吳福初，高麗媛，張楊，周玲宇

（海軍航空大學，山東煙臺264001）

潛艇是航母在航渡過程中面臨的最大威脅，編隊指揮員如何根據(jù)潛艇威脅進行警戒兵力的合理配置是極為關鍵和亟待解決的問題。攜帶拖曳線列陣聲吶的水面艦艇（以下簡稱聲吶艦）是航渡過程中航母中程對潛防御的主要力量之一[1]。如何科學評估聲吶艦的對潛警戒能力，是航渡過程中航母編隊指揮員進行航母中程反潛區(qū)警戒兵力配置和使用必須首先考慮和解決的基本問題[2-4]。從掌握的文獻資料看，在國內針對航母編隊航渡過程中聲吶艦對潛警戒能力的研究，大多假設航母警戒線為圓形，并以此為前提進行研究，而對警戒縱深進行深入研究還很少見。本文以航渡過程中航母編隊警戒兵力反潛防御作戰(zhàn)為背景，在分析航母中程反潛區(qū)聲吶艦反潛作戰(zhàn)目的、要求的基礎上，結合航渡過程中聲吶艦的反潛作戰(zhàn)過程及其戰(zhàn)術行動方法，構建了航母中程反潛區(qū)聲吶艦對潛警戒縱深計算模型，并通過仿真計算，得出了典型條件下航母中程反潛區(qū)聲吶艦的對潛警戒扇面角。所得結論可為航母中程反潛區(qū)聲吶艦的配置和作戰(zhàn)使用提供理論依據(jù)與參考。

1 航母中程反潛區(qū)反潛作戰(zhàn)的目的和要求

航渡過程中，航母編隊指揮員必須根據(jù)敵潛艇中近程反艦導彈的攻擊范圍，從有效應對敵潛艇導彈魚雷攻擊威脅，保障航母航渡安全的要求出發(fā)，構建遠、中、近多層立體對潛防御體系[5]。其中，航母中程反潛區(qū)，是指為有效應對敵潛艇中近程反艦導彈（以下簡稱反艦導彈）攻擊威脅，保障航渡過程中航母的安全，而由聲吶艦和反潛直升機所構成的航母中程對潛防御區(qū)域[6-8]。設置航母中程反潛區(qū)的根本目的就是為了阻止敵潛艇占領反艦導彈攻擊陣位，保障航母免遭敵潛艇反艦導彈的攻擊；同時，阻止敵潛艇穿越航母中程反潛區(qū)占領魚雷攻擊陣位使用魚雷對航母實施魚雷攻擊，抵近威脅我航母安全。其基本要求是：警戒兵力能夠在敵潛艇占領反艦導彈攻擊陣位對我航母實施攻擊行動之前采取有效的攻擊行動，做到先敵發(fā)現(xiàn)、先敵攻擊、先機制敵，及時消除敵潛艇對航母的威脅，其行動具有典型的防御性反潛作戰(zhàn)的特征[9]。

2 聲吶艦對潛警戒能力模型的構建

2.1 聲吶艦最小警戒縱深模型

聲吶艦最小警戒縱深，是指為保證聲吶艦能夠在敵潛艇占領導彈攻擊陣位對航母實施攻擊前做到先敵攻擊，先機制敵，而要求聲吶艦必須具有的最小警戒縱深[10]，用Dj表示，如圖1所示。

圖1 聲吶艦最遲警戒線、最遲攔截線示意圖Fig.1 Sonar ships latest warning and intercept line

由于實際對抗過程中，敵潛艇可以在一定的舷角范圍（受航母編隊航渡速度、敵潛艇接敵運動速度、敵潛艇反艦導彈攻擊距離等因素的影響）內對航母實施導彈攻擊[11]。所以，聲吶艦最遲警戒線，為敵潛艇以不同舷角來襲時，聲吶艦在航母不同舷角上所需最小警戒縱深的連線，如圖2所示。

圖2 聲吶艦最遲警戒線示意圖Fig.2 Sonar ships latest warning line

由于航母航向前方是航母航渡過程中受敵潛艇威脅的最主要方向。為此，設航渡過程中，聲吶艦按要求前出配置于航母航向前方，采用伴隨護航方法實施對潛警戒，攻擊過程中敵潛艇采用前置點法[12]對位于O1點的航母實施導彈攻擊，如圖2所示。圖中，Q、O點分別為聲吶艦發(fā)現(xiàn)敵潛艇時，敵潛艇與航母所在位置，Q1、O1點分別為敵潛艇實施導彈攻擊時敵潛艇、航母所在位置。則在忽略敵潛艇反艦導彈飛行過程中航母運動的情況下，攻擊型潛艇的最遲攔截線為以O1點為圓心，以敵潛艇反艦導彈攻擊距離為半徑的圓。

