崔貴平，劉曉春

(1.中國艦船研究院，北京100192;2.中國船舶重工集團(tuán)公司 第七〇五研究所，陜西 西安710000)

0 引 言

隨著隱身技術(shù)的不斷發(fā)展，世界先進(jìn)國家海軍現(xiàn)役潛艇均已敷設(shè)先進(jìn)的消聲瓦，在建潛艇的動力系統(tǒng)輻射噪聲、水動力噪聲進(jìn)一步減小，潛艇目標(biāo)反射強(qiáng)度明顯降低(大約8 ～10 dB)，潛艇的輻射噪聲在低速時(shí)可淹沒于1 級海洋環(huán)境噪聲下，美國的“弗吉尼亞”級潛艇、英國的“機(jī)敏”級、俄羅斯“阿穆爾”級、日本“蒼龍”級等潛艇的輻射噪聲只有100 dB 左右。同時(shí)尺度聲誘餌(拖曳式誘餌)由于具有模擬潛艇特征的能力，正成為對抗魚雷中最重要的水聲干擾手段。許多國家在魚雷防御中皆采用多種干擾器材及尺度聲誘餌組合使用的方式來對抗魚雷攻擊，這極大地降低了魚雷反潛作戰(zhàn)效能。

潛艇及水聲對抗技術(shù)的長足進(jìn)步促進(jìn)了魚雷自導(dǎo)技術(shù)的飛速發(fā)展，國外先進(jìn)新型魚雷不斷涌現(xiàn)，重型魚雷主要包括:德國的DM2A4，意大利的“黑鯊”，美國與澳大利亞聯(lián)合研制的MK48 -7 型，法國正在研制的F21 新型重型魚雷、俄羅斯正在研制的Fizik-1 重型魚雷等;輕型魚雷主要包括意大利“黑閃電”(正在研制)，意大利和法國聯(lián)合研制的MU90，美國研制的輕型魚雷MK50/54 等。

這些新型魚雷均具有卓越的自導(dǎo)性能，主要表現(xiàn)在:先進(jìn)的聲學(xué)系統(tǒng);強(qiáng)大的目標(biāo)探測能力及目標(biāo)識別與水聲反對抗能力;良好的環(huán)境自適應(yīng)能力及淺海作戰(zhàn)性能;魚雷與發(fā)射平臺的信息高度融合及陸上逼真的仿真體系功能等方面，說明國外先進(jìn)魚雷自導(dǎo)技術(shù)正在向一個(gè)嶄新的高度跨越。

1 國外魚雷自導(dǎo)總體技術(shù)發(fā)展趨勢

1.1 目前國外先進(jìn)魚雷自導(dǎo)技術(shù)現(xiàn)狀

1)“黑鯊”魚雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

“黑鯊”魚雷安裝有性能先進(jìn)的AS -TRA (先進(jìn)聲吶發(fā)射與接收裝置)聲自導(dǎo)頭，具有主/被動聲自導(dǎo)能力，是意大利白頭公司為現(xiàn)代魚雷專門研制的。ASTRA 自導(dǎo)頭的形狀可降低流體噪聲，具有多波束陣列聲吶和數(shù)字脈沖壓縮技術(shù)。其多頻制可在主動模式(單頻(CW)與調(diào)制頻率(FM))和被動模式工作，在每一波瓣的每一頻率皆具有獨(dú)立信號處理能力。通常魚雷聲吶采用25 ～35 kHz 高頻段，而ASTRA 工作頻率可低至10 kHz，被動探測距離可達(dá)7 km (一般高頻聲吶僅能達(dá)到2 km)。在聲自導(dǎo)的基礎(chǔ)之上， “黑鯊”魚雷還裝備有尾流自導(dǎo)裝置，具有尾流探測和識別能力，可跟蹤目標(biāo)，優(yōu)化自導(dǎo)引彈道。

“黑鯊”魚雷實(shí)現(xiàn)了完全數(shù)字信號和數(shù)據(jù)處理，自導(dǎo)裝置的信號和數(shù)據(jù)處理采用了空間和頻率濾波、多頻制能力，恒虛警處理、回聲延長分析、回波空間相干性分析、回聲角延伸分析和DENON 分析等技術(shù)，可探測微弱信號特征目標(biāo)，具有強(qiáng)大的水聲對抗能力。被動模式可使用中頻和高頻工作。

