劉春枚,陳建青
(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司七五〇試驗(yàn)場(chǎng),云南 昆明 650051)
反潛訓(xùn)練是海軍戰(zhàn)斗力生成的重要手段,各國(guó)海軍都高度重視反潛訓(xùn)練。水下自航式靶雷能逼真模擬潛艇的運(yùn)動(dòng)、聲學(xué)等特性,不僅操作使用方便、效費(fèi)比高,還可逼真模擬海軍在反潛戰(zhàn)中可能遇到的不同國(guó)家的各類型潛艇,成為各國(guó)海軍反潛訓(xùn)練的主要裝備。
本文介紹了國(guó)際上靶雷發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀,著重分析了美國(guó)自20世紀(jì)70年代起大量使用的MK30系列靶雷和瑞典AUV62-AT靶雷的技術(shù)特點(diǎn)。因?yàn)槊篮\姽俜骄W(wǎng)站和瑞典SAAB公司在2018年均聲稱,美海軍計(jì)劃于2018、2019年評(píng)估瑞典AUV62-AT靶雷,準(zhǔn)備用于美海軍的反潛訓(xùn)練。最后,綜合分析了國(guó)際上各型靶雷的共性和一些獨(dú)特技術(shù)的特點(diǎn),展望了靶雷技術(shù)發(fā)展方向。
為了對(duì)美國(guó)及歐洲國(guó)家的反潛戰(zhàn)訓(xùn)練用靶雷有一個(gè)較全面的了解,圖1按研制或交付時(shí)間列出了美、意、法、德、瑞典等國(guó)的靶雷?,F(xiàn)國(guó)際上的靶雷口徑多樣化,圖中接近時(shí)間軸的表示口徑較大,遠(yuǎn)離時(shí)間軸的口徑較小,其中口徑最小的是美國(guó)MK39系列一次性靶雷。
20世紀(jì)70年代,美國(guó)海軍為開展反潛戰(zhàn)訓(xùn)練,首先研制了21 kn口徑、形似魚雷的MK30 Mod 1靶雷,1974年交付美海軍,配備在美海軍水下作戰(zhàn)中心(NUWC)基波特分部的Keyport靶場(chǎng)、大西洋艦隊(duì)武器測(cè)試基地(AFWTF)、紐波特分部的南加利福尼亞靶場(chǎng)(SOCAL)、紐波特分部位于巴哈馬群島的大西洋水下測(cè)試鑒定中心(AUTEC)、基波特分部夏威夷島的太平洋導(dǎo)彈靶場(chǎng)基地(PMRF)等處,用于航空兵、潛艇和水面艦編隊(duì)的反潛訓(xùn)練,訓(xùn)練科目包括單項(xiàng)獨(dú)立反潛訓(xùn)練、聯(lián)合反潛戰(zhàn)訓(xùn)練、反潛戰(zhàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)同及應(yīng)變訓(xùn)練,與各靶場(chǎng)的水下跟蹤定位系統(tǒng)聯(lián)合使用,能夠有效地評(píng)估靶雷執(zhí)行效果和海軍訓(xùn)練效能,訓(xùn)練中反潛艦隊(duì)可以按實(shí)戰(zhàn)狀況使用搜索裝備和武器系統(tǒng)。據(jù)美國(guó)海軍官網(wǎng)稱,至2016年MK30 Mod 1的使用次數(shù)已超過(guò)25 000次。
圖 1 歐美海軍靶雷發(fā)展概況Fig. 1Overview of the development of mobile target in Europe and the United States
