吳福初，石文星，吳杰

（海軍航空工程學(xué)院，山東煙臺264001）

艦載直升機(jī)遠(yuǎn)海伴隨護(hù)航能力問題研究

吳福初，石文星，吳杰

（海軍航空工程學(xué)院，山東煙臺264001）

針對艦載直升機(jī)遠(yuǎn)海伴隨護(hù)航能力評估問題，在分析艦載直升機(jī)遠(yuǎn)海護(hù)航行動(dòng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立了海盜脅持船只所需時(shí)間和艦載直升機(jī)反脅持行動(dòng)所需時(shí)間計(jì)算模型，對艦載直升機(jī)所能有效護(hù)航的船舶數(shù)量進(jìn)行了仿真，指出了遠(yuǎn)海護(hù)航過程中艦載直升機(jī)作戰(zhàn)使用應(yīng)重點(diǎn)把握的問題，并據(jù)此提出了相關(guān)建議。

遠(yuǎn)海護(hù)航，艦載直升機(jī)，護(hù)航能力

0　引言

自2008年12月26日至今，我海軍已先后派出16批艦艇編隊(duì)遠(yuǎn)涉重洋，赴亞丁灣、索馬里海域執(zhí)行護(hù)航任務(wù)。護(hù)航實(shí)踐證明，艦載直升機(jī)憑借其機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)迅速、應(yīng)付突發(fā)事件能力強(qiáng)等優(yōu)勢，在巡邏警戒、警示驅(qū)離、戰(zhàn)斗輸送、調(diào)查取證等戰(zhàn)斗任務(wù)以及物資輸送、搜索救護(hù)、人員換乘等勤務(wù)保障任務(wù)方面，均發(fā)揮了其他兵力無可替代的作用。但由于護(hù)航海區(qū)情況復(fù)雜、海盜活動(dòng)猖獗［1］，各種突發(fā)緊急情況隨時(shí)可能發(fā)生，而護(hù)航編隊(duì)攜帶的直升機(jī)數(shù)量少、留空時(shí)間短、出動(dòng)次數(shù)受限，使得艦載直升機(jī)任務(wù)的廣泛性、艱巨性和其數(shù)量、出動(dòng)能力有限性之間的矛盾十分突出。本文根據(jù)艦載直升機(jī)遠(yuǎn)海護(hù)航行動(dòng)的特點(diǎn)和要求，對艦載直升機(jī)遠(yuǎn)海護(hù)航能力進(jìn)行深入的分析和研究，對于充分發(fā)揮艦載直升機(jī)的護(hù)航效能，提高編隊(duì)的遠(yuǎn)海護(hù)航能力具有重要意義。

1　艦載直升機(jī)遠(yuǎn)海護(hù)航行動(dòng)特點(diǎn)

我海軍艦艇編隊(duì)赴亞丁灣、索馬里海域遂行護(hù)航任務(wù)，以驅(qū)離海盜、懾止其脅持行動(dòng)，保障被護(hù)船只和人員安全為首要，并不以尋殲海盜為目標(biāo)［2］。根據(jù)艦艇編隊(duì)遠(yuǎn)海護(hù)航實(shí)踐，艦載直升機(jī)的遠(yuǎn)海護(hù)航行動(dòng)，除了具有駐艦時(shí)間長、后勤裝備保障困難等基本特點(diǎn)外，還具有以下主要特點(diǎn)：

1.1政策性、原則性強(qiáng)

我海軍艦艇編隊(duì)的遠(yuǎn)海護(hù)航行動(dòng)，以維護(hù)國家利益，保障被護(hù)船舶和人員安全為首要，兵力行動(dòng)敏感，涉外因素多，是政治性、政策性、全局性很強(qiáng)的非戰(zhàn)爭軍事行動(dòng)［3］。自我艦艇編隊(duì)赴亞丁灣、索馬里海域?qū)嵤┳o(hù)航行動(dòng)以來，中央軍委、總部和海軍高度關(guān)注，下發(fā)了一系列有關(guān)政治、外交和處置各種突發(fā)情況的政策、規(guī)定和要求，明確指出護(hù)航行動(dòng)必須堅(jiān)決貫徹“懾防為主、慎重打擊，自主行動(dòng)、有限合作”的基本原則，在海盜不對我船舶和人員構(gòu)成直接威脅的情況下，主要通過顯示軍事存在、體現(xiàn)護(hù)航的能力和決心的方式，有效震懾海盜，迫使海盜主動(dòng)放棄脅持圖謀，從而使艦載直升機(jī)的使用具有較強(qiáng)的政策性和原則性。

