李 燁 寧云暉 王 棟
(1.海軍裝備研究院 北京 100161)(2.92995部隊訓(xùn)練部 青島 266100)
國外反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展趨勢*
李 燁1寧云暉1王 棟2
(1.海軍裝備研究院 北京 100161)(2.92995部隊訓(xùn)練部 青島 266100)
介紹了國外反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展,特別是第二代反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)中的“鶚”級獵雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)、“奧克索依”級獵掃雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)和綜合反水雷系統(tǒng)IMCMS,分析了其結(jié)構(gòu)、功能等特點,探討了國外反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
反水雷艦艇;作戰(zhàn)系統(tǒng);獵掃雷
Class NumberU674.7
水雷是世界公認的最佳非對稱武器,具有“事半功倍”的作戰(zhàn)效能。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,水雷亦發(fā)展成為隱蔽性更好、智能化更高、機動性更強、作戰(zhàn)區(qū)域更廣、功能更加完善的武器。據(jù)統(tǒng)計,二戰(zhàn)后艦船過半數(shù)的損失是水雷造成的,如1991年第一次海灣戰(zhàn)爭期間,水雷是唯一給美海軍和多國部隊艦艇造成損失的武器。因此,世界各國海軍都在積極開發(fā)、研制新型反水雷艦艇及其作戰(zhàn)系統(tǒng),完善反水雷作戰(zhàn)手段,提高反水雷作戰(zhàn)能力。
反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)是艦上各功能系統(tǒng)、設(shè)備的“粘合劑”,是其作戰(zhàn)效能的“倍增器”;指控系統(tǒng)是艦艇反水雷作戰(zhàn)的神經(jīng)中樞,其先進性直接影響反水雷作戰(zhàn)效能[1]。本文通過對“鶚”級獵雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)、“奧克索依”級獵掃雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)和綜合反水雷系統(tǒng)IMCMS進行介紹、分析,探討了國外反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
國外反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)自20世紀60年代到本世紀初主要發(fā)展了三代。第一代以英國的“頓”級獵雷艇、德國的331級獵雷艇和英國的“亨特”級獵雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)等為代表,其指控系統(tǒng)是具備C2(指揮和控制)或初步具備C3I(指揮、控制、通信和情報)功能的反水雷作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)(包括早期的簡易戰(zhàn)術(shù)繪圖臺),均采用集中式體系結(jié)構(gòu),僅實現(xiàn)對作戰(zhàn)平臺的單純控制,能進行簡單的戰(zhàn)術(shù)通訊、情報獲取,遂行以平臺為中心的獨立作戰(zhàn)[2]。
第二代以美國的“鶚”級獵掃雷艇、挪威的“奧克索依”級反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)和德國的綜合反水雷系統(tǒng)IMCMS為代表,其指控系統(tǒng)是具備C4I(指揮、控制、通信、計算機和情報)功能的反水雷指控系統(tǒng),采用分布式、全分布式體系結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了對反水雷作業(yè)的全流程控制,能組網(wǎng)互通、共享作戰(zhàn)信息,遂行多平臺協(xié)同作戰(zhàn)。