其主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:主動/被動聲自導(dǎo)、尾流自導(dǎo);

主動探測距離(在一級海況，等聲速，海區(qū)深度1 000 m 的條件下):

主動反艦:夏/秋:2 000 m/3 500 m，春/冬:3 000 m/4 500 m;

主動反潛:＞4 500 m;

被動探測距離:≥7 000 m (雷速24 kn);

可進(jìn)行齊射，同時(shí)攻擊對抗一個(gè)或多個(gè)目標(biāo);

可使用線導(dǎo)方式;

最大工作深度:600 m。

“黑鯊”魚雷如圖1 所示。

圖1 意大利“黑鯊”魚雷Fig.1 Italy Black Shark torpedo

2)MK50/54 輕型魚雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

MK50/MK54 魚雷裝有先進(jìn)的低噪聲自導(dǎo)裝置，采用主/被動工作方式，具有很強(qiáng)的自動搜索和跟蹤能力，并可對抗各種干擾。霍尼韋爾公司研制的聲學(xué)基陣由52 塊壓電元件組成，采用主/被動工作方式，比MK46 魚雷的聲吶系統(tǒng)擁有更大的發(fā)射功率。聲學(xué)基陣能在水平和垂直2 個(gè)方向以多種頻率連續(xù)發(fā)射單頻脈沖和調(diào)頻脈沖，形成不同波形的波束，然后通過選擇發(fā)射及接收波束提高數(shù)據(jù)的采集量，具有良好的淺水作戰(zhàn)性能。硬件采用得克薩斯儀器公司的C40 數(shù)字信號處理芯片和摩托羅拉公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)處理芯片(PowerPc603E，每秒能夠執(zhí)行1 億條指令)，能夠進(jìn)行最復(fù)雜算法的計(jì)算。MK50/MK54 魚雷采用三速制(28kn/36kn/43 kn)，在發(fā)射前，由自動測試設(shè)備裝入魚雷戰(zhàn)術(shù)軟件，在航程終了時(shí)，戰(zhàn)術(shù)軟件可被存貯電路自行擦掉。

主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:主/被動聲自導(dǎo);

自導(dǎo)作用距離2 743 m;

可同時(shí)生成62 個(gè)獨(dú)立窄波束，6 個(gè)接受波束，其中有1 個(gè)中心波束、4 個(gè)相位波束和1 個(gè)全向波束;

水平、垂直雙向掃描，靠近海面或海底航行時(shí)，垂直波束寬度從24.5°減小到18°，以減少海面、海底反射;

采用多頻制技術(shù);

具備反水面目標(biāo)能力。

MK50/54 魚雷如圖2 所示。

圖2 美國MK50/54 魚雷Fig.2 USA MK50/54 torpedo

3)MU90 輕型魚雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

湯姆遜-辛特拉反潛公司研制的MU90 魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)是“海鱔”魚雷的改進(jìn)型，其特點(diǎn)是采用先進(jìn)主動聲自導(dǎo)系統(tǒng)。該聲自導(dǎo)系統(tǒng)能克服混響和來自干擾源的假回波，在淺水中具有極強(qiáng)的抗干擾能力，可應(yīng)對目前現(xiàn)有的各種反魚雷手段。機(jī)載型魚雷入水后具有環(huán)形搜索能力，而艦載型魚雷入水后具有直航搜索能力。

MU90 魚雷先進(jìn)的聲自導(dǎo)配備由7 排30 個(gè)圓柱形換能器組成的聲學(xué)基陣，運(yùn)算速度高于5 千萬次的Mangouste 計(jì)算機(jī)和7 臺摩托羅拉68 000 微處理機(jī)。單頻(CW)和調(diào)制頻率(FM)信號制式，有6 個(gè)工作頻帶，工作帶寬遠(yuǎn)大于10 kHz，可生成47個(gè)發(fā)射和32 個(gè)接收波束，空間扇面范圍為120°H(水平) ×70°V (垂直)。MU90 魚雷聲自導(dǎo)頭數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大，具有對淺海、深海潛艇反射的回波進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測的能力，采用多頻平行同步處理方式，可對接收的各類聲學(xué)信號進(jìn)行處理，通過對目標(biāo)參數(shù)和信號強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算與比較，能同時(shí)跟蹤10個(gè)水下作戰(zhàn)目標(biāo)，攻擊數(shù)個(gè)最有威脅性的目標(biāo)，在各種作戰(zhàn)和戰(zhàn)術(shù)軟件的配合支持下，可對低速目標(biāo)、快速機(jī)動目標(biāo)、覆蓋吸聲材料(消聲瓦)的潛艇或處于強(qiáng)干擾環(huán)境中的目標(biāo)進(jìn)行攻擊，可識別目標(biāo)和干擾器材，分辨目標(biāo)真?zhèn)?，平均殺傷概率大?5%。另外，該自導(dǎo)系統(tǒng)還有測深功能，使魚雷更適于淺水作戰(zhàn)，具有良好的淺水性能和抗干擾能力。

