徐海珠，袁延藝，余 赟，劉雄厚

(海軍研究院，北京 100161)

0 引 言

航空反潛是重要的反潛作戰(zhàn)方式，其主要作戰(zhàn)平臺(tái)反潛直升機(jī)和固定翼反潛巡邏機(jī)作戰(zhàn)半徑大、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、對(duì)潛探測(cè)效率高[1]，航空反潛魚雷攻潛突發(fā)性強(qiáng)、對(duì)潛搜索效率高、目標(biāo)識(shí)別能力強(qiáng)、命中概率高，對(duì)潛艇造成了巨大威脅[2]。相對(duì)反潛飛機(jī)，潛艇機(jī)動(dòng)性能差、對(duì)空探測(cè)能力弱、對(duì)空攻擊武器少，在潛空對(duì)抗中處于劣勢(shì)。目前，航空反潛魚雷已經(jīng)成為潛艇的主要威脅，研究潛艇對(duì)抗航空反潛魚雷的方法和手段，對(duì)于提高潛艇生存能力具有重要意義。

在航空反潛作戰(zhàn)流程和航空魚雷攻潛特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，研究了潛艇對(duì)抗航空魚雷所需的能力。從潛艇對(duì)航空平臺(tái)的探測(cè)和攻擊、潛艇對(duì)航空魚雷的防御等角度，探討了潛艇對(duì)抗航空魚雷的技術(shù)途徑，最后分析了潛艇對(duì)抗航空魚雷的作戰(zhàn)流程。

1 航空反潛的特點(diǎn)

1.1 航空反潛作戰(zhàn)流程

航空反潛通常有檢查反潛、巡邏反潛和應(yīng)召反潛等作戰(zhàn)方式，其中最常用的是應(yīng)召反潛。應(yīng)召反潛一般是反潛飛機(jī)在接到命令后飛行到任務(wù)海域，綜合運(yùn)用雷達(dá)、目力或紅外方式搜索潛艇。如不能發(fā)現(xiàn)，使用被動(dòng)聲吶浮標(biāo)搜索，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后使用主動(dòng)聲吶浮標(biāo)或磁探儀進(jìn)行精確定位，最后實(shí)施武器攻擊，確認(rèn)擊毀潛艇后返航。航空反潛典型作戰(zhàn)流程如圖1所示。

圖 1 航空反潛作戰(zhàn)流程Fig. 1 Combat process of aviation anti-submarine

1.2 航空魚雷反潛特點(diǎn)

現(xiàn)代航空反潛魚雷通過反潛飛機(jī)投放，采用主被動(dòng)聯(lián)合聲自導(dǎo)和多種目標(biāo)識(shí)別方法，大幅提高了作戰(zhàn)效能，對(duì)潛艇造成了巨大威脅。航空魚雷反潛具有以下特點(diǎn)：

1）攻擊突發(fā)性強(qiáng)。反潛飛機(jī)可用多種手段對(duì)潛艇進(jìn)行快速發(fā)現(xiàn)和精確定位，進(jìn)而發(fā)射反潛魚雷。魚雷入水點(diǎn)距離潛艇近，魚雷航速高，從入水至命中潛艇時(shí)間短[3]，而潛艇對(duì)反潛飛機(jī)和航空反潛魚雷探測(cè)能力弱，預(yù)警時(shí)間短，往往在不知情的情況下被反潛飛機(jī)跟蹤并被航空反潛魚雷攻擊，且潛艇機(jī)動(dòng)性能差，被魚雷跟蹤后生存率較低。