由圖2可得，航母中程反潛區(qū)聲吶艦所需的最小警戒縱深Dj的計算模型為：

式（1）中：Vm為航渡過程中航母編隊運動速度；Vd為敵潛艇接敵運動速度；Rd為敵潛艇導彈攻擊距離；β為聲吶艦發(fā)現(xiàn)敵潛艇時敵潛艇相對于航母的舷角；T為聲吶艦自發(fā)現(xiàn)目標至其反潛武器命中敵潛艇所需的時間。

T的大小可根據(jù)航母中程反潛區(qū)聲吶艦的反潛作戰(zhàn)過程推導求得，見圖3。

圖3 聲吶艦反潛作戰(zhàn)過程及時間節(jié)點示意圖Fig.3 Sonar ships anti-submarine warfare process and time node

2.2 聲吶艦對潛警戒能力計算模型

航渡過程中，聲吶艦通常使用拖曳線列陣聲吶實施對潛搜索，擔負一定責任扇面的對潛警戒任務。其對潛警戒能力，可用聲吶艦所能為航母提供的總的警戒扇面角來表征，其大小主要受到航母中程反潛區(qū)聲吶艦的配置數(shù)量、前出距離及其配置方位的影響。

實際作戰(zhàn)運用過程中，由于受航母編隊警戒兵力數(shù)量的限制，航母中程反潛區(qū)通常配置2～3艘聲吶艦在其所攜帶的反潛直升機協(xié)同下遂行對潛防御任務[13-15]。

2.2.1 2艘聲吶艦對潛警戒能力計算模型

1）2艘聲吶艦前出距離計算模型。由于航渡過程中航母航向前方是敵潛艇威脅的主要方向[16]。所以，在未知敵潛艇具體威脅方向的情況下，航母編隊指揮員通常將2艘聲吶艦以航母航向線為基準，左右配置在航母航行前方的兩翼。

為便于分析，設2艘聲吶艦的聲吶戰(zhàn)術作用距離為Dt，前出配置距離為Dq2，對潛警戒扇面角為φ2，如圖4所示。

圖4 2艘聲吶艦前出距離和警戒扇面角示意圖Fig.4 2 sonar ships forward distance and warning sector horn

圖4中，OA為敵潛艇從航母正前方來襲（即舷角β=0）時航母所需的最小警戒縱深。顯然，為使聲吶艦能夠盡可能大地覆蓋敵潛艇的來襲扇面，發(fā)揮聲吶艦的對潛警戒能力，應使聲吶艦聲吶探測圓能夠在航母最遲警戒線上所覆蓋的弧長最大[17-18]。這也就是說，應使聲吶艦聲吶探測圓直徑頂點在最遲警戒線上，并且使2艘聲吶艦各自的聲吶探測圓剛好覆蓋A點。

在此條件下，聲吶艦前出距離Dq2計算模型為：

式（2）中：D0是當潛艇來襲舷角為0°時所需的最小警戒縱深；λ為根據(jù)對潛發(fā)現(xiàn)概率要求確定的聲吶艦聲吶探測圓重疊系數(shù)。

2）聲吶艦配置方位和對潛警戒扇面角計算模型。根據(jù)圖4，可以得出2艘聲吶艦相對于航母的配置舷角θ2的計算模型為：

2艘聲吶艦為航母提供的最大警戒扇面角φ2計算模型為：

2.2.2 3艘聲吶艦對潛警戒能力計算模型

1）聲吶艦前出距離計算模型。在航母中程反潛區(qū)配置3艘聲吶艦時，航母編隊指揮員通常將1艘聲吶艦配置在航母正前方，其余2艘聲吶艦則環(huán)形配置在以航母航向線為軸線的兩翼[19]，見圖5。

圖5 3艘聲吶艦前出距離和警戒扇面角示意圖Fig.5 3 sonar ships forward distance and warning sector horn