MU90 魚雷進(jìn)攻非常隱蔽，被潛艇被動聲吶探測到的可能性很低，敵方僅能在近距離探測MU90魚雷，故具有快速多次攻擊和多目標(biāo)攻擊能力。MU90 自導(dǎo)軟件可根據(jù)作戰(zhàn)態(tài)勢和所受威脅實(shí)時(shí)自動編制程序，調(diào)整戰(zhàn)術(shù)攻擊策略。

主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:主/被動聲自導(dǎo);

主動探測距離:＞2 500 m;

被動探測距離:＞1 500 m;

具有淺海作戰(zhàn)能力;

可同時(shí)跟蹤10 個(gè)目標(biāo);

平均殺傷概率大于75%。

MU90 魚雷如圖3 ～圖4 所示。

圖3 MU90Fig.3 MU90 torpedo

圖4 MU90 魚雷聲自導(dǎo)裝置Fig.4 The acoustic homing device of MU90 torpedo

4)“黑閃電”輕型魚雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

2012 年3 月23 日，意大利魚雷制造商白頭阿萊尼亞水下系統(tǒng)公司在印度新德里防務(wù)展中發(fā)布了一款新型輕型魚雷，命名為“黑閃電”。阿萊尼亞水下系統(tǒng)公司宣稱，“黑閃電”魚雷充分利用了A244/SMod3，A290，MU90 輕型魚雷和“黑鯊”重型魚雷技術(shù)，可以像重型雷一樣使用線導(dǎo)、主動自導(dǎo)、尾流自導(dǎo)和被動自導(dǎo)。采用主動自導(dǎo)時(shí)探測范圍超過3 000 m，采用被動自導(dǎo)時(shí)探測距離超過4 000 m。并且采用了新型的可再充電聚合物鋰電池技術(shù)，電池能夠充電100 次，使得該雷電池壽命更長、航程更遠(yuǎn)、精度更準(zhǔn)確，對抗敵方魚雷時(shí)具有高命中概率。

“黑閃電”魚雷采用復(fù)合材料制造，是多用途魚雷，可裝備于飛機(jī)、水面艦艇、有人或無人潛艇，主要用于攻擊在海底、深水區(qū)和沿岸區(qū)域進(jìn)行巡航或駐守的常規(guī)潛艇、核潛艇和小型船只，也可攻擊水面艦船，可摧毀或嚴(yán)重毀壞小型和中型艦船。另外該雷通過轉(zhuǎn)接裝置可實(shí)現(xiàn)從潛艇533 mm 魚雷發(fā)射管發(fā)射。

主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:主動/被動聲自導(dǎo)、尾流自導(dǎo);

主動探測距離:＞3 000 m;

被動探測距離:＞4 000 m;

可進(jìn)行齊射，同時(shí)攻擊對抗一個(gè)或多個(gè)目標(biāo);

可以像重型魚雷一樣使用線導(dǎo);

最大工作深度:600 m。

“黑閃電”魚雷如圖5 所示。

圖5 發(fā)射中的“黑閃電”魚雷Fig.5 The launch of the Flash Black torpedo

5)MK48 改進(jìn)型自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

MK48 -6AT 于2001 年交付使用，采用了自噪聲較低的聲學(xué)基陣以提高被動聲自導(dǎo)能力。它有預(yù)先設(shè)定的淺水戰(zhàn)術(shù)邏輯，并能選擇自導(dǎo)頻率和作戰(zhàn)方式，以允許多條魚雷齊射。該雷自導(dǎo)發(fā)射和接收波束為數(shù)控制式，以便能有效地進(jìn)行大扇面搜索，在大帶寬下具有低多普勒探測能力，具有低強(qiáng)度混響波形;它有波束設(shè)定，海底和海面多次反射跟蹤戰(zhàn)術(shù)，防碰海底的海底跟蹤邏輯及跟蹤分辨多個(gè)目標(biāo)的能力。