因MK30 Mod 1靶雷壽命將達(dá)20年,美國(guó)于1992年開始策劃、1996年開始研制Mod 2型靶雷,2002年投入使用,2008年正式交付,主要目的是提高靶雷的可靠性、測(cè)試性和維修性,此外,MK30 Mod 2型靶雷新增了自主規(guī)避、逼真的窄帶和寬帶噪聲模擬、隨方向變化的聲學(xué)應(yīng)答和瞬態(tài)噪聲模擬等功能,以滿足美海軍探潛裝備和魚雷探測(cè)目標(biāo)、目標(biāo)分類識(shí)別、跟蹤和再搜索追擊的訓(xùn)練要求,進(jìn)一步提高了靶雷的技術(shù)水平與可用性。值得注意的是,2003年4月,美海軍為了開展更逼真的瀕海反潛戰(zhàn)訓(xùn)練,首次在沒有水下監(jiān)控系統(tǒng)的夏威夷群島使用MK30靶雷進(jìn)行了跟蹤演習(xí)和魚雷試射訓(xùn)練,在此之前,MK30靶雷的使用僅限于有水下三維定位跟蹤的區(qū)域,對(duì)于MK30靶雷來(lái)說(shuō)這是一個(gè)重要成果,它表明美海軍可以用MK30在艦隊(duì)想訓(xùn)練的任何地方開展訓(xùn)練。
20世紀(jì)70年代末期,美國(guó)還為以色列研制了口徑10 in的SPAT-0自推進(jìn)潛艇聲學(xué)靶標(biāo),到90年代升級(jí)為SPAT-1,但其應(yīng)用情況鮮有資料提及。
在美國(guó)的訓(xùn)練靶雷系列中最具特色的是4.88 in的MK39系列一次性ASW活動(dòng)訓(xùn)練靶標(biāo)(EMATT),是目前國(guó)際上口徑最小的靶雷,由洛克希德·馬丁公司西皮肯分公司研制,自90年代初Mod 0型開始生產(chǎn),經(jīng)歷了Mod 1,Mod 1A型,2015年已升級(jí)到MK39 Mod 2型。MK39是一型低成本的公海ASW訓(xùn)練靶標(biāo),可由水面艦船或反潛飛機(jī)平臺(tái)布放,其潛用型SUBMATT可由潛艇發(fā)射,可按不同速度、深度、航向工作,模擬潛艇的聲學(xué)與磁場(chǎng)特性,用于艦隊(duì)的反潛魚雷訓(xùn)練和作戰(zhàn)對(duì)抗訓(xùn)練。MK39 Mod 2可產(chǎn)生被動(dòng)離散聲信號(hào)、寬帶噪聲信號(hào)、回聲信號(hào);可由導(dǎo)線通以脈沖電流產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)模擬潛艇磁場(chǎng)特性;航行結(jié)束后,開孔自沉,無(wú)需回收。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前為止美國(guó)已經(jīng)生產(chǎn)了近40 000枚MK39系列靶標(biāo),用戶涉及美國(guó)、歐洲、亞洲和中東的17個(gè)國(guó)家。
歐洲國(guó)家中,研制海軍訓(xùn)練用靶雷的有法國(guó)、意大利、德國(guó)、俄羅斯、瑞典等。
其中法國(guó)靶雷的類型最多,主要有法國(guó)DCN公司研制的CI1系列靶標(biāo)(直徑21 in)、D19-T ASW訓(xùn)練靶(直徑21 in)、法國(guó)Thales水下系統(tǒng)公司研制的CALAS靶標(biāo)(直徑15 cm)和法國(guó)RTsys公司的輕型可回收訓(xùn)練靶APV-RT(直徑15 cm)。CI1系列反潛訓(xùn)練水下活動(dòng)靶,是一種高性能的復(fù)雜訓(xùn)練靶標(biāo)系統(tǒng),已服役法國(guó)海軍。CI1-3型靶標(biāo)是該系列最新型號(hào),可以與新一代聲納和魚雷相匹配,用于F17,F(xiàn)21,MU90等新型魚雷的試驗(yàn)。
意大利WASS公司自20世紀(jì)80年代開始研制BSS系列靶標(biāo),最新型號(hào)是BSS-3型,已服役意大利海軍,用于MU90和黑鯊魚雷的作戰(zhàn)評(píng)估試驗(yàn)。