2）對(duì)潛搜索效率高?，F(xiàn)代航空反潛魚雷采用主被動(dòng)聯(lián)合聲自導(dǎo)方式對(duì)潛艇搜索，其自導(dǎo)基陣采用低頻大功率信號(hào)，并采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，進(jìn)行空間和頻率濾波，因而魚雷自導(dǎo)扇面大，搜索距離遠(yuǎn)，跟蹤目標(biāo)數(shù)量多。航空反潛魚雷采用多速制，其中低速搜索有利于降低自噪聲提高自導(dǎo)距離，并降低被攻擊平臺(tái)的報(bào)警距離，高速跟蹤和攻擊可降低目標(biāo)散布誤差，提高跟蹤效率和命中概率。采用寬帶主動(dòng)自導(dǎo)，回波攜帶目標(biāo)信息量大，混響背景相關(guān)性弱，可抵消混響和多途影響。

3）目標(biāo)識(shí)別能力強(qiáng)?，F(xiàn)代魚雷自導(dǎo)裝置采用寬帶多頻段工作體制，并采用頻率分集信號(hào)和跳頻發(fā)射，通過恒虛警處理、回波延時(shí)分析、空間相干分析、LOFAR分析和DEMON分析等技術(shù)，可提取目標(biāo)特征，具有較強(qiáng)的抗人工干擾的能力[4]。尤其是魚雷主動(dòng)自導(dǎo)采用方位走向法、回波相位譜寬度、MUSIC方法、目標(biāo)成像等方法，進(jìn)行目標(biāo)尺度分析，可識(shí)別噪聲干擾器和點(diǎn)源聲誘餌[5,6]。

4）目標(biāo)命中概率高。魚雷自導(dǎo)裝置采用數(shù)字多波束自導(dǎo)，提高了導(dǎo)引精度，且現(xiàn)代航空反潛魚雷具有記憶能力和丟失目標(biāo)再搜索能力，對(duì)已經(jīng)識(shí)別的目標(biāo)記錄其位置，再搜索時(shí)不再理會(huì)，丟失目標(biāo)后可再搜索直至航程耗盡。航空反潛魚雷可對(duì)潛艇尺度測(cè)量后選擇潛艇的薄弱位置進(jìn)行攻擊，采用慣性引信和定向爆破技術(shù)，對(duì)潛艇進(jìn)行垂直命中，單枚魚雷即可重創(chuàng)1艘潛艇。

2 對(duì)抗航空反潛魚雷所需的能力

根據(jù)航空反潛的作戰(zhàn)流程和航空魚雷反潛特點(diǎn)，潛艇必須具備對(duì)反潛飛機(jī)的探測(cè)甚至攻擊能力，對(duì)魚雷的快速報(bào)警能力、快速對(duì)抗能力、軟硬綜合對(duì)抗能力，才能提高對(duì)抗成功率，保證潛艇生存能力。

2.1 對(duì)反潛飛機(jī)的探測(cè)攻擊能力

盡早發(fā)現(xiàn)攜帶魚雷的反潛飛機(jī)，可使?jié)撏崆斑M(jìn)行戰(zhàn)術(shù)規(guī)避，為識(shí)別航空反潛魚雷提供先驗(yàn)信息，還可為潛艇攻擊反潛飛機(jī)提供目標(biāo)指示。潛艇若能裝備對(duì)空攻擊武器，可對(duì)反潛飛機(jī)形成威懾，限制反潛飛機(jī)的作戰(zhàn)能力發(fā)揮，潛艇若能摧毀反潛飛機(jī)，則能最大限度的保證自身安全。

2.2 對(duì)航空反潛魚雷的快速報(bào)警能力

航空反潛魚雷入水距離潛艇近，潛艇防御和反擊可用時(shí)間短，因而潛艇盡早發(fā)現(xiàn)并識(shí)別反潛魚雷，是快速發(fā)射對(duì)抗器材、機(jī)動(dòng)規(guī)避，以及發(fā)射武器攻擊反潛飛機(jī)的重要前提。

2.3 對(duì)航空反潛魚雷的快速對(duì)抗能力

航空反潛魚雷入水距離潛艇近，對(duì)抗實(shí)施的快速性是對(duì)抗成功的關(guān)鍵。潛艇魚雷報(bào)警后，應(yīng)迅速發(fā)射對(duì)抗器材并使對(duì)抗器材快速接近魚雷，使魚雷先發(fā)現(xiàn)并跟蹤對(duì)抗器材，可有效掩護(hù)潛艇規(guī)避。

