艾　東，　何華云

（海軍東海艦隊， 浙江 寧波， 315122）

現(xiàn)代魚雷定深設(shè)計需求及概想

艾東，何華云

（海軍東海艦隊， 浙江 寧波， 315122）

針對傳統(tǒng)魚雷在定深設(shè)計上存在的主要問題， 提出了現(xiàn)代魚雷定深設(shè)計的需求及概想， 重點闡述了魚雷定深在設(shè)計理念上的3個轉(zhuǎn)變和2個打擊能力的拓展， 以實現(xiàn)提高魚雷作戰(zhàn)效能的目的， 并為新型魚雷及武器系統(tǒng)定深設(shè)計提供參考。

魚雷； 定深設(shè)計； 需求概想

0　引言

魚雷作戰(zhàn)能力的大小是由魚雷的航速、航程、航深、自導(dǎo)作用距離、搜索扇面角、搜索彈道形式及精度、引信作用距離、平臺抗打擊能力、裝藥量等戰(zhàn)技性能指標(biāo)綜合決定的［1］， 其中航深是一個重要的量值指標(biāo)。魚雷運動的三維空間中，水平面運動方向由所探測的目標(biāo)位置決定， 垂直面運動由魚雷彈道及定深決定， 縱向運動由魚雷速度決定， 其中目標(biāo)方位和魚雷速度通常為確定值， 設(shè)定量少， 而深度通常為不確定值， 戰(zhàn)術(shù)運用靈活性、復(fù)雜性較高。多年的演練表現(xiàn)出傳統(tǒng)魚雷的定深方式已越來越不適應(yīng)當(dāng)今作戰(zhàn)快速性、靈活性、智能性的特點， 需要在設(shè)計理念上求取創(chuàng)新和突破， 實現(xiàn)TTPs（戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)與程序）概念下魚雷武器的戰(zhàn)術(shù)邏緝和彈道設(shè)計的戰(zhàn)技契合和戰(zhàn)術(shù)物化［2］。

1　傳統(tǒng)魚雷在深度設(shè)計上存在的主要問題

1.1深度設(shè)定參數(shù)復(fù)雜， 簡捷性不足

潛艇發(fā)射線導(dǎo)魚雷攻擊水面目標(biāo)時， 指揮員要下達(dá)接敵深度、搜索深度、上限深度、下限深度、攻擊深度等參數(shù)多項指令， 參數(shù)值的確定較為復(fù)雜， 對指揮員技戰(zhàn)術(shù)水平有較高要求， 而參數(shù)設(shè)定的依據(jù)主要緣于戰(zhàn)場水文、氣象環(huán)境要求以及各個深度參數(shù)之間的特定關(guān)系， 如接敵深度是隱蔽航渡向目標(biāo)接近的深度， 通常與目標(biāo)不在同一水文層， 比搜索深度大， 比下限深度小， 搜索深度與目標(biāo)處于同一水文層， 位于上限深度、下限深度之間且差值應(yīng)大于5 m。有的魚雷上限深度也是備用聲自導(dǎo)或直航攻擊深度； 有的魚雷下限深度按一定值折算為搜索深度； 有的雷型在潛攻潛作戰(zhàn)時上限深度必須小于目標(biāo)所處深度（設(shè)計上不能突破上限深度攻擊以淺目標(biāo)）， 而下限深度不一定必須大于目標(biāo)所處深度（設(shè)計上可以突破下限深度攻擊以深目標(biāo)）， 為保證本艇安全， 本艇航深與魚雷航深也存在一定關(guān)系。此外，指揮員在使用中反映魚雷預(yù)設(shè)定參數(shù)口令太多，設(shè)定較復(fù)雜， 不夠簡單快捷， 容易出現(xiàn)參數(shù)設(shè)定遺漏、出錯或不合理的情況， 影響了作戰(zhàn)使用效能。特別是當(dāng)潛艇發(fā)現(xiàn)來襲魚雷要發(fā)射魚雷反擊時， 下達(dá)口令太多， 也不利于快速反應(yīng)。