瑞典SAAB公司在2006-2009年期間研制了AUV62-AT靶雷,除服役瑞典海軍外,澳大利亞皇家海軍已使用AUV62-AT進(jìn)行反潛訓(xùn)練。2018年美國(guó)海軍開始對(duì)AUV62-AT反潛戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證,擬將其用于ASW訓(xùn)練。2019年英國(guó)皇家海軍確認(rèn)向薩博公司購(gòu)買AUV62-AT。
通過(guò)現(xiàn)有資料分析,靶雷作為反潛戰(zhàn)訓(xùn)練的重要裝備,因效費(fèi)比高,使用方便,美歐各國(guó)紛紛自行研制。從美國(guó)自70年代研制開始,歐洲海軍在80、90年代開始研制,并持續(xù)進(jìn)行升級(jí)換代,而美國(guó)海軍對(duì)反潛戰(zhàn)更是高度重視,不僅研制的靶雷型號(hào)齊全,特別是訓(xùn)練使用量非常大。下面以美國(guó)的MK30 Mod 2型靶雷和瑞典AUV62-AT為例,介紹并分析國(guó)外靶的技術(shù)構(gòu)成與特點(diǎn)。
MK30 Mod 2靶雷由推進(jìn)、航行控制和載荷組成,載荷包括聲學(xué)和潛艇磁模擬功能,可以實(shí)現(xiàn)反潛戰(zhàn)(ASW)訓(xùn)練任務(wù)所需的潛艇特性模擬。靶雷可在設(shè)定的范圍內(nèi)機(jī)動(dòng),速度從5~20 kn不等,下潛/上爬和轉(zhuǎn)彎速率與潛艇性能相當(dāng);可以編程發(fā)射窄帶、寬帶噪聲,可以同時(shí)或單獨(dú)發(fā)射主動(dòng)反射聲信號(hào);靶雷可以規(guī)避主動(dòng)聲吶探測(cè)信號(hào);可以接收聲學(xué)通信指令以改變速度、深度、方向、結(jié)束任務(wù)或改變預(yù)設(shè)定任務(wù);可以用一根大電流拖纜模擬潛艇磁場(chǎng)特性,用于反潛機(jī)磁異常探測(cè)訓(xùn)練。
靶雷形似魚雷,直徑21 in,長(zhǎng)度625 cm(無(wú)拖曳線列陣),由6段組成(見圖2),包括頭段、電池、導(dǎo)航與控制(G&C)、聲學(xué)、電機(jī)和后段。
圖 2 MK30 Mod 2靶雷結(jié)構(gòu)Fig. 2Structure of MK30 Mod 2
靶雷頭段(第1段)是一個(gè)密封可承壓的殼體,它安裝了左右接收換能器、回收信標(biāo)和緊急脈沖發(fā)射器。在頭段前部設(shè)計(jì)了一個(gè)鼻環(huán),以方便回收操作。第2段是電池段,為靶雷提供能源,使用容量39 kWh的MR-200鋅銀電池。在電池兩端安裝了縱傾調(diào)整系統(tǒng)(TAS),TAS由儲(chǔ)液容器、壓力和液體感應(yīng)開關(guān)、泵和管道組成,可將液體從電池段前端轉(zhuǎn)移到后部的接收容器中,使靶雷在回收時(shí)保持30°以內(nèi)的垂直角度漂浮。第3段是導(dǎo)航與控制段,安裝了電源轉(zhuǎn)換組件、航行體控制及聲學(xué)處理組件(VCAP)、意外網(wǎng)絡(luò)組件(CNE)、磁異常電源、慣性導(dǎo)航單元(INU)、任務(wù)執(zhí)行信息記錄器(MPI)和可選數(shù)據(jù)記錄器。第4段是聲學(xué)段,安裝了3-D定位信標(biāo)發(fā)射換能器組件,高、中、低頻率的發(fā)射器及其相關(guān)的功率放大器。第5段是電機(jī)段,安裝了電機(jī)、電機(jī)控制器,還安裝著冷卻泵/蓄能器組件和絕緣耦合器。第6段(后段)中安裝了推進(jìn)器、推進(jìn)器軸、軸承、4個(gè)舵控制器、4個(gè)鰭片和一個(gè)定子;臍帶纜連接器安裝在殼體上;拖曳線列陣整齊盤繞著固定在尾鰭上。