MK48 -6AT 魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)有多種發(fā)射信號波形可應(yīng)用于不同的環(huán)境特性和對付不同目標(biāo)。它能對所有環(huán)境及態(tài)勢下的所有目標(biāo)自動作戰(zhàn)，并可通過線導(dǎo)進(jìn)行控制。低自噪聲頭部形狀、聲基陣與先進(jìn)的聲自導(dǎo)信號處理和武器控制戰(zhàn)術(shù)的配合，使得MK48 -6AT 魚雷具有優(yōu)良的作戰(zhàn)效能。并應(yīng)用了魚雷下載系統(tǒng)(TDS)，該系統(tǒng)具有對裝載在潛艇上的MK48 -6 型魚雷新的戰(zhàn)術(shù)軟件進(jìn)行再編程能力。

MK48 -MOD7 于2006 年9 月交付，自導(dǎo)系統(tǒng)采用了先進(jìn)的通用寬帶先進(jìn)聲吶系統(tǒng) (CBASS)，能有效地進(jìn)行淺水區(qū)域作戰(zhàn)。同時(shí)，該魚雷還能有效地參與反潛和反水面作戰(zhàn)，其作戰(zhàn)能力也因?yàn)槁晠认到y(tǒng)性能的提高而得到了大幅度改進(jìn)。是對付水面艦艇和潛艇的極其有效的武器。在美國和澳大利亞水域進(jìn)行的多種多次測試表明，該魚雷在噪聲環(huán)境復(fù)雜的淺水區(qū)域是一種高效、高性能的水下攻擊武器。

MK48 魚雷如圖6 所示。

圖6 MK48 魚雷Fig.6 MK48 torpedo

主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:線導(dǎo)、主/被動聲自導(dǎo);

自導(dǎo)作用距離:＞3 658 m;

具有良好目標(biāo)識別與對抗能力;

具有良好的淺海作戰(zhàn)能力;

具備工作頻率選擇能力，可多條齊射;

可用于反潛艇和反水面艦船。

6)其他國外先進(jìn)魚雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

DM2A4 重型魚雷: “海鱈”Mod4 增程型魚雷是DM2A4 重型魚雷的最新型。該魚雷的航程達(dá)到了140 km，極大地超過了水面艦船和潛艇發(fā)射的重型魚雷的常規(guī)航程，一般重型魚雷最大航程為18 ～41 km (常規(guī)為30 km);通過采用鋅—氧化銀電池來增加功率—重量比，同時(shí)魚雷可接受額外的電池模塊;DM2A4 魚雷采用了共形聲學(xué)基陣，也是目前唯一采用共形陣的魚雷，共形陣具有全景視角，可以覆蓋更大扇面的優(yōu)勢;而平面陣需要魚雷作蛇形機(jī)動才可以覆蓋很大的扇面，相應(yīng)增加了航程損失。德國“海鱈”Mod4 增程型魚雷如圖7 所示。

圖7 德國“海鱈”Mod4 增程型魚雷Fig.7 German heavyweight torpedo Sea Hake mod4 ER

F21 重型魚雷:法國造船局正在研制F21 重型魚雷，并預(yù)計(jì)2014 年在法國海軍的核潛艇上進(jìn)行發(fā)射試驗(yàn)，法國期望在2015 年后完成第一批產(chǎn)品的生產(chǎn)。F21 魚雷長度6 m，口徑533 mm，工作深度是15 ～500 m，重量1.2 t，航程50 km，航速可達(dá)50 kn，操雷可使用鋰電池。

F21 采用大幅改進(jìn)了淺海和深海目標(biāo)探測能力的新一代聲學(xué)裝置，具有可以自適應(yīng)改變探測角度的平面陣，通過在水平方向和垂直方向上調(diào)整發(fā)射波束，可減輕界面反射的影響，采用全數(shù)字化新型處理系統(tǒng)改進(jìn)信號處理能力和總體性能，實(shí)現(xiàn)了較強(qiáng)的淺海和深海的作戰(zhàn)能力。具有光纖導(dǎo)引，可以攻擊多個(gè)目標(biāo)。多聲吶系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合和高性能信號處理系統(tǒng)的組合使F21 成為智能魚雷，大大改善了復(fù)雜海況、淺海、攻擊階段的作戰(zhàn)性能。F21 魚雷主要研制目標(biāo):反艦/反潛、可在深海區(qū)和淺海區(qū)使用、高速且更具耐力、遠(yuǎn)航程光纖線導(dǎo)、具有較強(qiáng)的水聲反對抗能力、非常高的安全性，適用于核潛艇、低噪聲輻射等。F21 魚雷如圖8 所示。

