊都是采用“點(diǎn)對點(diǎn)”的攻擊模式，如直航魚雷攻擊總是期望魚雷和目標(biāo)在預(yù)定的命中點(diǎn)相遇；自導(dǎo)魚雷攻擊，則期望目標(biāo)和魚雷在自導(dǎo)扇面上的某一點(diǎn)相遇，以期獲得最高的魚雷發(fā)現(xiàn)或命中概率。

在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)條件下，各級指揮所或作戰(zhàn)平臺不僅為潛艇提供命令和導(dǎo)航信息，還可為潛艇提供目標(biāo)指示信息[6]。由此，在網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)條件下，除了依據(jù)潛艇自身探測器的攻擊之外，依據(jù)外部指示目標(biāo)信息，改變以往“點(diǎn)對點(diǎn)”的魚雷攻擊為“點(diǎn)對域”的攻擊已成為改變潛艇戰(zhàn)法的客觀必然。

與潛艇自身探測器探測攻擊相比，外部指示目標(biāo)信息的魚雷攻擊的主要特點(diǎn)是：目標(biāo)距離遠(yuǎn)，一般在自身聲納探測范圍以外；信息不連續(xù)，不能按固定的間隔時(shí)間多次獲得目標(biāo)的位置信息；目標(biāo)信息質(zhì)量差，目標(biāo)位置信息誤差大，且受實(shí)時(shí)性影響較大。由此，依賴外部指示目標(biāo)信息，如果仍然采用“點(diǎn)對點(diǎn)”的攻擊模式，由于目標(biāo)散布范圍大，魚雷將難以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。此時(shí)，必然的要求是魚雷具備機(jī)動(dòng)搜索的能力。在這種情況下，可能的攻擊方式有：

1）外部指示目標(biāo)信息組織聲自導(dǎo)魚雷攻擊 利用外部指示目標(biāo)信息通過艇上武器系統(tǒng)的發(fā)射控制把魚雷發(fā)射到目標(biāo)的散布區(qū)域后，魚雷按預(yù)設(shè)定的機(jī)動(dòng)搜索方式對目標(biāo)實(shí)施搜索和跟蹤。

2）外部指示目標(biāo)信息組織線導(dǎo)加聲自導(dǎo)魚雷攻擊利用外部指示目標(biāo)信息通過艇上武器系統(tǒng)的發(fā)射和導(dǎo)引控制把魚雷發(fā)射到目標(biāo)可能的散布區(qū)域后，魚雷按預(yù)設(shè)定的機(jī)動(dòng)搜索方式對目標(biāo)實(shí)施搜索和跟蹤。

3 魚雷機(jī)動(dòng)搜索的彈道流程和技術(shù)架構(gòu)

如上所述，盡管水面和空中發(fā)射平臺對水下目標(biāo)的定位精度較差，且探測距離相對較近，但輕型魚雷發(fā)射后，可先以空氣為介質(zhì)，使魚雷快速接近目標(biāo)，魚雷入水后在目標(biāo)附近直接執(zhí)行機(jī)動(dòng)搜索彈道對目標(biāo)實(shí)施探測。即水面和空中發(fā)射平臺發(fā)射的輕型魚雷無需花費(fèi)較長時(shí)間接近目標(biāo)。而重型魚雷的發(fā)射平臺決定了魚雷從出管到命中目標(biāo)的整個(gè)過程都是以海水為航行介質(zhì)，魚雷接近目標(biāo)需要花費(fèi)較長的時(shí)間。重型魚雷和輕型魚雷這種在接近目標(biāo)過程上的不同，決定了魚雷機(jī)動(dòng)搜索時(shí)機(jī)和機(jī)動(dòng)搜索彈道上的重大差異。

3.1 重型魚雷機(jī)動(dòng)搜索彈道模式

輕型魚雷入水完成尋深和自導(dǎo)自適應(yīng)后即開始執(zhí)行機(jī)動(dòng)搜索彈道。對于重型魚雷來說，由于發(fā)射出管時(shí)魚雷距離目標(biāo)太遠(yuǎn)，而距離發(fā)射平臺又太近，如果按照輕型魚雷的機(jī)動(dòng)流程，不僅不可能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，而且還可能對自身的安全造成威脅。所以，重型魚雷發(fā)射后必須首先完成與目標(biāo)接近的過程，即首先能夠保證魚雷進(jìn)入目標(biāo)散布區(qū)域，而后才有可能對目標(biāo)展開搜索或機(jī)動(dòng)搜索。因此，兩者在彈道模式或彈道流程上的差異就是是否存在接近目標(biāo)的過程。由此，重型魚雷機(jī)動(dòng)搜索的彈道過程可用圖1的流程進(jìn)行描述。

圖1 重型魚雷機(jī)動(dòng)搜索的彈道流程

3.2 重型魚雷機(jī)動(dòng)搜索彈道的技術(shù)架構(gòu)

研究重型魚雷機(jī)動(dòng)搜索模式和技術(shù)架構(gòu)的目的，就是探求一種把魚雷和發(fā)射平臺密切聯(lián)系在一起，充分利用魚雷和平臺作戰(zhàn)系統(tǒng)各自所具有的信息和技術(shù)資源，并界定和分配各自所需承擔(dān)任務(wù)的技術(shù)措施。為此，需要遵從的原則是最大限度地拓展武器控制系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力，彌補(bǔ)僅靠平臺自身進(jìn)行目標(biāo)定位的不足和魚雷發(fā)射后不可控的目標(biāo)機(jī)動(dòng)造成的魚雷搜索概率降低，從而提高潛艇魚雷武器系統(tǒng)的綜合作戰(zhàn)能力。為此，可采用圖2所示的技術(shù)架構(gòu)。