拖曳線列陣上有一個(gè)發(fā)射換能器用于提供魚雷聲學(xué)模擬功能,一個(gè)水聽器接收聲探測(cè)信號(hào),以及一段大電流的磁異常模擬(MAD)電纜以模擬潛艇的磁性特征。
MK30 Mod 2靶雷的原理、組成與結(jié)構(gòu)如圖3所示。除電池、動(dòng)力推進(jìn)組件外,Mod 2靶雷的控制與聲磁載荷核心是導(dǎo)航與控制段內(nèi)的航行體控制與聲學(xué)處理(VCAP)組件,集中了1個(gè)CPU和4片DSP,以及INU、溫度傳感器,完成靶雷航行控制、安全控制、舵機(jī)控制、聲學(xué)信號(hào)處理、數(shù)據(jù)記錄等功能。
圖 3 MK30 Mod 2原理及組成Fig. 3Principle and composition of MK30 Mod 2
靶雷的聲學(xué)接收部分由頭段左右接收換能器和拖纜上的1部接收換能器組成,負(fù)責(zé)水聲指令信號(hào)、聲吶及魚雷探測(cè)信號(hào)的接收。聲學(xué)發(fā)射部份由雷體兩側(cè)的高、中、低頻各3部換能器,以及拖纜上的1部魚雷頻段發(fā)射換能器組成,負(fù)責(zé)潛艇輻射噪聲、聲反射特性的模擬。潛艇磁特性模擬由一段長(zhǎng)近60 m的大電流電纜實(shí)現(xiàn)。
MK 30靶雷的安全等級(jí)是根據(jù)不同的任務(wù)來(lái)規(guī)定的,對(duì)于可從靶雷中識(shí)別出潛在信息的被定義為保密等級(jí),潛在信息包括靶雷模擬的目標(biāo)或使用靶雷訓(xùn)練的美國(guó)潛艇、水面艦艇或飛機(jī)的作戰(zhàn)能力、弱點(diǎn)、戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)條例等。靶雷在沒有加載任務(wù)軟件或數(shù)據(jù)時(shí)是非密的,靶雷的聲學(xué)發(fā)射、接收頻譜、系統(tǒng)接收帶寬是保密的。
為完成訓(xùn)練任務(wù),MK 30靶雷還配備了發(fā)射控制系統(tǒng)(LCS)、岸基聲學(xué)指令控制器(ACLSBC)、緊急停車系統(tǒng)(ESS)、任務(wù)準(zhǔn)備和分析系統(tǒng)(MPAS)、靶雷測(cè)試設(shè)備(ATE)、支持和處理設(shè)備(SHE)組成。發(fā)射控制系統(tǒng)(LCS)用于在發(fā)射平臺(tái)上執(zhí)行以下發(fā)射操作:?jiǎn)?dòng)靶雷電源、連接全球定位系統(tǒng)(GPS)、執(zhí)行功能測(cè)試、監(jiān)測(cè)靶雷功能、將任務(wù)設(shè)定數(shù)據(jù)傳送至靶雷;在打撈上船后,LCS可讀取靶雷記錄的任務(wù)性能信息(MPI)和可選數(shù)據(jù)記錄器(ODR)數(shù)據(jù)。岸基聲學(xué)指令控制器(ACLSBC)用于在訓(xùn)練任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中通過(guò)水下定位系統(tǒng)向靶雷發(fā)出指令,安裝在各訓(xùn)練基地的水下跟蹤定位基站中。緊急停車系統(tǒng)(ESS)從水面艦艇或直升飛機(jī)上布放,用于命令靶雷進(jìn)入停機(jī)(EOR)狀態(tài),ESS是1套自備電池的便攜水下發(fā)射機(jī),可發(fā)射185 dB/1uPa@1m信號(hào),工作時(shí)長(zhǎng)3 h。