圖8 法國F21 魚雷Fig.8 France F21 torpedo

Fizik-1 新型魚雷:俄羅斯海洋熱動力技術(shù)研究所正在研制Fizik -1 新型魚雷，該魚雷將裝備885 計(jì)劃中的核動力攻擊潛艇“北德文斯克”號和其他潛艇以及相應(yīng)的改進(jìn)型潛艇。Fizik -1 魚雷自2012 年年底開始設(shè)計(jì)，魚雷試驗(yàn)樣機(jī)如圖9所示。

圖9 俄羅斯Fizik-1 魚雷Fig.9 Russian Fizik-1 torpedo

1.2 國外先進(jìn)魚雷自導(dǎo)技術(shù)發(fā)展趨勢及特點(diǎn)分析

國外先進(jìn)魚雷聲自導(dǎo)可工作在主動、被動和主被動聯(lián)合的工作模式。

自導(dǎo)系統(tǒng)主要由寬帶基陣、數(shù)字發(fā)射波束及發(fā)射機(jī)板、接收機(jī)及模數(shù)轉(zhuǎn)換板、數(shù)字機(jī)(數(shù)字濾波及波束形成板、信號處理板、聲吶控制及波形產(chǎn)生板、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)引數(shù)據(jù)處理板)等組成。

國外先進(jìn)魚雷自導(dǎo)技術(shù)主要圍繞自導(dǎo)工作體制、寬帶基陣、全數(shù)字化硬件平臺、信號處理及識別技術(shù)、環(huán)境自適應(yīng)能力、信息融合技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)軟件、陸上仿真體系等方面開展研究工作，具體如下:

1)寬帶基陣技術(shù)

目前除德國的DM2A4 魚雷自導(dǎo)采用共形陣外，其余國外先進(jìn)魚雷自導(dǎo)皆采用寬帶平面陣(如:美國的MK54 魚雷、MK48 魚雷，意大利的A244/Smod 3 魚雷、“黑鯊”魚雷，意大利和法國聯(lián)合研制的輕型魚雷MU90 等)， “黑鯊”平面陣與DM2A4 共形陣的主要差別是:

①平面陣在轉(zhuǎn)向(旋回)時(shí)自噪聲基本不變，而共形陣在轉(zhuǎn)向角較大時(shí)自噪聲將增加;

②平面陣的所有換能器都參與發(fā)射/接收，在水平和垂直面上同時(shí)具有較低的旁瓣，具有較高的聲源級;而共形陣是分幾個(gè)子陣工作，只在水平面上具有較低的旁瓣，但在垂直面上旁瓣降低的較少，并且由于在發(fā)射中只涉及部分換能器，故其聲源級也不高。所以，平面陣相對于共形陣來說具有較高的聚集系數(shù)，其探測距離比共形陣要遠(yuǎn);

③共形陣具有全景視角，可以覆蓋很大的扇面;而平面陣需要魚雷作蛇形機(jī)動才可以覆蓋很大的扇面，相應(yīng)增加了航程損失;

④平面陣可以對目標(biāo)進(jìn)行俯仰角(垂直方位)精確測量，從而有利于攻擊目標(biāo)和目標(biāo)識別;而共形陣測量精度一般。俯仰角精確測定是非常有用的信息，目標(biāo)俯仰角與魚雷深度有關(guān)，目標(biāo)深度測定使魚雷具備了強(qiáng)大的反潛/反艦?zāi)芰?，提高了信息量。可使魚雷工作在其最佳下潛深度搜索/跟蹤。同時(shí)俯仰角(垂直方位)精確測定提供了體目標(biāo)與干擾裝置的差別，有利于提高對抗先進(jìn)干擾器材的性能。

可見，平面聲學(xué)基陣和共形陣各有特點(diǎn)，平面聲學(xué)基陣仍是未來新型魚雷的主要陣型。

目前國外先進(jìn)魚雷自導(dǎo)通常的布陣頻率在20 ～30 kHz 之間，工作帶寬大于10 kHz;發(fā)展趨勢是魚雷自導(dǎo)工作頻段由高頻段(20 ～40 kHz)向中/高頻段(10 ～30 kHz)方向發(fā)展，中頻用于提高作用距離，高頻保證近距離的目標(biāo)高分辨率。