1.2魚雷定深由人工設(shè)定， 難以確定魚雷最佳工作深度

1） 魚雷定深是由指揮員或操作員臨戰(zhàn)時裝定的， 主觀性較強(qiáng)， 無法達(dá)成對魚雷最佳工作深度的確定。這里暫且將人工主導(dǎo)、魚雷被動執(zhí)行的深度控制模式稱為“深度線”設(shè)計。魚雷發(fā)射前， 人工定深并輸入到魚雷， 魚雷發(fā)射后， 在指定的工作深度工作， 這種“深度線”設(shè)計定深有一定主觀臆斷， 可能不能兼顧對目標(biāo)的搜索跟蹤要求和非觸發(fā)引信動作要求， 比如大風(fēng)浪條件下尾流自導(dǎo)魚雷攻擊吃水較淺的水面目標(biāo)， 攻擊深度太淺會造成尾流自導(dǎo)檢測虛警率高， 攻擊深度太深會造成檢測能力下降或非觸發(fā)引信可能不動作。近年在實射某型潛射戰(zhàn)雷攻擊一艘油船的預(yù)先訓(xùn)練中， 發(fā)現(xiàn)該油船尾流強(qiáng)度弱， 魚雷在較淺攻擊深度反而不能捕獲尾流， 后續(xù)訓(xùn)練中人為將魚雷攻擊深度適當(dāng)增大后， 魚雷捕獲能力顯著增強(qiáng)， 經(jīng)過多次摸索， 選擇了一個最佳工作深度，在演習(xí)中成功捕獲跟蹤了尾流并命中靶船。所以針對特定的作戰(zhàn)時間、海域和對象， 魚雷最佳工作深度是存在的， 它既適合魚雷對目標(biāo)的捕獲，也適合對目標(biāo)的引信動作和毀傷。但在實際作戰(zhàn)中， 不可能對作戰(zhàn)目標(biāo)、海域環(huán)境預(yù)先摸底， 人工較難確定最佳攻擊深度。

2） 缺乏首輪攻擊失敗后的“反省和再修正攻擊”機(jī)制， 最佳工作深度也難確定。比如魚雷尾流自導(dǎo)持續(xù)跟蹤， 或聲自導(dǎo)已轉(zhuǎn)近程跟蹤的情況下丟失目標(biāo)， 引信也有信號， 魚雷應(yīng)判斷過靶但未達(dá)到引信動作門限， 魚雷應(yīng)該在后續(xù)攻擊中，根據(jù)不同情況， 有針對性地調(diào)整攻擊深度或引信動作門限等攻擊策略， 但目前的彈道設(shè)計單一，缺乏靈活的“反省和再修正攻擊”機(jī)制。

1.3武器系統(tǒng)缺乏魚雷定深輔助決策手段

武器系統(tǒng)通常解決目標(biāo)運動要素解算和武器發(fā)控、導(dǎo)引問題， 而忽視了魚雷定深等重要武器參數(shù)的輔助決策。特別是在戰(zhàn)術(shù)水聲應(yīng)用上， 武器系統(tǒng)只單純提供水文環(huán)境參數(shù)， 既不決策也不推薦魚雷定深使用， 魚雷深度完全依靠指揮員主觀確定， 對指揮員的技戰(zhàn)術(shù)能力要求較高， 如線導(dǎo)魚雷攻擊水面艦船， 為保持攻擊隱蔽性和有效性， 必須利用水文環(huán)境， 處理本艇航深、魚雷接敵深度、搜索深度和攻擊深度之間的關(guān)系， 達(dá)到使魚雷晚暴露、對本艇少干擾、導(dǎo)引精準(zhǔn)有效、自導(dǎo)早捕獲、引信可靠動作的攻擊目的， 魚雷定深往往是連續(xù)、多次、分時完成， 要求合理、快速、靈活， 十分需要武器系統(tǒng)的輔助決策。