任務(wù)準(zhǔn)備和分析系統(tǒng)(MPAS)用于任務(wù)準(zhǔn)備、分析靶雷的聲學(xué)和運(yùn)動(dòng)情況,任務(wù)準(zhǔn)備內(nèi)容包括任務(wù)剖面、航行范圍和參加訓(xùn)練對(duì)象等,需要與作戰(zhàn)艦隊(duì)一起制定;MPAS還可以對(duì)任務(wù)數(shù)據(jù)記錄器(MPI)或可選數(shù)據(jù)記錄器(ODR)的記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。靶雷測(cè)試設(shè)備(ATE)作為使用基地的維修設(shè)備,可對(duì)所有靶雷進(jìn)行準(zhǔn)備和修復(fù),通過(guò)臍帶纜直接與靶雷連接后,可進(jìn)行靶雷功能和故障定位測(cè)試。支持和處理設(shè)備(SHE)是在運(yùn)輸過(guò)程中提供保護(hù),以及處理、組裝、拆卸靶雷和外部控制設(shè)備(ECE)的輔助設(shè)備,包括電池充電系統(tǒng)(BCS)、清洗和充填設(shè)備、太陽(yáng)遮擋裝置、可選數(shù)據(jù)記錄器(ODR)、靶雷專用工具、滑動(dòng)臺(tái)架、通用電子測(cè)試設(shè)備和海運(yùn)容器等。
美國(guó)對(duì)MK30 Mod 2的升級(jí)并沒有提高M(jìn)od 1型的運(yùn)動(dòng)、聲學(xué)等指標(biāo),反而將航行深度由600 m降為300 m,提高靶雷可靠性要求,將雙轉(zhuǎn)螺旋槳推進(jìn)方式改為單轉(zhuǎn)方式。
AUV62-AT靶雷是瑞典薩博(SAAB)公司基于AUV62自主式水下航行體和62型魚雷研制的,采用了模塊化結(jié)構(gòu),可以通過(guò)更換功能段、任務(wù)軟件包來(lái)執(zhí)行不同任務(wù)。
AUV62-AT形似魚雷,直徑21 in,重約1 500 kg,最大工作深度300 m,4 kn時(shí)續(xù)航力24 h。由安裝發(fā)射換能器的頭段、前壓載艙、換能器段、能源模塊、導(dǎo)航控制模塊、后壓載艙、推進(jìn)與控制段。壓載艙(見圖5)可以根據(jù)需要把航行體錨定于海底以便于后續(xù)回收,可以控制航行器低速航行,可以用來(lái)使航行器浮出水面以便任務(wù)完成后更容易回收。在壓載艙移除的情況下,航行器頭部將裝有氣囊以便任務(wù)完成時(shí)浮出水面進(jìn)行回收。
圖 4 AUV62-AT外形圖Fig. 4Outline of AUV62-AT
圖 5 AUV62-AT壓載艙Fig. 5AUV62-AT ballast tank
AUV62-AT使用泵噴推進(jìn)器,航行噪聲低,即使在高海況下也能保證低速的穩(wěn)定航行。其導(dǎo)航功能采用多普勒計(jì)程儀和慣性測(cè)量裝置,能實(shí)現(xiàn)高精度定位。靶雷有一根固定的突出桅桿用于水面通信和數(shù)據(jù)傳輸。
AUV62-AT的聲學(xué)模塊能夠覆蓋當(dāng)今多數(shù)反潛聲吶的頻段和魚雷自導(dǎo)頻段,對(duì)于10 kHz以上頻率使用固體陶瓷換能器,采用諧振Tonpilz技術(shù)覆蓋2~10 kHz頻帶。在2 kHz以下,可采用磁致伸縮換能器技術(shù),使用磁致伸縮致動(dòng)器作為活塞運(yùn)動(dòng)的膜,達(dá)到100 Hz的低頻。