2)全數(shù)字化硬件平臺技術(shù)

國外先進(jìn)魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)采用具有強(qiáng)大運(yùn)算能力的并行高速信號處理芯片構(gòu)成數(shù)字硬件平臺，采用最新的可迅速升級軟、硬件的商用開放式結(jié)構(gòu)的現(xiàn)成數(shù)字技術(shù)(如MK54 魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)采用處理能力可以達(dá)到14 千兆赫的G4)，并采用了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線方式和通訊協(xié)議。

數(shù)字處理機(jī)組件包括VME 底板、數(shù)字濾波及波束形成板、信號處理板、聲吶控制及波形產(chǎn)生板、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)引數(shù)據(jù)處理板、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)記錄控制板(MRECS)、接口以及用于擴(kuò)展的空插槽。

數(shù)字濾波及波束形成板:完成經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換后的多路多頻段數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波以及形成多路隨遇定向的數(shù)字波束;

信號處理板:完成多頻段、多波束的主/被動信號處理;

聲吶控制及波形產(chǎn)生板:控制管理其他電路板協(xié)調(diào)工作;實(shí)時(shí)產(chǎn)生頻率、波束、幅值變化的的聲波脈沖，用來給每個(gè)換能器提供獨(dú)立的輸出信號;

魚雷戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)處理板:接收信號處理的結(jié)果，用于跟蹤、標(biāo)記、分類、估算目標(biāo)各種參數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，然后通過分析多個(gè)接收周期，判斷出可能的目標(biāo)，剔除假目標(biāo)，繼續(xù)跟蹤可能的目標(biāo)。同時(shí)還包括戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)引指令(自導(dǎo)及全雷彈道)。

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)記錄控制板(MRECS):記錄存儲大容量的自導(dǎo)信號數(shù)據(jù)和魚雷操作指令。

數(shù)字發(fā)射波束及發(fā)射機(jī)板:采用數(shù)字信號源生成復(fù)雜信號(包括CW 信號與FM 信號)，可對每個(gè)發(fā)射通道信號的相位與幅度加權(quán)編程控制(降低波束旁瓣)，形成數(shù)字發(fā)射波束，具有發(fā)射靈活的特點(diǎn)。

接收機(jī)及模數(shù)轉(zhuǎn)換板:采用可編程控制的接收機(jī)(由數(shù)字濾波及波束形成板的軟件控制)對聲學(xué)基陣接收的多路微弱信號進(jìn)行處理及模數(shù)轉(zhuǎn)換。

3)自導(dǎo)工作體制建立

①采用寬帶多頻段工作體制

目前美國的MK48 魚雷準(zhǔn)備將自導(dǎo)系統(tǒng)升級為“通用寬帶先進(jìn)聲吶系統(tǒng)”(MK48 -7 型魚雷)。具體的工作方式(如純寬帶方式、多頻制方式、純寬帶與多頻制混合使用方式等)目前仍不清楚。采用寬帶信號方式工作，理論分析低頻可以激發(fā)更多的目標(biāo)特征，使目標(biāo)回波攜帶更多的目標(biāo)信息量，具有更強(qiáng)的目標(biāo)識別及水聲對抗能力，但魚雷自導(dǎo)工作在中/高頻段，并且工程上與多頻制方式相比是否具有優(yōu)勢仍需要進(jìn)一步通過試驗(yàn)驗(yàn)證。而純寬帶自導(dǎo)則存在聲基陣和發(fā)射機(jī)阻抗匹配困難，發(fā)射效率較低;波束束控困難，不同頻段的波束寬度難以達(dá)到一致;并且采用寬帶信號處理技術(shù)，存在算法復(fù)雜，計(jì)算量大，系統(tǒng)復(fù)雜程度(硬件開銷)大等問題。

目前國外其他先進(jìn)魚雷自導(dǎo)皆采用寬帶多頻段工作體制(如:MK54，A244/S mod 3，MU90，“黑鯊”，DM2A4)，通常采用6 個(gè)左右不同的頻段，每周期同時(shí)工作4 個(gè)頻段的方式。所以，目前國外先進(jìn)魚雷寬帶多頻段工作體制仍是魚雷自導(dǎo)信號制式發(fā)展的主流工作體制。