1.4深度設(shè)計上未充分考慮訓(xùn)練需求

以往魚雷設(shè)計從作戰(zhàn)使用考慮較多， 容易忽視魚雷訓(xùn)練中的特殊需求， 如傳統(tǒng)魚雷齊射攻擊深度設(shè)計的是同一深度， 造成部隊擔(dān)心兩雷之間發(fā)生碰撞， 齊射訓(xùn)練難以展開， 又如， 傳統(tǒng)魚雷甚至是部分新型魚雷對水面目標(biāo)的攻擊深度設(shè)計區(qū)間偏窄， 對千噸級以下中小型水面目標(biāo)的打擊攻擊深度不夠淺、對萬噸級以上大型、超大型目標(biāo)的攻擊深度不夠深， 魚雷的能力和威力未充分發(fā)揮； 特別是魚雷最大攻擊深度偏小限制了部隊組織操雷攻擊吃水較大目標(biāo)的訓(xùn)練， 不能適應(yīng)部隊對逐漸列裝的大型水面艦船魚雷攻擊的訓(xùn)練需求， 大型水面艦船對來襲魚雷的防御訓(xùn)練也自然受到限制， 對抗研練搭配不起來。

2　魚雷定深設(shè)計需求及概想

上述問題有些是魚雷自身問題， 有些是武器系統(tǒng)問題， 要解決這些問題， 不能單打一， 必須突破傳統(tǒng)設(shè)計思想， 從設(shè)計理念上實現(xiàn)3個轉(zhuǎn)變，即深度參數(shù)由“射前準(zhǔn)備設(shè)定”向“平時任務(wù)輸入”轉(zhuǎn)變、深度參數(shù)由“人工設(shè)定”向“系統(tǒng)確定”轉(zhuǎn)變， 深度參數(shù)由各參數(shù)“射前人工設(shè)定”向部分參數(shù)“射后魚雷確定”轉(zhuǎn)變。此外， 設(shè)計理念也應(yīng)進(jìn)行2個能力的拓展， 即拓展對千噸級以下中小型水面目標(biāo)、萬噸級以上大型水面目標(biāo)的打擊能力和拓展魚雷淺水作戰(zhàn)能力。

2.1深度參數(shù)由“射前準(zhǔn)備設(shè)定”向“平時任務(wù)輸入”轉(zhuǎn)變

深度參數(shù)的“平時任務(wù)輸入”是指魚雷裝艇后， 在碼頭、航渡中或進(jìn)入作戰(zhàn)海區(qū)時， 在與敵交戰(zhàn)前， 根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)、海區(qū)、作戰(zhàn)對象等要素，在艇載武器系統(tǒng)上預(yù)先完成輸入深度參數(shù)， 并編為任務(wù)代號， 如打擊敵水面戰(zhàn)斗艦艇時編為“任務(wù)一”， 打擊潛艇時編為“任務(wù)二”， 可隨時調(diào)出調(diào)整； 當(dāng)遭遇敵艦艇， 組織魚雷攻擊準(zhǔn)備時，則調(diào)取預(yù)先完成的相應(yīng)任務(wù)參數(shù)， 根據(jù)需要做個別修正， 完成對魚雷深度參數(shù)的快速設(shè)定。這種任務(wù)輸入模式不僅適用于深度參數(shù)輸入， 也適用于更廣泛的魚雷其他參數(shù)設(shè)定。其好處不僅在于能夠縮短魚雷攻擊快速反應(yīng)時間， 而且能夠提高潛艇指揮員確定參數(shù)合理性、減少操作員設(shè)定魚雷參數(shù)時出現(xiàn)的失誤， 因為任務(wù)輸入?yún)?shù)通常是各層級、各平臺指揮員、專業(yè)人員集體研究商定的， 不是單個作戰(zhàn)平臺指揮員臨機(jī)設(shè)定， 相對科學(xué)合理。將個人的戰(zhàn)術(shù)智慧集成為集體智慧， 形成具有一般意義的“標(biāo)準(zhǔn)”程序和軟件， 使作戰(zhàn)效能大幅提高［2］。同時， 預(yù)先任務(wù)輸入時， 時間充裕， 輸入?yún)?shù)可反復(fù)比對， 隨時可調(diào)出進(jìn)行修正，操作出錯率低。