1.2預(yù)警時(shí)間短，反應(yīng)速度要求高

一方面，由于艦艇編隊(duì)一次伴隨護(hù)航的商船數(shù)量較多，加之商船噸位較大，海盜通常能在6 n mile～8nmile距離上發(fā)現(xiàn)并確定脅持目標(biāo)，并以25kn～30kn的速度高速接近，實(shí)施脅持行動(dòng)［4］；另一方面，由于海盜快艇干舷低、雷達(dá)反射面積小，我艦載雷達(dá)、艦載光電偵察設(shè)備，通常最遠(yuǎn)僅能發(fā)現(xiàn)距離3 n mile～6 n mile高速航行的海盜快艇，致使艦載直升機(jī)使用過程中所擁有的預(yù)警時(shí)間十分有限，從而對直升機(jī)的反應(yīng)速度提出了很高的要求。

1.3兵力數(shù)量有限、任務(wù)廣泛艱巨

遠(yuǎn)海護(hù)航過程中，艦載直升機(jī)作為處置海盜突發(fā)威脅的主要兵力，既要擔(dān)負(fù)巡邏警戒、警示驅(qū)離、戰(zhàn)斗輸送、調(diào)查取證等戰(zhàn)斗任務(wù)，又要根據(jù)需要遂行物資輸送、搜索救護(hù)、人員換乘等勤務(wù)保障任務(wù)。而現(xiàn)有單艘護(hù)航艦艇通常僅攜帶1～2架直升機(jī)，致使護(hù)航過程中，艦載直升機(jī)數(shù)量、出動(dòng)能力的有限性與任務(wù)的多樣性、艱巨性之間的矛盾十分突出。

2　艦載直升機(jī)伴隨護(hù)航能力分析

伴隨護(hù)航是指護(hù)航艦艇編隊(duì)根據(jù)任務(wù)指揮所明確的護(hù)航行動(dòng)計(jì)劃和被護(hù)船舶信息，按約定時(shí)間，在指定的護(hù)航海區(qū)實(shí)施的護(hù)航行動(dòng)。伴隨護(hù)航具有一次性護(hù)送船舶數(shù)量較多、安全系數(shù)高且節(jié)省護(hù)航兵力等優(yōu)點(diǎn)，是艦艇編隊(duì)護(hù)航行動(dòng)采用的主要方式［5］。根據(jù)艦艇編隊(duì)遠(yuǎn)海護(hù)航行動(dòng)特點(diǎn)，艦載直升機(jī)遠(yuǎn)海伴隨護(hù)航能力，可由艦載直升機(jī)所能護(hù)衛(wèi)的最大船舶數(shù)量來表征。艦載直升機(jī)所能護(hù)衛(wèi)的最大船舶數(shù)量受到海盜脅持船只所需時(shí)間、艦載直升機(jī)反脅持行動(dòng)所需時(shí)間（包括起飛所需時(shí)間和接敵所需時(shí)間）的直接影響。

2.1海盜脅持船只所需時(shí)間模型

海盜脅持船只所需時(shí)間，是指海盜自確定脅持目標(biāo)至登上所脅持船只所需的時(shí)間。

2.1.1模型的建立

目前，索馬里海盜已擁有GPS定位儀、無線電通信器材、海事衛(wèi)星電話甚至海面搜索雷達(dá)等較為先進(jìn)的裝備［4］，通常能在6 n mile～8 n mile的距離上發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并立即實(shí)施脅持行動(dòng)。海盜脅持被護(hù)船只時(shí)雙方態(tài)勢，如圖1所示。