②發(fā)/收波束及扇面覆蓋

通過發(fā)/收波束控制技術(shù)可更靈活調(diào)整覆蓋扇面。預(yù)形成多個(gè)發(fā)射波束，可以單獨(dú)發(fā)射，也可以幾個(gè)組合發(fā)射;預(yù)形成多個(gè)接收波束覆蓋不同的方向，每周期有超過一半的多個(gè)波束同時(shí)工作;通過采用在不同方向上連續(xù)發(fā)射多個(gè)信號，并采用隨遇定向的多個(gè)接收波束方式，使得單個(gè)工作周期內(nèi)能覆蓋較大的扇面;波束寬度隨選擇頻率不同而變化。最窄的波束寬度應(yīng)用在淺水區(qū)域小入射角的條件下，以減少混響背景的影響。如:法國F21 可以在水平方向和垂直方向上任意調(diào)整發(fā)射波束，可以有效減小海底、海面的影響。

③發(fā)射信號形式

發(fā)射信號由單頻(CW)、寬帶調(diào)頻(FM)脈沖信號或者由子脈沖序列組成，各子脈沖具有不同的頻率，在聲自導(dǎo)發(fā)射對抗信號(ACCM)命令之前，先發(fā)射一個(gè)偽脈沖。且同時(shí)以單頻(CW)、寬帶調(diào)頻(FM)和相位調(diào)制(PSK，BPSK)的方式進(jìn)行發(fā)射。其中相位調(diào)制的發(fā)射信號有利于使魚雷把低速或零多普勒的目標(biāo)從混響背境中分辨出來，且可以覆蓋各種速制的敵方目標(biāo)。

4)信號處理及識別技術(shù)

CW 脈沖信號有利于捕獲遠(yuǎn)距離目標(biāo)、高分辨目標(biāo)速度和角度，相應(yīng)的自導(dǎo)信號處理技術(shù)采用與空域?yàn)V波相結(jié)合的基于FFT 處理的方法(如互譜定向等)，可對目標(biāo)水平和垂直方位精確估計(jì)。FM 脈沖信號有利于對目標(biāo)回波信號的單獨(dú)亮點(diǎn)和亮點(diǎn)背景的高度、寬度以及擴(kuò)散特征進(jìn)行分類，相應(yīng)的自導(dǎo)信號處理技術(shù)采用數(shù)字脈沖壓縮技術(shù)，即與空域?yàn)V波相結(jié)合的多副本相關(guān)處理方法。在惡劣環(huán)境中，采用主/被動聯(lián)合檢測算法檢測目標(biāo)，多重抑制算法過濾方式剔除假目標(biāo)。同時(shí)還可以采用頻域?yàn)V波、恒定虛警率(CFAR)處理、回聲延長分析、回聲角延伸分析和回波空間相干性(DENON)分析等信號處理技術(shù)。

目前，對日趨安靜的潛艇的遠(yuǎn)距離探測和近距離復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下對抗誘餌并識別潛艇的水聲對抗技術(shù)仍然是魚雷聲自導(dǎo)技術(shù)研究的重要課題;對于低速或錨泊水面目標(biāo)，魚雷主動聲自導(dǎo)反艦可以彌補(bǔ)被動聲自導(dǎo)和尾流自導(dǎo)反艦的不足，對于水面變速目標(biāo)及各種組合干擾器材與復(fù)雜水文環(huán)境，主動自導(dǎo)及多模式自導(dǎo)聯(lián)合反艦將是魚雷自導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的新領(lǐng)域。

5)環(huán)境自適應(yīng)能力

隨著海戰(zhàn)對抗日趨復(fù)雜及淺海作戰(zhàn)的需要，魚雷自導(dǎo)需要能夠根據(jù)水文環(huán)境、回波混響特性、海洋背景噪聲特性，目標(biāo)特性等信息更加靈活的調(diào)整信號發(fā)射方式、信號形式及波束，航深，航速等攻擊參數(shù)，并匹配魚雷速度以及其他環(huán)境條件優(yōu)化魚雷自導(dǎo)的搜索、跟蹤效果。從而大幅提高魚雷在復(fù)雜海況、淺海作戰(zhàn)能力。