第三代正在研制和裝備,其指控系統(tǒng)是具備以三維立體空間網(wǎng)絡(luò)、通信和指揮控制為中心的C4ISRK(指揮、控制、通信、計算機與情報、監(jiān)視、偵察、打擊和輔助決策)功能的反水雷指控系統(tǒng),采用全分布式體系結(jié)構(gòu),實行“扁平化”作戰(zhàn)指揮,控制、監(jiān)控反水雷作戰(zhàn)全過程,依托多維信息空間將反水雷作戰(zhàn)的各種資源融入一個大系統(tǒng)中,能在各站位、各設(shè)備間實時、準確交互各類作戰(zhàn)信息,實現(xiàn)了以網(wǎng)絡(luò)為中心的多兵種、立體化、大范圍的綜合反水雷作戰(zhàn)[3]。目前,國外反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)以第二代為主,并逐步向第三代發(fā)展,故本文主要研究、分析第二代作戰(zhàn)系統(tǒng),并探討其發(fā)展趨勢。
3.1 美國“鶚”級獵雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)
“鶚”級獵雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)主要配置一套AN/SQQ-32(V)3可變深聲納,探測深度200m,探測距離600m;一部SPS-64(V)9對海搜索雷達;NAUTIS-M艦載反水雷綜合指揮、控制和導(dǎo)航系統(tǒng);兩套AN/SLQ-48滅雷具,最大作業(yè)水深600m,最大作業(yè)距離1000m,最大航速6kn;一套SLQ-53接觸掃雷具或一套MIMS聲/磁掃雷具,兩部12.7mm機槍。
在執(zhí)行獵雷任務(wù)時,“鶚”級獵雷艇使用高分辨力的獵雷聲納,精確搜索附近水域,探測水雷位置并分類,在得到水下目標的精確方位后,經(jīng)NAUTIS-M系統(tǒng)進行決策指揮、階段控制,再使用有線控制的攜有水下攝像機的滅雷具靠近進行確認和消滅。該型獵雷艇可通過搭載不同模具,實現(xiàn)獵雷、掃雷兩用。
NAUTIS-M系統(tǒng)作為“鶚”級獵雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的指控系統(tǒng),將AN/SQQ-32(V)3變深聲納、獵雷武器、掃雷武器、復(fù)合導(dǎo)航和環(huán)境傳感器、雷達和艦船控制裝置等連在一起,組成一個綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)[4]。NAUTIS-M系統(tǒng)能對獵掃雷作業(yè)的所有階段進行控制,包括制定作戰(zhàn)計劃、進行航道勘測、獵掃雷和作戰(zhàn)效果評估、上報等;NAUTIS-M系統(tǒng)一般由作戰(zhàn)室里的一個或兩個網(wǎng)絡(luò)控制臺構(gòu)成,如果需要,也可以在艦橋上安裝一臺,安裝控制臺的多少依據(jù)作戰(zhàn)要求、整個作戰(zhàn)系統(tǒng)的性能以及處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)所需操作員的數(shù)量而定;NAUTIS-M系統(tǒng)所采用的模塊結(jié)構(gòu),使之容易適合于裝備有各種變深聲納和艦殼聲納、非接觸和接觸掃雷具、掃雷監(jiān)視設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達、獵雷武器以及艦船控制系統(tǒng)的獵掃雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)。
3.2 挪威“奧克索依”級獵掃雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)
“奧克索依”級獵掃雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)由挪威的西姆拉德公司與法國的湯姆遜馬可尼聲納公司合作開發(fā),是一型綜合任務(wù)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括綜合導(dǎo)航和動態(tài)定位系統(tǒng)、水下探測系統(tǒng)、水面監(jiān)測系統(tǒng)、反水雷戰(zhàn)控制系統(tǒng)和反水雷武器等[5]。
·該作戰(zhàn)系統(tǒng)采用雙冗余以太網(wǎng)數(shù)據(jù)總線將導(dǎo)航和駕駛控制系統(tǒng)、操作員室的指控系統(tǒng)、反水雷操作員控制臺以及水下設(shè)備(包括聲納、常規(guī)滅雷具或該公司開發(fā)的“水雷狙擊手”一次性滅雷具)等組合在一起。
·水下探測系統(tǒng)中包括TSM2023N艦殼聲納和西姆拉德水雷避碰系統(tǒng)。TSM2023N艦殼聲納能對水下目標進行探測、分類,其對沉底雷和錨雷的獵雷水深達100m,速度達6kn;利用艦艇兩舷的探測聲納或艦艇一側(cè)的分類聲納進行側(cè)掃作業(yè),速度達12kn;低頻探測聲納的覆蓋扇角為90°,甚高頻識別聲納的扇角小,分辨率高;同時,該系統(tǒng)還采用了計算機輔助探測和分類的人機接口、性能指示器、大范圍的性能監(jiān)控和故障位置指示等,從而高效、操控方便和易于維護。