2.2從“人工設(shè)定深度參數(shù)”向“系統(tǒng)確定深度參數(shù)”模式轉(zhuǎn)變

以潛艇線導(dǎo)魚雷攻擊水面艦艇目標(biāo)為例， 傳統(tǒng)魚雷深度參數(shù)有“搜索深度”、“攻擊深度”（通過選擇海況或深度檔位確定）、“上限深度”、“下限深度”、線導(dǎo)導(dǎo)引過程中的“接敵深度”， 這些深度由人工設(shè)定； 設(shè)計優(yōu)化后這些參數(shù)均無需人工輸入， 而是交由武器系統(tǒng)決策確定。武器系統(tǒng)決策的輸入條件為“目標(biāo)吃水深度”、“海深”、“水文聲速梯度”、“海區(qū)水文條件評價”（良、中、差），其中“目標(biāo)吃水深度”、“海深”是人工輸入的， “水文聲速梯度”、“海區(qū)水文條件評價”是武器系統(tǒng)從聲吶系統(tǒng)調(diào)取的， 武器系統(tǒng)根據(jù)魚雷性能、戰(zhàn)術(shù)水聲使用原則輸出魚雷“搜索深度”、“攻擊深度”、“上限深度”、“下限深度”、線導(dǎo)導(dǎo)引過程中的“接敵深度”， 所有這些輸出參數(shù)， 潛艇指揮員均可修正。這種“系統(tǒng)確定深度”模式的優(yōu)點，一是簡化了輸入?yún)?shù)項目， 二是魚雷參數(shù)由系統(tǒng)決策， 智能化、自動化程度高， 三是輸入條件更為全面， 特別是系統(tǒng)引入了水文條件， 根據(jù)戰(zhàn)術(shù)水聲要求， 合理確定魚雷接敵深度、搜索深度，可提高魚雷攻擊效能。

2.3從深度參數(shù)“射前人工設(shè)定”向部分關(guān)鍵深度參數(shù)“射后魚雷確定”轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的深度參數(shù)都是在射前完成設(shè)定的， 隨著魚雷智能化水平的提高， 魚雷對實航水域的環(huán)境有能力進(jìn)行適應(yīng)和自我選擇決策， 魚雷在航行過程中調(diào)查海區(qū)環(huán)境， 根據(jù)目標(biāo)吃水的輸入條件和海區(qū)環(huán)境調(diào)查結(jié)果， 自己決策最佳工作深度，將這種不指定魚雷深度、而是由魚雷自主在一定范圍內(nèi)確定工作深度的設(shè)計模式稱之為“深度段”設(shè)計（對應(yīng)前述“深度線”設(shè)計）。例如線導(dǎo)魚雷尾流自導(dǎo)攻擊水面目標(biāo)， 目標(biāo)吃水4 m， 海深90 m， 只需向魚雷輸入目標(biāo)吃水4 m、海深90 m， 魚雷發(fā)射后自主調(diào)查海況、水文等環(huán)境條件、航行中深度波動情況， 自主決策一個最佳工作深度，即在引信可靠動作條件下對尾流的最佳搜索深度，有可能是幾米， 也有可能是其他不等； 如果一次過靶后， 魚雷引信有信號但未達(dá)到動作門限， 則在后續(xù)彈道中調(diào)整搜索攻擊深度或引信工作門限。魚雷這種自我決策程序根據(jù)情況是可以適時靈活修正的， 如美國MK48 MOD 6AT和MK54魚雷都具有數(shù)字再編程能力， 可根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢和海區(qū)環(huán)境現(xiàn)場改變雷上程序［2］。