環(huán)境自適應(yīng)技術(shù)尚處于發(fā)展階段，但日益凸現(xiàn)其重要性，將成為未來提高復(fù)雜環(huán)境下魚雷自導(dǎo)性能重要的發(fā)展方向之一。

6)信息融合技術(shù)

信息融合技術(shù)是魚雷自導(dǎo)技術(shù)的又一重要發(fā)展趨勢，包括魚雷上多聲吶系統(tǒng)信息的融合和魚雷與發(fā)射平臺的信息融合2 種。

多聲吶系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合大幅提高了魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)的整體性能。聲自導(dǎo)作為平臺的遙感器，通過魚雷先進(jìn)的光纖線導(dǎo)，可使魚雷和平臺間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，通過將聲自導(dǎo)頭數(shù)據(jù)以及其他魚雷數(shù)據(jù)，同發(fā)射艇聲吶數(shù)據(jù)結(jié)合起來，可共同對多目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理，并采用先進(jìn)的分類算法提高魚雷對目標(biāo)的運(yùn)動分析 (TMA)、目標(biāo)分類和對抗干擾器材(ACCM)的性能。

發(fā)展魚雷與平臺信息融合技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)魚雷與平臺間的信息交換，魚雷可以充分利用平臺(如潛艇)上的計(jì)算資源、龐大的數(shù)據(jù)庫、平臺聲吶探測信息，從而實(shí)現(xiàn)信息的綜合和融合，可以更加準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識別、甚至敵我識別等功能。

7)戰(zhàn)術(shù)軟件

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，魚雷上的探測、識別、控制等信號已完成由模擬到全數(shù)字化的技術(shù)進(jìn)化，全新的高性能數(shù)字平臺給戰(zhàn)術(shù)軟件的設(shè)計(jì)提供了相當(dāng)大的空間。目前功能集中、復(fù)雜邏輯密集的單一固化戰(zhàn)術(shù)軟件已嚴(yán)重影響自導(dǎo)平臺的性能發(fā)揮，將由可靈活實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場加載的多個(gè)功能專一、簡單有效的戰(zhàn)術(shù)軟件取代，以滿足未來更加靈活、可現(xiàn)場定制攻擊策略實(shí)施的需要。

目前，根據(jù)自導(dǎo)特點(diǎn)、對抗及攻擊策略等研究新一代魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)軟件設(shè)計(jì)框架迫在眉睫。意大利和法國聯(lián)合研制的MU90、美國的MK54 -O及MK48 -mod7 已具備現(xiàn)場重編程、實(shí)時(shí)調(diào)整戰(zhàn)術(shù)策略等能力。根據(jù)現(xiàn)場信息迅速生成更具針對性地攻擊方案將可能成為魚雷的發(fā)展方向。

8)陸上仿真體系

建立陸上魚雷自導(dǎo)及目標(biāo)特性與水聲信道仿真體系，通過基于歷史實(shí)航數(shù)據(jù)的大量陸上仿真及驗(yàn)證測試試驗(yàn)，使研發(fā)過程非常高效，大大減少魚雷自導(dǎo)開發(fā)、試驗(yàn)和評估所需的水中試驗(yàn)條次數(shù)量，加快研制進(jìn)度。另外，環(huán)境自適應(yīng)等技術(shù)的深入研究、測試、考核也需要功能完善、性能強(qiáng)大的仿真體系支撐。

2 結(jié) 語

根據(jù)對國外先進(jìn)魚雷技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析，可預(yù)知魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)今后將向多模式復(fù)合智能化自導(dǎo)方向發(fā)展，亦將采用大深度中低頻寬帶基陣及組合基陣、強(qiáng)大運(yùn)算能力的商用開放式高速數(shù)字信號處理硬件平臺、寬帶多頻段自導(dǎo)工作體制，進(jìn)一步建立完善陸上魚雷自導(dǎo)及目標(biāo)特性與水聲信道仿真體系，更加適應(yīng)復(fù)雜水文環(huán)境、融合魚雷與平臺信息，根據(jù)現(xiàn)場信息可迅速生成更具針對性地攻擊目標(biāo)方案，提高魚雷遠(yuǎn)距離探測能力及目標(biāo)識別與水聲對抗能力，實(shí)現(xiàn)與提高魚雷多模式復(fù)合智能化自導(dǎo)復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下打擊變速、變向目標(biāo)的技術(shù)能力。通過以上分析，我國魚雷自導(dǎo)技術(shù)還將有更大的可發(fā)展空間。

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