設聲吶艦的聲吶戰(zhàn)術作用距離均為Dt，航母正前方聲吶艦前出配置距離為Dq1，兩翼聲吶艦前出距離為Dq3，B、C、E、F點分別為3艘聲吶艦聲吶探測圓與最遲警戒線的交點。3艘聲吶艦提供的對潛警戒扇面角為φ3，見圖5。

同理，為使聲吶艦能夠盡可能大地覆蓋敵潛艇的來襲扇面，應使3艘聲吶艦聲吶探測圓直徑頂點均在航母最遲警戒線上。

顯然，航母正前方聲吶艦的前出距離Dq1計算模型為：

式（5）中，Dj1為敵潛艇來襲舷角為α時，聲吶艦所需最小警戒縱深。

兩翼2艘聲吶艦的前出距離Dq3計算模型為：

式（6）中，Dj3為敵潛艇來襲舷角為μ時，聲吶艦所需最小警戒縱深。

這里，μ=α+γ，γ為OB與OF的夾角。

2）聲吶艦配置方位對潛警戒扇面角計算模型。根據(jù)圖5，可以得出兩翼聲吶艦配置舷角θ3的計算模型為：

3艘聲吶艦能夠為航母提供的警戒扇面角φ3計算模型為：

3 聲吶艦對潛警戒能力量化分析

3.1 量化分析的條件

1）聲吶艦拖曳線列陣聲吶戰(zhàn)術作用距離：40km。

2）聲吶艦聲吶探測圓重疊系數(shù)：1.6。

3）聲吶艦自發(fā)現(xiàn)目標至攻潛武器命中目標所需時間：10min。

4）敵潛艇導彈攻擊距離：130～230km。

5）航母速度：16～22 kn。

6）敵潛艇接敵運動速度：4～10 kn。

3.2 量化分析的結果

依據(jù)所構建的聲吶艦對潛警戒能力計算模型，結合量化分析的條件，分別得出當敵潛艇反艦導彈攻擊距離為130km，航母中程反潛區(qū)分別配置2艘、3艘聲吶艦時，聲吶艦所能為航母提供的對潛警戒扇面角，見表1、2。

表1 2艘聲吶艦對潛警戒扇面角Tab.1 Warning sector horn of 2 sonar ships(°)

表2 3艘聲吶艦對潛警戒扇面角Tab.2 Warning sector horn of 3 sonar ships(°)

當航母中程反潛區(qū)配置3艘聲吶艦，航母編隊航渡速度為22 kn，敵潛艇接敵速度為8 kn時，聲吶艦對潛警戒扇面角隨敵潛艇導彈攻擊距離的變化規(guī)律，如圖6所示。

圖6 敵潛艇導彈攻擊距離對聲吶艦警戒扇面角的影響Fig.6 Missile attack distance affects the sonar ship warning sector

3.3 量化結果的分析

依據(jù)所構建的聲吶艦對潛警戒能力模型，結合量化分析的結果，可以得出如下主要的結論。

1）敵潛艇導彈攻擊距離對聲吶艦的對潛警戒能力具有重要影響。敵潛艇導彈攻擊距離越遠，聲吶艦所需前出配置的距離越大，聲吶艦所能為航母提供的對潛警戒能力越小。

2）敵潛艇接敵速度和航母編隊航渡速度對聲吶艦的對潛警戒能力具有一定的影響，但影響關系較小。

3）實際作戰(zhàn)使用過程中，由于配置于航母中程反潛區(qū)的聲吶艦數(shù)量有限，從而可能出現(xiàn)敵潛艇來襲舷角超出聲吶艦對潛警戒扇面而使聲吶艦難以防御的情況。

4 結束語

聲吶艦對潛警戒能力，是航母編隊指揮員確定航母中程反潛區(qū)聲吶艦配置與使用的基本依據(jù)[20]。本文以航母編隊航渡過程中的反潛防御作戰(zhàn)為背景，從聲吶艦有效應對敵潛艇反艦導彈攻擊，保障航母航渡安全的目的和要求出發(fā)，根據(jù)航母中程反潛區(qū)聲吶艦配置數(shù)量及其戰(zhàn)術行動方法，構建了聲吶艦對潛警戒能力模型，并依據(jù)模型結合量化分析的條件，計算得出了典型配置條件下聲吶艦對敵典型潛艇的對潛警戒能力。所得結論對于優(yōu)化聲吶艦的配置，提高聲吶艦的反潛作戰(zhàn)能力具有重要的參考使用價值。