AUV62-AT有帶拖曳陣和不帶拖曳陣2種配置。為產(chǎn)生真實(shí)潛艇的聲特征,用換能器拖曳陣來(lái)模擬實(shí)際的目標(biāo)長(zhǎng)度,可提高對(duì)潛艇物理特征的模擬效果,根據(jù)反潛訓(xùn)練中所需潛艇的長(zhǎng)度和類型,應(yīng)答器的間距和數(shù)量可調(diào)整。換能器拖曳陣還可用于估算來(lái)襲魚雷的通過(guò)時(shí)刻和最短距離。如果不使用拖纜,可使用換能器段的左右兩側(cè)水聽器及發(fā)射換能器,生成展寬的回波并發(fā)射。
AUV62-AT具有一定智能功能,當(dāng)它感知到被飛機(jī)、艦船或魚雷探測(cè)時(shí),會(huì)自動(dòng)進(jìn)行機(jī)動(dòng)規(guī)避,執(zhí)行典型的潛艇規(guī)避動(dòng)作,例如從一個(gè)溫躍層轉(zhuǎn)移到另一個(gè)溫躍層。
AUV62-AT可用于所有ASW戰(zhàn)部隊(duì)的訓(xùn)練與評(píng)估,可以從水面艦船、潛艇或岸基系統(tǒng)發(fā)射或回收。為保障訓(xùn)練任務(wù)完成,AUV62-AT還包括一系列配套設(shè)備:任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)、任務(wù)評(píng)估系統(tǒng)、信號(hào)產(chǎn)生和分析系統(tǒng)、發(fā)射回收系統(tǒng)(LARS)、綜合后勤支持(ILS)系統(tǒng)。
各國(guó)靶雷均具備模擬潛艇機(jī)動(dòng)特性、聲學(xué)特性功能,都采用電動(dòng)力推進(jìn)方案。美國(guó)靶雷為配合其反潛作戰(zhàn)體系訓(xùn)練,常用靶雷都有潛艇磁特性模擬功能。歐洲部分靶雷為判斷魚雷過(guò)靶情況增加了測(cè)量換能器。從總體、推進(jìn)方式等功能方面分析國(guó)外靶雷的技術(shù)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)思路。
圖 6 AUV62-AT任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)Fig. 6AUV62-AT mission planning system
在靶雷的口徑選擇方面,美國(guó)的第1型靶雷是21 in口徑,主要用于美國(guó)各大試驗(yàn)場(chǎng)的部隊(duì)反潛戰(zhàn)訓(xùn)練,歷年來(lái)使用數(shù)量超30 000次;自90年代起美國(guó)的4.48 in口徑一次性靶雷MK39系列訂貨量近40 000枚,主要用于美海軍在公海的反潛訓(xùn)練。大口徑靶雷與小口徑相比,航行時(shí)間長(zhǎng),聲學(xué)低頻模擬能力強(qiáng),如何選取主要取決于海軍的使用方式與訓(xùn)練需求。歐洲國(guó)家的靶雷除了法國(guó)的CALAS,APV-RT靶雷是150 mm口徑外,均為21 in的。
在靶雷發(fā)射回收方面,靶雷一般從水面船發(fā)射,多采用斜槽、吊放方式發(fā)射,美國(guó)可以用直升機(jī)發(fā)射和回收21 in,重量超過(guò)1.2 t的MK30系列靶雷,其它國(guó)家沒有采用此類方式。
在靶雷的總體性能設(shè)計(jì)方面,為提高回收效率與安全性,Mk30 Mod 2型靶標(biāo)設(shè)計(jì)了微調(diào)系統(tǒng)(TAS),使得靶標(biāo)在每次航終時(shí)可以調(diào)節(jié)回收角度,無(wú)需在每個(gè)航次進(jìn)行航行體稱重與重心調(diào)節(jié)操作,并使靶雷在回收時(shí)保持30°以內(nèi)的垂直角度漂浮,大大方便了回收。AUV62-AT是模塊化設(shè)計(jì)的水下航行器,為滿足不同的使用目的,設(shè)計(jì)了獨(dú)立的壓載艙段,可以在靶雷前、后部選擇加裝,在不安裝壓載艙情況下,靶雷頭部將裝有氣囊以便任務(wù)完成時(shí)浮出水面進(jìn)行回收。