又如潛對潛攻擊時， 如果是對噪聲目標(biāo)攻擊，則要排除潛坐海底的靜止目標(biāo)， 減少虛警率， 魚雷應(yīng)根據(jù)海深信息， 自主確定一個下限深度， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)下限深度以深目標(biāo)時， 應(yīng)判為非攻擊目標(biāo)，不進(jìn)行攻擊， 這與傳統(tǒng)的任何情況下均突破下限進(jìn)行攻擊的設(shè)計不同。搜索深度通常采用本艇發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的深度， 由于是緊急攻擊， 通常也就是發(fā)射深度。相反， 如果要攻擊海底固定目標(biāo)， 應(yīng)控制魚雷可以突破下限深度。上限和下限深度值也是由魚雷通過調(diào)查水文環(huán)境， 根據(jù)海深自主確定，若魚雷判斷水文較差， 聲自導(dǎo)有效工作距離較近，則垂直面上魚雷聲自導(dǎo)扇面覆蓋范圍也會較窄，上限和下限深度就應(yīng)分別更貼近海面和海底為宜，搜索深度也與此對應(yīng)； 反之， 應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離海面和海底， 減小海面、海底混響干擾。針對目標(biāo)潛艇可能浮至潛望或半潛狀態(tài)進(jìn)行防御的情況， 魚雷根據(jù)預(yù)先輸入的目標(biāo)深度信息， 自主確定一個上限深度， 滿足對淺水目標(biāo)的攻擊條件， 同時魚雷不能突破上限深度， 防止跳水和減小海面混響干擾， 如果魚雷過靶但引信未動作且引信有動作信號， 則相應(yīng)降低引信動作門限， 若引信無動作信號， 則要相應(yīng)減小上限深度。整個攻擊是一個動態(tài)的、靈活的魚雷智能決策過程。

2.4拓展打擊不同噸位水面目標(biāo)能力和訓(xùn)練適用能力

在設(shè)計上擴(kuò)展魚雷攻擊深度區(qū)間， 減小最小攻擊深度， 拓展對千噸級以下中小型水面目標(biāo)的打擊能力； 增大最大攻擊深度， 特別是設(shè)計上要將航母等超大型艦船作為攻擊對象進(jìn)行研究， 改善魚雷攻擊深度區(qū)間普遍偏窄的問題。通過擴(kuò)展魚雷攻擊深度區(qū)間， 部隊在訓(xùn)練中也能攻擊大型目標(biāo)艦船， 減小魚雷過靶時與目標(biāo)碰撞的風(fēng)險。

2.5拓展魚雷淺水作戰(zhàn)能力

中國東海大陸架面積大， 約510 000 km2， 海洋水深大部分小于100 m， 魚雷定深設(shè)計須適應(yīng)魚雷淺水作戰(zhàn)能力需求， 魚雷可根據(jù)當(dāng)時龍骨下水深自動控制初始彈道， 作戰(zhàn)海區(qū)水深設(shè)計不同初始彈道，以及魚雷作戰(zhàn)系統(tǒng)向其輸入的海區(qū)深度和潛艇龍骨下水深， 自動調(diào)整初始彈道， 拓展?jié)撏~雷作戰(zhàn)使用空間， 提高潛艇魚雷攻擊隱蔽性。

3　基于魚雷定深設(shè)計概想的魚雷戰(zhàn)斗使用流程

基于上述魚雷定深設(shè)計概想， 魚雷定深戰(zhàn)斗使用的簡要流程如圖1所示。

圖1　魚雷定深作戰(zhàn)使用流程圖Fig. 1　Flow chart of operational application for torpedo depth setting

1） 艦艇戰(zhàn)斗出航前或航行過程中， 指揮員向武器系統(tǒng)人工輸入以魚雷定深為主要內(nèi)容的任務(wù)， 建立任務(wù)庫， 進(jìn)行任務(wù)編號， 如打擊運輸船編為任務(wù)一， 打擊某型驅(qū)逐艦編為任務(wù)二， 打擊潛艇編為任務(wù)三等， 并能隨時修正。