·水面監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括水面情況監(jiān)視臺(DB2000)、軍官指揮臺(DB2000)和水面雷達系統(tǒng)。其中,水面情況監(jiān)視臺在作戰(zhàn)艙,能夠為水雷戰(zhàn)軍官提供戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)位置的水上扇面;軍官指揮臺在艦橋,重要供值班軍官使用;水面雷達系統(tǒng)能夠提供水面以上的態(tài)勢,包括雷達圖像、目標跟蹤以及雷達導(dǎo)航等。水面監(jiān)測系統(tǒng)旨在為水雷戰(zhàn)軍官提供導(dǎo)航和補充的水面信息,以便其在執(zhí)行任務(wù)過程中進行決策和判斷。
·反水雷戰(zhàn)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是作戰(zhàn)系統(tǒng)的控制部分,主要包括戰(zhàn)術(shù)控制臺、反水雷戰(zhàn)控制臺、指揮官控制臺以及外設(shè)控制器等,由兩個安裝在操作艙的操作員站(TAC9000)控制,實現(xiàn)了作業(yè)籌劃、水下目標分類、形成水下地理環(huán)境的戰(zhàn)術(shù)圖像、實時決策、指揮控制、作業(yè)情況監(jiān)控等功能。
反水雷戰(zhàn)控制系統(tǒng)結(jié)合數(shù)據(jù)庫中信息與傳感器探測信息(主要是聲納探測到的數(shù)據(jù)),并由導(dǎo)航信息準確提供二者的互相關(guān)系。反水雷戰(zhàn)控制系統(tǒng)中的兩個操作員站皆有一個本地數(shù)據(jù)庫,并分別連接到中心數(shù)據(jù)庫上。數(shù)據(jù)中包含了所有有關(guān)海域的海圖和對反水雷至關(guān)重要的目標數(shù)據(jù)。戰(zhàn)術(shù)控制臺上能夠顯示帶有圖文窗的海圖總覽,其上標有海岸線、水深、己方艦船標記、帶有時間標記的歷史、識別的目標、航道、航跡、水面目標、水下障礙、跟蹤球標識器和測量尺。戰(zhàn)術(shù)海圖上的其它信息可由數(shù)據(jù)庫、水深等高線、底貌、聲納搜索的海域、海標等提供。圖文窗含有有關(guān)己艦的數(shù)字信息,海圖基準和距離比例尺、跟蹤球以及給所有系統(tǒng)的信息或警示。當(dāng)獵雷聲納發(fā)現(xiàn)目標后,戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)指定它能夠與該水域那個已知消息進行聯(lián)系;或由水雷戰(zhàn)控制系統(tǒng)向聲納發(fā)出,指出可以被忽略不管的已知目標,或需要進一步探測的前次探測目標。
·反水雷武器。作戰(zhàn)系統(tǒng)中配置了兩套獵雷系統(tǒng),包括兩臺Pluto Plus型滅雷具,用于目標確認的電視攝像機、聲納、割刀、滅雷炸彈等,分別由操作室中的一名操作人員控制;配置了一支潛水滅雷小隊;配置了常規(guī)接觸掃雷具及“阿加特”聲掃雷具,能模擬任一種預(yù)編程艦船的聲場。
3.3 德國綜合反水雷系統(tǒng)IMCMS
德國綜合反水雷系統(tǒng)IMCMS由德國阿特拉斯電子公司設(shè)計研制,配置了具有精密導(dǎo)航功能的多種組合形式的艦殼聲納(HMS)、“雙鷹MK3”變深聲納、雷達、反水雷戰(zhàn)術(shù)指控系統(tǒng),具備發(fā)現(xiàn)和分類、確認水雷能力的“長尾鯊”一次性滅雷具,常規(guī)獵雷武器,水下定位系統(tǒng),以及測量海水溫度和深度的自動記錄儀等。該系統(tǒng)具有探雷、水雷偵查與監(jiān)視、反水雷作戰(zhàn)籌劃、與其他海軍編隊進行數(shù)據(jù)交換、文件編制、獵雷、布雷、數(shù)據(jù)記錄和反水雷效果分析等功能[6]。
多用途指揮控制臺。德國綜合反水雷系統(tǒng)IMCMS配置了七個多用途指揮控制臺,分別是聲納操作控制臺(用于控制艦殼聲納和“雙鷹MK3”自航式變深聲納)、戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢控制臺(用于籌劃和調(diào)整)、雷達和視頻控制臺(用于疊加或覆蓋)、雷達和自動駕駛儀(用于控制導(dǎo)航雷達、傳感器)、“海鷹MK3”滅雷具控制臺、“長尾鯊”一次性滅雷具控制臺以及視頻顯示控制臺,這些指揮控制臺能夠分布式籌劃、執(zhí)行、控制和編制相同的反水雷作戰(zhàn)行動。
·雙鷹MK3。雙鷹MK3遙控探雷和識別航行器(ROV)由900m長的電纜提供推進電能及遙控,能夠在海水的溫躍層以下使用。屬于該設(shè)備的還有配置在艦尾的專門設(shè)計的投放裝置和電纜收放裝置。當(dāng)艦殼聲納以遠距離探測模式工作時,該設(shè)備負責(zé)探測水雷,其搜索扇角為60°;當(dāng)艦殼聲納以大扇角分辨率較高的聲陰影識別模式工作時,其用于分類、確認水雷。