圖1　海盜脅持船只時(shí)雙方態(tài)勢示意圖

設(shè)海盜發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，于T時(shí)刻由B點(diǎn)向脅持目標(biāo)快速接近，此時(shí)目標(biāo)位于A點(diǎn)，雙方相距D公里，航向航速不變。經(jīng)過T脅時(shí)間后，海盜快艇與目標(biāo)于C點(diǎn)相遇。圖中，α為T時(shí)刻海盜快艇相對于被脅持船只的舷角，vd為海盜快艇的平均運(yùn)動(dòng)速度，v0為商船運(yùn)動(dòng)速度。

則由余弦定理可知：

2.1.2仿真結(jié)果

由式（1）可知，海盜脅持船只所需時(shí)間，主要由海盜發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離、海盜快艇與商船編隊(duì)的運(yùn)動(dòng)速度，以及海盜快艇相對于被脅持船只的初始舷角確定。假設(shè)海盜快艇平均速度為25 kn，商船編隊(duì)平均速度為12 kn，通過仿真得到海盜脅持船只所需時(shí)間如圖2所示。

圖2　海盜脅持船只所需時(shí)間

由圖2可知，海盜脅持船只尤其是從編隊(duì)前方來襲脅持船只所需時(shí)間是非常短暫的。2009年7月31日，“蘇伊士”號商船從發(fā)出求救信號到首批海盜登船僅間隔5 min，這一案例也充分證明了這一點(diǎn)。因此，編隊(duì)海上航行過程中，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對周邊海區(qū)尤其是航向前方海區(qū)的敵情觀察，盡早發(fā)現(xiàn)敵來襲目標(biāo)，為護(hù)航兵力采取有效的處置措施爭取時(shí)間。

2.2艦載直升機(jī)反脅持行動(dòng)所需時(shí)間模型

艦載直升機(jī)反脅持行動(dòng)所需時(shí)間，是指編隊(duì)自發(fā)現(xiàn)海盜威脅起至艦載直升機(jī)飛臨被脅持船只上空，對海盜采取有效反脅持行動(dòng)所需的時(shí)間。艦載直升機(jī)反脅持行動(dòng)所需時(shí)間，由艦載直升機(jī)起飛所需時(shí)間、接敵所需時(shí)間和艦載直升機(jī)采取驅(qū)離行動(dòng)所需的時(shí)間決定。

考慮到艦載直升機(jī)對海盜具有強(qiáng)大的震懾作用，海盜在尚未登船成功脅持，而艦載直升機(jī)已及時(shí)飛臨威脅處置陣位的情況下，通常會(huì)知難而退，放棄脅持圖謀。所以，根據(jù)海盜脅持商船的行動(dòng)特點(diǎn)，艦載直升機(jī)采取有效反脅持行動(dòng)所需的時(shí)間，主要由艦載直升機(jī)起飛所需時(shí)間及其前出飛臨威脅處置陣位所需的時(shí)間決定。

2.2.1艦載直升機(jī)起飛所需時(shí)間T起飛

艦載直升機(jī)起飛所需時(shí)間，是指護(hù)航編隊(duì)發(fā)現(xiàn)海盜目標(biāo)起，到艦載直升機(jī)完成各項(xiàng)準(zhǔn)備工作后，開始出航所需的時(shí)間。根據(jù)艦載直升機(jī)起飛的組織準(zhǔn)備過程，T起飛可由下式計(jì)算：

式中，T報(bào)告為護(hù)航艦艇或被護(hù)船只發(fā)現(xiàn)海盜威脅后，上報(bào)情況所需的時(shí)間；

T決心為編隊(duì)指揮員定下兵力使用決心所需的時(shí)間；

T下令為編隊(duì)指揮所向艦載直升機(jī)下達(dá)命令至飛行員接受命令所需的時(shí)間；

T轉(zhuǎn)級為艦載直升機(jī)從所處值班狀態(tài)轉(zhuǎn)換到一等戰(zhàn)斗值班狀態(tài)所需的等級轉(zhuǎn)進(jìn)時(shí)間；