2.5 對(duì)航空反潛魚雷的軟硬綜合對(duì)抗能力

現(xiàn)代智能聲自導(dǎo)魚雷具備較強(qiáng)的目標(biāo)探測(cè)能力、目標(biāo)識(shí)別能力以及丟失目標(biāo)再搜索能力。對(duì)抗器材應(yīng)具備對(duì)潛艇精細(xì)特征模擬能力、對(duì)魚雷的大范圍干擾能力、對(duì)魚雷毀傷能力，才能徹底消除魚雷威脅。

3 對(duì)抗航空反潛魚雷的關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)潛艇對(duì)抗航空魚雷的所需能力，潛艇水聲對(duì)抗系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展對(duì)反潛飛機(jī)的遠(yuǎn)程探測(cè)技術(shù)、對(duì)反潛飛機(jī)的精確打擊技術(shù)，對(duì)反潛魚雷的快速報(bào)警技術(shù)，水聲對(duì)抗器材的快速發(fā)射技術(shù)、尺度模擬技術(shù)和軟硬綜合對(duì)抗技術(shù)。

3.1 對(duì)反潛飛機(jī)的遠(yuǎn)程探測(cè)技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)對(duì)反潛飛機(jī)的探測(cè)，一是采用浮標(biāo)或無人機(jī)檢測(cè)反潛飛機(jī)的空氣噪聲、無線電通信信號(hào)或進(jìn)行光電偵察，并通過有線或無線方式傳回艇內(nèi)；二是采用潛艇聲吶基陣檢測(cè)反潛飛機(jī)輻射噪聲的入水能量[7]；三是采用潛艇聲吶基陣檢測(cè)反潛飛機(jī)吊放聲吶和聲吶浮標(biāo)的主動(dòng)聲信號(hào)，以及聲吶浮標(biāo)和魚雷入水聲。

以色列拉斐爾公司研制的潛用直升機(jī)探測(cè)浮標(biāo)，可在水面探測(cè)反潛飛機(jī)噪聲，并將信號(hào)通過光纖傳回潛艇進(jìn)行分析識(shí)別[3]。俄羅斯20世紀(jì)80年代也開展了潛艇聲吶基陣探測(cè)反潛飛機(jī)的試驗(yàn)。

3.2 對(duì)航空反潛魚雷的快速報(bào)警技術(shù)

研究表明，根據(jù)航空反潛魚雷入水、啟動(dòng)、加速過程的瞬態(tài)信號(hào)，以及尋的信號(hào)、航行噪聲等特征可對(duì)航空反潛魚雷進(jìn)行識(shí)別報(bào)警。其中，魚雷入水時(shí)的擊水聲是寬帶沖擊信號(hào)，入水的氣泡脈動(dòng)聲是低頻脈沖信號(hào)，魚雷動(dòng)力推進(jìn)裝置啟動(dòng)和加速過程具有一組變化率很高的線譜，圓周搜索段的尋的信號(hào)具有大的多普勒頻移和強(qiáng)度起伏[8]。瞬態(tài)信號(hào)持續(xù)時(shí)間短，不可重復(fù)，且頻帶寬，艇首聲吶工作頻段和觀察范圍一般難以覆蓋，傳統(tǒng)的能量累積的處理方法難以奏效，因而可以改造舷側(cè)基陣以拓寬頻帶和增加對(duì)上部空間的觀察范圍，并采用時(shí)頻分析方法檢測(cè)瞬態(tài)信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)航空反潛魚雷的快速準(zhǔn)確報(bào)警。

德國海軍的潛艇反魚雷防御系統(tǒng)（TCM/TAU-2000）具備魚雷出管、點(diǎn)火等瞬態(tài)噪聲信號(hào)的分析能力[9]。

3.3 對(duì)抗器材的快速發(fā)射技術(shù)