·“長尾鯊”一次性滅雷具?!伴L尾鯊”水雷鑒別和滅雷無人水下航行器(通稱一次性滅雷具)工作水深40m,有“長尾鯊-I”和“長尾鯊-C”兩型,其中“長尾鯊-I”型用于鑒別水雷,“長尾鯊-C”型屬戰(zhàn)斗型,除傳感器外還配置了一枚滅雷炸彈。使用時,作戰(zhàn)系統(tǒng)通過光纖電纜遙控和監(jiān)視長尾鯊,其上的攝像機能夠提供分辨率清晰的視頻圖像。
根據(jù)對上述國外反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的分析,歸納其發(fā)展趨勢為:
1)作戰(zhàn)系統(tǒng)趨于采用全分布式體系結(jié)構(gòu)
目前,國外第二代、第三代反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)已由分布式向全分布式發(fā)展,其作戰(zhàn)能力、響應(yīng)速度、系統(tǒng)的生存能力和可靠性均有所提高。例如,“鶚”級獵雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)和綜合反水雷系統(tǒng)IMCMS均使用雙冗余高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和雙冗余視頻網(wǎng)絡(luò),建立了開放式結(jié)構(gòu);均使用多功能顯控臺,實現(xiàn)了系統(tǒng)控制功能的分布,且控制臺間能夠互連、互通和互操作,能夠相互自動復(fù)制反水雷數(shù)據(jù)庫,并根據(jù)任務(wù)需求選擇性地接收和讀取傳感器和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù),并獨立控制反水雷武器和探測設(shè)備。同時,當(dāng)該作戰(zhàn)系統(tǒng)中的一個控制臺出現(xiàn)故障時,其他控制臺仍能正常工作并承擔(dān)故障設(shè)備功能,實現(xiàn)了各控制臺間功能的可替換性,提高了系統(tǒng)的可靠性和操作便利性。
2)系統(tǒng)裝備趨于通用化、模塊化,接口趨于標準化
國外反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)中普遍采用通用化、模塊化、接口標準化的制式裝備,如美國注重發(fā)展艦載和機載制式裝備,其“鶚”級獵雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)中的NAUTIS-M艦載反水雷綜合指揮、控制和導(dǎo)航系統(tǒng)是NAUTIS系列的反水雷型。NAUTIS系列中有NAUTIS-F(護衛(wèi)艦型)、NAUTIS-P(巡邏艇型)等,其各型的區(qū)別在于嵌入的軟件,美國軍方在NAUTIS系列基本型的基礎(chǔ)上通過嵌入相應(yīng)的功能軟件,快速重新配置,派生出了各種艦艇的系統(tǒng);歐洲、澳大利亞等地區(qū)和國家也多采用反水雷制式裝備,德國綜合反水雷系統(tǒng)IMCMS中采用了反水雷模塊化制式裝備的雙鷹MK3、“長尾鯊”一次性滅雷具,方便了西方工業(yè)化國家在反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)裝備發(fā)展上相互協(xié)作、明確分工。
3)反水雷趨于多平臺協(xié)同作業(yè)
國外反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)趨向于多平臺協(xié)同作業(yè),即在作戰(zhàn)系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)、指揮、控制下的多平臺協(xié)同作業(yè),包括遙控自航式獵雷系統(tǒng)、遙控掃雷艇等相同平臺間的編隊作業(yè)和遙控獵雷系統(tǒng)以及機載滅雷系統(tǒng)等不同探、滅/獵平臺間的聯(lián)合作業(yè)。例如,“奧克索依”級獵掃雷艇作戰(zhàn)系統(tǒng)配置了兩臺ROV,并均裝載電視攝像機、聲納、割刀和滅類炸彈等,其由工作室中的兩位艦員操作控制,實現(xiàn)了與母船協(xié)同獵掃雷作業(yè);綜合反水雷系統(tǒng)IMCMS中的雙鷹MK3遙控探雷和識別航行器(ROV)能夠配合艦殼聲納進行探測、分類和確認水雷。未來,ROV還將向遠距離自主航行的UUV或可搭載滅雷具的USV轉(zhuǎn)變,逐步實現(xiàn)反水雷作業(yè)的智能化、無人化。
4)作戰(zhàn)系統(tǒng)的指揮控制趨于C4ISRK發(fā)展