靶雷可采用的推進(jìn)器有單轉(zhuǎn)螺旋槳、雙轉(zhuǎn)螺旋槳、泵噴推進(jìn)器等,Mk30 Mod 1采用雙轉(zhuǎn)螺旋槳,而MK30-2使用渦感定子逆流螺旋槳(SISUP,Swirl Inducing Stator Upstream Propellor)設(shè)計(jì),SISUP推進(jìn)系統(tǒng)為單旋轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)子是大側(cè)斜六葉螺旋槳設(shè)計(jì),具有較低的噪聲和較高的有效性,用定子對(duì)抗轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩。AUV62-AT采用泵噴推進(jìn)器,具有輻射噪聲低,低速航行穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
聲學(xué)模擬是靶雷的主要功能,在美國(guó)發(fā)展的系列靶雷中,MK30系列、SPAT系列都用一個(gè)發(fā)射換能器作為聲學(xué)回波模擬發(fā)射源,通過(guò)產(chǎn)生時(shí)域多亮點(diǎn)模擬目標(biāo)尺度特性,美國(guó)自70年代起有很多聲學(xué)目標(biāo)模擬方面的專利,但并沒有對(duì)MK30 Mod 1的聲學(xué)模擬方式作改進(jìn)。法、意等國(guó)自80年代起就采用多個(gè)發(fā)射器模擬聲學(xué)尺度目標(biāo)。用靶雷拖曳一根裝有多個(gè)發(fā)射、接收換能器的線列陣來(lái)模擬聲學(xué)尺度目標(biāo)已成為各國(guó)認(rèn)可的方式。
美國(guó)研制的各型靶雷都具備磁異常模擬功能,從口徑21 in的MK30系列到10 in的SPAT系列,小至4.88 in的MK39系列,這充分反映了美軍反潛戰(zhàn)的實(shí)施方法需求。此外,僅有2015年UDT展會(huì)上首次展出的法國(guó)RTsys公司APV-RT輕型可回收訓(xùn)練靶也具備MAD模擬功能,它在15 m深度可以通過(guò)自動(dòng)或外部聲學(xué)指令方式布放MAD電纜,以磁場(chǎng)模擬方式工作。其它靶雷都沒有該項(xiàng)功能。
MK30 Mod 2,MK39 Mod 2,AUV62-AT等靶雷都具備自主規(guī)避功能。規(guī)避機(jī)動(dòng)是潛艇的一種戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)。當(dāng)潛艇發(fā)現(xiàn)被探測(cè)或被跟蹤條件下,需通過(guò)改變航速、航向、航深等方式機(jī)動(dòng)規(guī)避主動(dòng)聲納的探測(cè)或跟蹤,一般在規(guī)避機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí),若改變深度,采用增加深度或者進(jìn)入溫躍層等措施;若改變速度,通常采取極低速航行;若改變航向,一般使?jié)撏膊繉?duì)著探測(cè)聲方向,以減小自身的目標(biāo)強(qiáng)度;降低航速,以減小噪聲強(qiáng)度;逐漸遠(yuǎn)離探測(cè)目標(biāo)。