傳統(tǒng)水聲對(duì)抗發(fā)射裝置和對(duì)抗器材不能泡水，魚雷報(bào)警后首先要對(duì)發(fā)射管進(jìn)行注水后才能發(fā)射，耽誤了時(shí)間。隨著發(fā)射裝置和對(duì)抗器材耐腐能力的提高，對(duì)抗器材可在發(fā)射管內(nèi)以濕式儲(chǔ)存的方式省略注水時(shí)間，進(jìn)而大幅提高發(fā)射反應(yīng)速度。另外，航空反潛魚雷從潛艇上方來襲，對(duì)抗器材出管后，應(yīng)立刻向上機(jī)動(dòng)快速接敵，使魚雷首先發(fā)現(xiàn)對(duì)抗器材，同時(shí)潛艇向相反方向機(jī)動(dòng)，可進(jìn)一步提高潛艇生存概率。

德國和意大利聯(lián)合研制的CIRCE潛艇魚雷防御系統(tǒng)中，模塊化發(fā)射裝置安裝在潛艇上甲板的耐壓殼體外[9]，一次可快速發(fā)射多枚水聲對(duì)抗器材，有效對(duì)抗線導(dǎo)、聲自導(dǎo)魚雷。

3.4 對(duì)抗器材的尺度模擬技術(shù)

當(dāng)前魚雷主要采用主動(dòng)聲自導(dǎo)的對(duì)目標(biāo)進(jìn)行水平尺度識(shí)別，要模擬目標(biāo)回波的方位延展特性，可通過多點(diǎn)接力回波的方式，目前主要有線陣聲誘餌和網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同聲誘餌等技術(shù)。線陣聲誘餌是在自航式聲誘餌的尾部拖曳線列陣，首先接收魚雷尋的信號(hào)并測(cè)量其方位，然后控制拖線陣的各換能器依次發(fā)射，以應(yīng)答魚雷尋的信號(hào)[10]，這種方法需要解決自航式聲誘餌拖線陣的釋放技術(shù)和聲誘餌的邊收邊發(fā)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同聲誘餌是指潛艇一次發(fā)射多枚聲誘餌，聲誘餌之間采用水聲通信的方式，按照一定的時(shí)序和脈沖展寬應(yīng)答魚雷尋的信號(hào)，該方法需要潛艇具備同時(shí)發(fā)射多枚聲誘餌的能力，以及多枚聲誘餌在復(fù)雜水聲環(huán)境下協(xié)同工作的能力[11]。

美軍的下一代水聲對(duì)抗技術(shù)（NGCM）中[11]，潛艇可一次發(fā)射多枚聲誘餌，聲誘餌通過水聲通信組網(wǎng)，探測(cè)來襲魚雷方位并協(xié)同對(duì)抗，還可與潛艇平臺(tái)通信，大幅提高魚雷防御作戰(zhàn)效能。

3.5 對(duì)抗器材的軟硬綜合對(duì)抗技術(shù)

傳統(tǒng)聲誘餌僅具備聲學(xué)誘騙功能，現(xiàn)代聲自導(dǎo)魚雷可識(shí)別并繼續(xù)攻擊潛艇，即便魚雷跟蹤了聲誘餌但是魚雷引信不動(dòng)作，魚雷仍會(huì)再次搜索并攻擊潛艇。潛艇對(duì)抗空投反潛魚雷的軟硬綜合對(duì)抗手段，主要有魚雷引信誘騙技術(shù)、引爆式聲誘餌技術(shù)[12]、魚雷攔截網(wǎng)和反魚雷魚雷技術(shù)。其中引爆式聲誘餌的關(guān)鍵技術(shù)是確定引爆時(shí)機(jī)，可采用高頻主動(dòng)聲基陣測(cè)量來襲魚雷距離，在魚雷距離最近處爆炸。反魚雷魚雷的關(guān)鍵技術(shù)是制導(dǎo)技術(shù)，可采用線導(dǎo)、主被動(dòng)聲自導(dǎo)、跟蹤尋的信號(hào)自導(dǎo)等方式實(shí)現(xiàn)。