2） 魚雷攻擊水面艦艇過程中， 指揮員向武器系統(tǒng)輸入目標(biāo)吃水、海深， 武器系統(tǒng)自主確定深度參數(shù)， 人工可視情修改。

3） 指揮員根據(jù)需要可選擇使用任務(wù)庫參數(shù)攻擊或使用武器系統(tǒng)自主確定的參數(shù)， 選擇后的參數(shù)由武器系統(tǒng)向魚雷輸入。

4） 魚雷發(fā)射出管后， 自我調(diào)查水文環(huán)境， 自主確定或調(diào)整搜索深度或攻擊深度， 人工可通過線導(dǎo)修正； 攻潛魚雷針對活動目標(biāo)和靜止目標(biāo)的不同， 確定不同的攻擊和搜索深度。

5） 魚雷未捕獲目標(biāo)或魚雷過靶后引信未動作， 魚雷根據(jù)前期經(jīng)驗， 調(diào)整工作深度或引信門限， 再次搜索和攻擊。

4　結(jié)束語

魚雷定深設(shè)計十分關(guān)鍵、非常重要， 設(shè)計理念也需持續(xù)創(chuàng)新， 目前缺少系統(tǒng)的《××型魚雷與武器系統(tǒng)定深設(shè)計要求》等類型文件， 魚雷與武器系統(tǒng)、水文環(huán)境、實戰(zhàn)應(yīng)用的貼合不夠， 魚雷自身智能發(fā)揮并不充分， 越來越不適應(yīng)現(xiàn)代魚雷作戰(zhàn)快速性、靈活性、智能性特點， 需要從系統(tǒng)一體化作戰(zhàn)的角度和使用者實際需求， 綜合水聲、指控、武器系統(tǒng)及魚雷自身各方面的力量， 進(jìn)行頂層總體設(shè)計。此外， 武器的戰(zhàn)術(shù)使用必須與武器的工程設(shè)計分析同時考慮， 將作戰(zhàn)使用與武器工程設(shè)計相結(jié)合， 從而產(chǎn)生優(yōu)化的武器系統(tǒng)［3］，充分發(fā)掘現(xiàn)代魚雷武器潛力， 實現(xiàn)魚雷定深戰(zhàn)斗使用的合理快捷與自動智能。

［1］ 張培培， 楊大偉. 魚雷武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能方法研究［J］.艦船科學(xué)技術(shù)， 2010， 32（6）： 76-78， 109.

Zhang Pei-pei， Yang Da-wei. Research on Operational Effectiveness System of Torpedo Weapon System［J］. Ship Science and Technology， 32（6）： 76-78， 109.

［2］ 錢東， 趙江. 關(guān)于戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)與程序的思考與啟示［J］.魚雷技術(shù)， 2015， 23（4）： 241-256.

Qian dong， Zhao Jiang. Discussion on Tactics， Techniques，and Procedures［J］. Torpedo Technology， 23（4）： 241-256.

［3］ 丁振東. 魚雷作戰(zhàn)使用有關(guān)問題研究［J］. 艦船電子工程， 2011， 31（11）： 19-21， 75.

Ding Zhen-dong. Research on Problems of Torpedo Operation Employment［J］. Ship Electronic Engineering， 2011，31（11）： 19-21， 75.

（責(zé)任編輯： 許妍）

Requirements and Concepts of Depth Setting Design for Modern Torpedo

AI Dong，HE Hua-yun
（East Sea Fleet of People′s Liberation of Army Navy， Ningbo 315122， China）

Aiming at the major problems of depth setting design for traditional torpedoes， this paper puts forward requirements and concepts of modern torpedoes′ depth setting design with focus on three transforms of design idea and two expansions of strike ability. This study may improve operational efficiency of a torpedo， and provide a reference for design of new type torpedo and weapon system.

torpedo； depth setting design； requirements and concepts

TJ630.33

A

1673-1948（2015）06-0449-05

10.11993/j.issn.1673-1948.2015.06.011

2015-04-23；

2015-09-21.

艾東（1968-）， 男， 高級工程師， 主要從事水中兵器應(yīng)用研究工作.