靶雷是魚雷的攻擊目標(biāo),在實(shí)施訓(xùn)練中魚雷是否命中靶雷是海軍關(guān)心的問(wèn)題,MK30系列靶雷沒有特別提到該類功能。德國(guó)SUBTAS靶雷,特別提到靶雷的航行體上有4個(gè)水聽器,與拖曳陣尾端的2個(gè)水聽器共同構(gòu)成傳感器系統(tǒng),用來(lái)測(cè)量魚雷過(guò)靶情況。AUV62-AT拖纜的前后各裝有一個(gè)水聽器,可用于測(cè)量魚雷過(guò)靶情況,為試驗(yàn)與系統(tǒng)有效性分析提供依據(jù)。
MK30,AUV62-AT等靶雷都特別強(qiáng)調(diào),靶雷是一個(gè)訓(xùn)練系統(tǒng),其中重要的功能就是對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的保存與回放、分析。MK30可以在靶雷打撈起來(lái)后,如果在水面船上,可立即用發(fā)射控制設(shè)備讀出靶雷記錄數(shù)據(jù),具體的訓(xùn)練評(píng)估可在返回使用基地后,用專用的任務(wù)準(zhǔn)備和分析系統(tǒng)(MPAS)處理。
AUV62-AT同樣具備任務(wù)規(guī)劃、訓(xùn)練數(shù)據(jù)分析評(píng)估等功能,設(shè)計(jì)了便攜式任務(wù)評(píng)估工具,可在演習(xí)結(jié)束后立即查看數(shù)據(jù),演習(xí)后指揮部隊(duì)和操作員能夠詳細(xì)分析ASW訓(xùn)練情況,由直升機(jī)、魚雷等其他參試單元記錄的數(shù)據(jù)以及其他所有信息可以一起導(dǎo)入進(jìn)行分析。
靶雷經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展,其對(duì)潛艇機(jī)動(dòng)特性、聲學(xué)特性的模擬已形成一系列成熟技術(shù),未來(lái)靶雷的發(fā)展趨勢(shì)與各國(guó)海軍反潛裝備的發(fā)展緊密相關(guān),可能在以下幾個(gè)方向?qū)Π欣滋岢龈嘈枨螅?/p>
1)逼真的潛艇機(jī)動(dòng)特性模擬功能,不僅要模擬潛艇正常航行,還要對(duì)潛艇在遭遇探測(cè)與攻擊時(shí)的規(guī)避機(jī)動(dòng)進(jìn)行多層次的逼真模擬;
2)精細(xì)的聲學(xué)特性模擬功能,隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,海軍探潛武器的性能不斷提升,將對(duì)靶雷能否模擬不同類型的水下目標(biāo)聲學(xué)特性提出更多要求;
3)模塊化設(shè)計(jì),應(yīng)可以根據(jù)任務(wù)需求方便地更換相應(yīng)模塊配置以執(zhí)行不同的訓(xùn)練任務(wù)或改變其使用模式;
4)提高可靠性,可靠性對(duì)產(chǎn)品至關(guān)重要,美國(guó)MK30 Mod 2升級(jí)的重要因素之一就是提高M(jìn)od 1型的可靠性;
5)提高易用性,包括操作、布放、回收、充電等各個(gè)環(huán)節(jié),易用性的提高可降低維護(hù)成本并提高訓(xùn)練與試驗(yàn)效率。
根據(jù)美海軍對(duì)MK30系列靶雷的大量使用和MK39系列靶雷的大量采購(gòu),以及其對(duì)AUV62-AT的興趣,不難看出,反潛作戰(zhàn)訓(xùn)練始終是海軍訓(xùn)練的重要任務(wù)。在反潛戰(zhàn)訓(xùn)練中,靶雷現(xiàn)在及今后都將在各國(guó)海軍的反潛訓(xùn)練中發(fā)揮重要作用,而靶雷的發(fā)展也將根據(jù)各國(guó)海軍不同的應(yīng)用需求,向著逼真機(jī)動(dòng)及聲磁特性模擬、高可靠性、易維護(hù)操作的方向發(fā)展。