反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的指揮控制愈發(fā)趨于以三維立體空間網(wǎng)絡(luò)、通信和指揮控制為中心的C4ISRK(指揮、控制、通信、計算機與情報、監(jiān)視、偵察、打擊和輔助決策)功能,即作戰(zhàn)系統(tǒng)不再僅僅控制本平臺,而是實現(xiàn)了包括作業(yè)計劃制定、導(dǎo)航定位、信息搜集分析、數(shù)據(jù)庫管理、信息集中顯示、輔助決策、反水雷作業(yè)實施、作業(yè)效果評估等的全過程控制與“扁平化”指揮;同時,反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)還將鏈接岸上、空中、海上的反水雷作戰(zhàn)力量,進行以網(wǎng)絡(luò)為中心的多平臺協(xié)同作戰(zhàn),實現(xiàn)C4ISRK綜合控制[7]。
反水雷作戰(zhàn)C4ISRK指控是在反水雷作戰(zhàn)系統(tǒng)中采用以計算機為核心的技術(shù)與指揮人員相結(jié)合,對艦船和反水雷武器實施的指揮與控制。其特點是以信息技術(shù)為基礎(chǔ),以信息環(huán)境為依托,以網(wǎng)絡(luò)為中心,用數(shù)字化設(shè)備將反水雷指揮、控制、通信、計算機、情報、專家輔助決策等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)為一體,構(gòu)建反水雷作戰(zhàn)的多維信息空間,實現(xiàn)各類反水雷戰(zhàn)信息資源的共享、作戰(zhàn)信息實時交換。反水雷作戰(zhàn)C4ISRK指控的發(fā)展重點是技術(shù)數(shù)字化、體系一體化、信息多媒體化和全員化、功能多樣化。技術(shù)數(shù)字化,采用數(shù)字化技術(shù)建立反水雷武器系統(tǒng)的通信和控制網(wǎng)絡(luò),使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平適應(yīng)信息作戰(zhàn)的要求,利用各種先進的傳感器技術(shù)和智能化技術(shù),增強多層次、全方位的戰(zhàn)場信息獲取能力[8]。體系一體化,將反水雷作戰(zhàn)系統(tǒng)和各軍兵種信息系統(tǒng)實行多層次、大范圍的綜合連接,將其共同納入一個綜合的大系統(tǒng)中,實現(xiàn)準確的信息傳遞和信息共享,確保一體化作戰(zhàn)整體效能的發(fā)揮[9]。信息多媒體化和全員化,反水雷數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)能以多媒體形式實現(xiàn)信息交流,以實現(xiàn)圖文、視頻的檢索、播放和傳送等,同時信息網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)戰(zhàn)場全員互通,每個操作站位、每個設(shè)備能隨時互通信息[10]。
本文主要介紹了國外第二代中三型著名的反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng),分析了其結(jié)構(gòu)、功能特點,探討了其發(fā)展趨勢,展望了未來第三代反水雷艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng),為國內(nèi)相關(guān)專業(yè)設(shè)計開發(fā)、研制生產(chǎn)相關(guān)系統(tǒng)提供了參考依據(jù)與借鑒素材。
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Development Tendencyof Foreign Naval Vessels'Combat System
LI Ye1NING Yunhui1WANG Dong2
(1.Naval Academy of Armament,Beijing 100161)(2.Department of Training,No.92955Troops of PLA,Qingdao 266100)
The paper introduces the combat systems of foreign mine countermeasure ships,analyses the traits of their structures and functions,and discusses the development tendencies of foreign mine countermeasure ships'combat systems.
mine countermeasure ship,combat system,mine hunter
U674.7DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2015.11.001
2015年5月5日,
2015年6月27日
李燁,男,碩士,助理工程師,研究方向:作戰(zhàn)系統(tǒng)總體。寧云暉,女,碩士,工程師,研究方向:作戰(zhàn)系統(tǒng)總體。王棟,男,碩士,講師,研究方向:航海。