T出航為艦載直升機(jī)從一等戰(zhàn)斗值班狀態(tài)下應(yīng)急起飛到開始出航所需的時(shí)間。

由式（2）可知，在編隊(duì)指揮員和機(jī)組人員訓(xùn)練水平一定的情況下，艦載直升機(jī)從載艦起飛所需的時(shí)間，主要由艦載直升機(jī)所處的戰(zhàn)斗值班狀態(tài)及其轉(zhuǎn)級所需時(shí)間決定。表1為某型艦載直升機(jī)應(yīng)急起飛時(shí)間表。

表1　某型艦載直升機(jī)應(yīng)急起飛時(shí)間表

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，結(jié)合圖2所示海盜脅持船只所需時(shí)間可知，艦載直升機(jī)應(yīng)急起飛時(shí)間相對較長，極有可能出現(xiàn)護(hù)航過程中，由于艦載直升機(jī)戰(zhàn)斗值班等級低，轉(zhuǎn)進(jìn)時(shí)間過長，在海盜脅持船舶所需時(shí)間內(nèi)，無法及時(shí)抵達(dá)威脅處置陣位，對海盜有效采取處置行動(dòng)的情況。所以，要提高直升機(jī)處置效率，一方面要求指揮員根據(jù)海盜威脅情況，適時(shí)提高直升機(jī)戰(zhàn)斗值班等級；另一方面要加強(qiáng)飛行機(jī)組應(yīng)急起飛能力的訓(xùn)練，以提高艦載直升機(jī)的反應(yīng)速度。

2.2.2艦載直升機(jī)接敵所需時(shí)間T接敵

艦載直升機(jī)接敵所需時(shí)間，是指艦載直升機(jī)起飛升空后，前出飛臨被脅持船只上空，抵達(dá)威脅處置陣位所需的時(shí)間。艦載直升機(jī)接敵所需時(shí)間，與被護(hù)船隊(duì)的規(guī)模、編組隊(duì)形以及艦載直升機(jī)的接敵速度等因素有關(guān)。

設(shè)被護(hù)船舶數(shù)量為m×n（其中，m為縱隊(duì)數(shù)，n為單縱隊(duì)船舶數(shù)量）、船隊(duì)長度為L、寬度為W，船舶間橫向距離為Ws，縱向距離為Ls，商船平均長度為Lc。假設(shè)A點(diǎn)為某時(shí)刻載艦所在位置，L1為載艦與隊(duì)尾商船的縱向距離，W1為載艦與船隊(duì)的橫向距離。從最不利的情況考慮，設(shè)海盜從正面脅持第m縱隊(duì)第一艘商船，如圖3所示，圖中，φ為載艦相對于被威脅船只的舷角，θ1、θ2分別為載艦、被威脅船只相對于被護(hù)船隊(duì)第一縱隊(duì)隊(duì)尾船只的舷角。

圖3　直升機(jī)反脅持行動(dòng)態(tài)勢示意圖

則由余弦定理可知，護(hù)航艦艇與被威脅船只的距離S斜滿足：

其中：W=（m-1）·Ws；L=nLc+（n-1）Ls。

設(shè)編隊(duì)判明海盜威脅時(shí)，直升機(jī)從載艦起飛，飛抵威脅處置陣位過程中編隊(duì)航行距離為S船，則有：

其中：D為海盜與被脅持船只之間的初始距離；

v0為編隊(duì)平均航速；

vd為脅持過程中海盜快艇平均速度。

根據(jù)余弦定理，艦載直升機(jī)從載艦起飛，飛抵威脅處置陣位的機(jī)動(dòng)距離D飛為：

根據(jù)式（3）～式（5）得艦載直升機(jī)接敵所需時(shí)間T接敵為：

其中：vz為艦載直升機(jī)接敵過程中的平均飛行速度。

2.3艦載直升機(jī)有效護(hù)衛(wèi)船舶的最大數(shù)量

2.3.1模型的建立

根據(jù)海盜活動(dòng)規(guī)律，脅持過程中，海盜一般乘坐快艇，使用自動(dòng)步槍、單兵火箭筒及各種攀爬索具，必須抵近目標(biāo)攀爬登船才能達(dá)成劫持目的，而艦載直升機(jī)對海盜具有強(qiáng)大的震懾作用。因此，艦載直升機(jī)能否在海盜抵近被脅持船舶之前抵達(dá)處置陣位，是衡量艦載直升機(jī)處置海盜威脅行動(dòng)成敗的重要標(biāo)志。因此，伴隨護(hù)航過程中，艦載直升機(jī)有效護(hù)衛(wèi)船舶的最大數(shù)量應(yīng)滿足：