圖2 魚雷機(jī)動(dòng)搜索彈道的技術(shù)架構(gòu)

在這種體系下，對于發(fā)射平臺來說，應(yīng)該既能組織以自身探測器探測目標(biāo)的魚雷攻擊，又能組織以外部指示目標(biāo)信息的魚雷攻擊。

在依賴自身探測器材探測目標(biāo)信息組織魚雷攻擊時(shí)，艇上魚雷攻擊的組織過程和以往一樣，也須要經(jīng)歷目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算、占領(lǐng)射擊陣位和發(fā)射控制等基本階段。

為了能夠利用魚雷的機(jī)動(dòng)搜索彌補(bǔ)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算誤差和魚雷發(fā)射后目標(biāo)機(jī)動(dòng)造成的發(fā)現(xiàn)概率損失，魚雷的機(jī)動(dòng)搜索彈道必須由艇上指控系統(tǒng)依據(jù)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素的解算質(zhì)量、估計(jì)目標(biāo)的機(jī)動(dòng)對抗策略等重要因素進(jìn)行規(guī)劃，并在魚雷發(fā)射前為魚雷設(shè)定。而魚雷只是機(jī)動(dòng)搜索彈道的執(zhí)行者，原因在于艇上作戰(zhàn)系統(tǒng)相對于魚雷來說，更易于掌握這些信息。所以，根據(jù)戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢和期望的戰(zhàn)術(shù)目的，規(guī)劃魚雷的機(jī)動(dòng)搜索彈道是這種攻擊方式下的一項(xiàng)新的任務(wù)。

在依賴外部指示目標(biāo)信息組織魚雷攻擊時(shí)，發(fā)射平臺上作戰(zhàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵是具有良好的外部信息感知能力和對目標(biāo)信息的有效融合能力，這是保證潛艇使用魚雷武器實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對域”攻擊的關(guān)鍵支撐技術(shù)。

作為魚雷射擊，較為準(zhǔn)確地估計(jì)出目標(biāo)當(dāng)前位置和未來位置可能的散布范圍，是魚雷射擊的基本條件和依據(jù)。為此，只有綜合利用作戰(zhàn)體系數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的各種信息，并通過平臺指控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合和協(xié)調(diào)處理，提供魚雷射擊所需要的目標(biāo)方位、目標(biāo)方位變化率和/或距離、速度和航向等運(yùn)動(dòng)參數(shù)，才能在魚雷坐標(biāo)系上建立目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡。

在這種攻擊方式中，盡可能把魚雷“送”到目標(biāo)可能的位置散布區(qū)域，是射擊控制環(huán)節(jié)需要解決的基本問題。但是，相比于潛艇自身探測器探測，由于目標(biāo)位置散布范圍更大，所以，要想保證魚雷準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)目標(biāo)還是十分困難的，對此必須借助于魚雷的機(jī)動(dòng)搜索予以彌補(bǔ)。依據(jù)目標(biāo)的散布范圍規(guī)劃魚雷的機(jī)動(dòng)搜索彈道，又是魚雷發(fā)射前艇上作戰(zhàn)系統(tǒng)需要解決的另一重要問題本文暫不作討論。

4 結(jié)束語

魚雷是最具海軍特點(diǎn)的一種兵器，航程遠(yuǎn)、航深大、使用環(huán)境復(fù)雜、水下爆炸威力大是其顯著的特點(diǎn)。以遠(yuǎn)程重型反艦魚雷實(shí)施遠(yuǎn)程精確打擊，是水下作戰(zhàn)平臺使用魚雷武器攻擊大型水面艦艇的主要作戰(zhàn)模式。為了解決這種模式下發(fā)射平臺遠(yuǎn)距離目標(biāo)定位、魚雷精確命中的困難，規(guī)劃并實(shí)現(xiàn)魚雷的機(jī)動(dòng)搜索，又是遠(yuǎn)距離精確打擊的具體要求。對此，建立一種立足于魚雷射擊和機(jī)動(dòng)搜索的數(shù)據(jù)綜合處理體制、強(qiáng)化魚雷與平臺指控系統(tǒng)間的信息聯(lián)系，以充分利用平臺、作戰(zhàn)體系和魚雷獲取的各種信息，進(jìn)行目標(biāo)航跡綜合分析，并在技術(shù)上有效提高魚雷探測裝置對目標(biāo)的遠(yuǎn)程感知能力，是大幅度提高潛艇魚雷武器系統(tǒng)綜合作戰(zhàn)性能和協(xié)同作戰(zhàn)能力的重要途徑。

[1]謝飛躍,李本昌.魚雷對抗假目標(biāo)的再搜索彈道研究[J].魚雷技術(shù),2003(3):38-40.

[2]李本昌,海寬.潛射魚雷的發(fā)展及需要著重顧及的問題[J].軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程,2004(3):77-79.

[3]李本昌,薛昌友.現(xiàn)代潛艇作戰(zhàn)軟件的需求及技術(shù)難點(diǎn)[J].火力與指揮控制,2004(6):73-76.

[4]李本昌.遠(yuǎn)程魚雷的作戰(zhàn)樣式及其技術(shù)需求[J].魚雷技術(shù),2008(4):33-35.

[5]李本昌.潛射魚雷武器多通道射擊控制研究[J].指揮控制與仿真,2008(5):49-51.

[6]薛昌友,李本昌.網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的體系結(jié)構(gòu)及其作戰(zhàn)樣式[J].潛艇學(xué)術(shù)研究,2005(4):8-10.