美國在20世紀(jì)80年代對(duì)其ADCMK-2懸浮式對(duì)抗器材加裝炸藥，以色列也發(fā)展了Torbuster型引爆式聲誘餌，歐洲也正以MU90為基礎(chǔ)研制反魚雷魚雷[9]。

3.6 對(duì)反潛飛機(jī)的精確打擊技術(shù)

潛艇若能采用潛空導(dǎo)彈將敵反潛飛機(jī)摧毀，則能最大限度的保證自身安全。使用潛空導(dǎo)彈需要解決目標(biāo)指示和導(dǎo)彈制導(dǎo)問題。潛艇可利用聲吶基陣或浮標(biāo)檢測(cè)反潛飛機(jī)的輻射噪聲、聲吶浮標(biāo)和吊放聲吶的主動(dòng)聲信號(hào)、以及航空反潛魚雷和聲吶浮標(biāo)入水聲，或檢測(cè)航空聲吶浮標(biāo)無線電信號(hào)等，識(shí)別反潛飛機(jī)并給出目標(biāo)指示，進(jìn)而發(fā)射導(dǎo)彈攻擊反潛飛機(jī)。導(dǎo)彈制導(dǎo)主要可以采用主被動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)、紅外制導(dǎo)、激光制導(dǎo)、潛艇線導(dǎo)等方式。

目前正在研制和已投入使用的潛空導(dǎo)彈主要有美國研制的西埃姆、法德聯(lián)合研制的“獨(dú)眼巨人”、德

國和挪威聯(lián)合研制的海神潛空導(dǎo)彈、俄羅斯裝備的SA-N-8潛空導(dǎo)彈等[13]。

4 對(duì)抗航空反潛魚雷的作戰(zhàn)流程

通過敏感海域時(shí)，潛艇聲吶對(duì)反潛飛機(jī)噪聲、主動(dòng)聲吶浮標(biāo)和吊放聲吶等信號(hào)進(jìn)行全時(shí)警戒，必要時(shí)發(fā)射浮標(biāo)或無人機(jī)，在海面通過無線電、光電、空氣噪聲探測(cè)反潛飛機(jī)。發(fā)現(xiàn)反潛飛機(jī)后，立即隱蔽到躍層下，或以低噪聲工況規(guī)避反潛飛機(jī)探測(cè)，同時(shí)準(zhǔn)備好水聲對(duì)抗器材和潛射對(duì)空導(dǎo)彈。一旦魚雷報(bào)警并識(shí)別為航空反潛魚雷，立刻發(fā)射聲誘餌、聲干擾器或反魚雷魚雷等對(duì)抗器材，干擾、誘騙和毀傷魚雷。若能對(duì)反潛飛機(jī)進(jìn)行跟蹤，還可發(fā)射潛空導(dǎo)彈對(duì)反潛飛機(jī)進(jìn)行攻擊。潛艇對(duì)抗航空反潛魚雷作戰(zhàn)流程如圖2所示。

圖 2 潛艇對(duì)抗航空反潛魚雷作戰(zhàn)流程Fig. 2 Combat process of submarine against a aircraft torpedo

5 結(jié) 語

隨著航空搜潛技術(shù)和攻潛技術(shù)的發(fā)展，潛艇面臨的威脅越來越嚴(yán)峻，在潛空對(duì)抗中潛艇的生存率越來越低。潛艇應(yīng)該加快發(fā)展對(duì)反潛飛機(jī)的探測(cè)技術(shù)和打擊技術(shù)，以及對(duì)反潛魚雷的快速報(bào)警、快速防御和軟硬對(duì)抗技術(shù)，以提高自身的生存能力。

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