式中，T起飛為艦載直升機(jī)從不同戰(zhàn)斗值班狀態(tài)下應(yīng)急起飛所需時(shí)間；

D發(fā)為編隊(duì)發(fā)現(xiàn)海盜威脅時(shí)，海盜與被脅持船只之間的距離；

vd為脅持過程中海盜快艇的平均運(yùn)動(dòng)速度；

v0為被護(hù)船隊(duì)的運(yùn)動(dòng)速度；

T接敵為艦載直升機(jī)接敵所需時(shí)間，其計(jì)算模型由式（6）給出。

2.3.2仿真結(jié)果

根據(jù)護(hù)航實(shí)踐，單艘護(hù)航艦艇實(shí)施伴隨護(hù)航時(shí)，通常配置于編隊(duì)左舷（或右舷）適當(dāng)位置。根據(jù)所構(gòu)建的艦載直升機(jī)起飛所需時(shí)間、接敵所需時(shí)間計(jì)算模型，結(jié)合式（7）的約束條件，以單艦配置于編隊(duì)左舷正中位置的情況為例，通過仿真得出伴隨護(hù)航過程中，在不同的發(fā)現(xiàn)距離上，艦載直升機(jī)不同值班狀態(tài)（見表1）下從載艦應(yīng)急起飛，所能有效護(hù)衛(wèi)船只的最大數(shù)量，分別見圖4、圖5。

圖4　發(fā)現(xiàn)距離為6 n mile時(shí)直升機(jī)所能護(hù)衛(wèi)船舶數(shù)量

圖5　發(fā)現(xiàn)距離為5 n mile時(shí)直升機(jī)所能護(hù)衛(wèi)船舶數(shù)量

3　對艦載直升機(jī)護(hù)航能力分析的思考和建議

由圖4、圖5可知，艦載直升機(jī)在一定條件下具備伴隨護(hù)航較大規(guī)模商船編隊(duì)的能力，在艦艇編隊(duì)遂行遠(yuǎn)海護(hù)航任務(wù)過程中起到至關(guān)重要的作用。

①艦載直升機(jī)戰(zhàn)斗值班等級，是影響其起飛所需時(shí)間的重要因素，從而對其伴隨護(hù)航能力產(chǎn)生重要影響。低等級戰(zhàn)斗值班狀態(tài)下，艦載直升機(jī)應(yīng)急起飛所需時(shí)間長，可能出現(xiàn)在海盜脅持船舶時(shí)間內(nèi)無法及時(shí)抵達(dá)處置陣位，消除海盜威脅的情況。而高等級戰(zhàn)斗值班狀態(tài)下，艦載直升機(jī)長時(shí)間位甲板起降平臺，受高溫、高濕、高鹽環(huán)境的影響，容易導(dǎo)致裝備故障。機(jī)組人員也可能因長時(shí)間位機(jī)艙，精神高度緊張，導(dǎo)致遂行任務(wù)能力下降。因此，實(shí)際護(hù)航過程中，指揮員要綜合運(yùn)用各種偵察手段，及時(shí)掌握航行海區(qū)情況、科學(xué)評估海區(qū)海盜威脅程度、全面考慮被護(hù)編隊(duì)規(guī)模、艦載直升機(jī)性能等因素，合理確定艦載直升機(jī)的戰(zhàn)斗值班等級和轉(zhuǎn)進(jìn)時(shí)機(jī)，使其處于合適的值班狀態(tài)，以保證艦載直升機(jī)護(hù)航能力的發(fā)揮。

②編隊(duì)發(fā)現(xiàn)海盜的距離是影響艦載直升機(jī)伴隨護(hù)航能力的重要因素。在較大距離上發(fā)現(xiàn)海盜快艇，能給艦載直升機(jī)實(shí)施反脅持行動(dòng)贏得充裕的處置時(shí)間，從而大大提高其護(hù)航能力。海盜快艇噸位小、干舷低、機(jī)動(dòng)速度快，現(xiàn)有護(hù)航兵力難以在較遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確判別海盜目標(biāo)。雖然艦載直升機(jī)可以遂行巡邏警戒任務(wù)，但艦載直升機(jī)數(shù)量有限，留空時(shí)間短，很難提供全時(shí)警戒。考慮到無人偵察機(jī)具有留空時(shí)間長，偵察半徑大、受海盜威脅小等優(yōu)勢。建議護(hù)航艦艇配備艦載無人偵察機(jī)，以彌補(bǔ)編隊(duì)預(yù)警能力的不足，提高艦載直升機(jī)的使用效率和編隊(duì)的整體護(hù)航能力。

③被護(hù)船舶的隊(duì)形和間距，決定被護(hù)船隊(duì)的分布范圍，從而對艦載直升機(jī)的伴隨護(hù)航能力產(chǎn)生直接影響。護(hù)航過程中，被護(hù)船隊(duì)長度越長、寬度越寬，要求艦載直升機(jī)有效掩護(hù)的海域范圍就越大，艦載直升機(jī)處置海盜威脅所需機(jī)動(dòng)的距離就越大，被護(hù)船只受保護(hù)的安全程度就越低。為此，在確保編隊(duì)航行安全和進(jìn)行必要的機(jī)動(dòng)、規(guī)避及處置突發(fā)情況需要的前提下，適當(dāng)增加被護(hù)船隊(duì)的縱隊(duì)數(shù)，減小編隊(duì)船舶之間的距離，并保持嚴(yán)整的航渡隊(duì)形，有利于縮短艦載直升機(jī)前出處置威脅所需的機(jī)動(dòng)距離，從而增加艦載直升機(jī)所能有效護(hù)衛(wèi)船舶的數(shù)量。為此，護(hù)航過程中，編隊(duì)指揮員應(yīng)根據(jù)航行海區(qū)海況和能見度等條件，合理確定被護(hù)船隊(duì)的編組隊(duì)形和間距。

4　結(jié)束語

遠(yuǎn)海護(hù)航已成為我海軍非戰(zhàn)爭條件下的一項(xiàng)常態(tài)化軍事任務(wù)，如何充分發(fā)揮艦載直升機(jī)作戰(zhàn)能力，有效應(yīng)對海盜威脅，是護(hù)航編隊(duì)指揮員十分關(guān)心的問題。本文以單艦為商船編隊(duì)實(shí)施伴隨護(hù)航為背景，在分析艦載直升機(jī)遠(yuǎn)海護(hù)航行動(dòng)特點(diǎn)，建立海盜脅持船只所需時(shí)間和艦載直升機(jī)反海盜脅持行動(dòng)所需時(shí)間模型的基礎(chǔ)上，對艦載直升機(jī)伴隨護(hù)航能力進(jìn)行了深入的研究，得出了不同條件下，艦載直升機(jī)所能有效護(hù)航的商船最大數(shù)量，并提出了護(hù)航過程中艦載直升機(jī)使用應(yīng)重點(diǎn)把握的問題和相關(guān)建議，具有較好的參考價(jià)值。

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Research on Assessment of Ship Escort Ability of Ship-based Helicopter in Open Sea

WU Fu-chu，SHI Wen-xing，WU Jie
（Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai 264001，China）

This paper focuses on the assessment of ship escort ability of ship-based helicopter in open sea area.Bases on the characters of escort action of ship-based helicopter，models are built to calculate the time required for pirate to hijack ships and for ship-based helicopter to anti-hijack，the ship number protected by ship-based helicopter is calculated，the essentials needs to be paid attention to during the process of ship escort are pointed out，and some advices are proposed to guide ship escort. This paper would improve the ship escort ability of ship-based helicopter.

ship escort ability in open sea area，ship-based helicopter，ship escort ability

E926

A

1002-0640（2015）08-0066-04

2014-07-05

2014-08-06

吳福初（1963-），男，江蘇宜興人，教授，博士。研究方向：海軍兵種戰(zhàn)術(shù)學(xué)航空反潛戰(zhàn)術(shù)。