现代水声对抗装备发展及其对海战的影响

李本昌1, 刘春跃2, 郑 援1



现代水声对抗装备发展及其对海战的影响

李本昌, 刘春跃, 郑 援

(1. 海军潜艇学院软件中心, 山东青岛, 266071; 2. 昆明船舶设备研究试验中心, 云南昆明, 650051)

以往战术平台使用水声对抗装备的主要目的是通过保持和恢复自身隐蔽性实现自身防御。随着现代水声对抗装备在功能和性能上的提高, 其不仅可以用于解决平台自身防御、辅助实现其他战术意图, 还可用于在更高层的作战运用中, 实现相应的战役目的。为此, 本文在对水声对抗及水声对抗装备技术分析和作战运用理论研究的基础上, 把现代水声对抗装备的作战运用划分为平台防御、战术掩护和战役欺骗3个层次, 论述了各个运用层次中的战技特点及其对海战的影响。

水声对抗装备; 作战应用; 战术平台; 保持和恢复隐蔽性

0 引言

由于声纳和声自导鱼雷在空中、水面和水下等多种战术平台上的广泛使用, 大大提高了其对水下目标的隐蔽搜索、探测和攻击能力, 使潜艇的生存能力受到了越来越多威胁。然而, “道高一尺, 魔高一丈”, 各种水声对抗装备也随之在这种激烈对抗中得以产生、发展和逐步完善。如今, 水声对抗装备作为依赖于水声而实现探测、跟踪的声纳设备以及声自导鱼雷的克星, 已经成为各种水面和水下作战平台不可或缺的装备, 并且享有“软武器”的美名, 其大有被广泛应用于海战的各种场合之势。

1 水声对抗及其主要技术措施

探测和跟踪技术与干扰和诱骗技术是一对相互依存而又相互斗争的矛盾。前者作为攻击平台对敌方目标实施探测和跟踪的重要技术手段, 以实现对敌使用武器为目的, 后者作为破坏对方探测和跟踪的技术手段, 则以达到自身防御, 甚至扰乱战场的态势为目的。

随着水声探测、识别和跟踪技术在各种作战平台探测器及鱼雷制导等技术装备中的广泛应用, 现代舰艇和反潜飞机对水下目标的进攻手段也得到了极大提高。对于潜艇这样的作战平台而言, 以往那种单靠自身机动摆脱敌方探测、跟踪或规避来袭鱼雷的办法, 如今已难以奏效, 随之而来的是更加注重利用各种水声对抗装备的干扰、迷惑和诱骗, 进而达成防御或欺骗的目的。

鱼雷作为水下作战平台的一种致命杀伤性武器, 其战斗威慑力毋庸置疑。因此, 各国海军在海上作战中, 都把消除鱼雷及其发射平台的威胁集中于对鱼雷及其发射平台的水声对抗, 这就促使各种水声对抗装备的应运而生和大量发展。为了使潜艇兵力在水下战场中发挥其特有的作战威力, 潜用水声对抗装备的种类越来越多, 且正朝着监视、防御、对抗和反击一体化的方向发展。

当今海战中“水声对抗”的外延已被极大扩展, 比如潜艇水声对抗除了使用水声对抗装备之外, 采取战术机动和各种声隐身技术等都可归属于水声对抗范畴。但是就水声对抗装备的技术而言, 利用水声学原理和各种技术手段实现对敌水声探测设备的“干扰”、“迷惑”和“诱骗”, 仍然是水声对抗装备的技术本质。

作为防御方, 为了实现反探测或反跟踪, 在自身隐身水平和战术机动策略一定的条件下, 总是期望通过水声对抗装备的水声学“干扰”作用使敌方水声探测器材失去对己方的正常探测能力。水声对抗装备的这种“干扰”是通过两方面的技术措施来实现的。

首先, 利用水声对抗装备自身产生的强大噪声压制敌方的水声探测设备, 使其致盲, 或者在强大背景噪声下失去探测能力, 从而达到己方发射平台免遭被敌发现和跟踪的目的。

其次, 欺骗性干扰, 即利用水声对抗装备对己方发射平台声学特性、运动特性乃至尺度特征的模拟, 形成一种假目标来迷惑敌方水声探测设备或声自导鱼雷, 使其错误的跟踪这个假目标, 从而实现己方战术平台得以逃脱的目的。

2 传统的水声对抗及其战术特点

舰艇海上格斗是战术层面的问题。在交战中, 探测与反探测、跟踪与反跟踪是敌对双方都力求达到的主要战术意图, 以期在对抗中设法变被动为主动、变防御为攻击。可见, 随着战斗进程的延续, 攻防角色随时都有可能转换。为此, 无论是攻击方还是防御方, 都要随时准备攻击, 同时随时准备实施防御和对抗, 而这一切又都必须首先研究自身的客观条件、攻防的手段和技术特点。

由于战术思想和技术水平的限制, 以往水声战的发展主要集中在设备的研究上, 如鱼雷报警声纳、各种软硬杀伤对抗装备以及它们的联合使用等。而针对类似于潜艇这样的作战平台而言, 在作战过程中使用这些装备主要是解决反探测和反跟踪问题, 以达成自身的“隐蔽性”, 常被应用于下述两种战术背景。

第一种是在即将被敌方兵力或兵器发现的情况下。例如, 敌方兵力对己方活动海区进行搜索, 即将但尚未发现己方潜艇时; 或者敌方兵力已经对己方发射鱼雷, 但鱼雷距离较远尚未发现潜艇时。这种情况下, 潜艇如果不能及时采取水声对抗措施对其实施干扰或诱骗, 就可能被敌方发现、跟踪甚至遭到攻击, 故需使用水声对抗装备的目的就是希望能“继续保持自身的隐蔽性”。

第二种是在已经被敌方兵力或兵器发现和跟踪的情况下。比如, 潜艇在航渡、执行侦察巡逻或其他作战任务时已经被敌方兵力所发现并跟踪; 或者敌方发射的声自导鱼雷距离己方潜艇很近, 且已进入跟踪阶段。这时, 如果仅靠平台机动, 而不能有效的利用水声对抗装备对来袭鱼雷实施干扰、迷惑和诱骗, 势将遭到灭顶之灾。在这种情况下, 使用水声对抗装备的目的则是希望能够“恢复自身的隐蔽性”, 以摆脱敌方的跟踪或来袭鱼雷的攻击。

这就是说, 以往水声对抗装备的主要作战使命是掩护发射平台摆脱敌方兵力兵器跟踪和攻击, 以提高其生存能力。对于潜艇平台来说, 在战术策略上通常是使用水声对抗装备, 通过保持或恢复自身隐蔽性而达成防御的目的。

3 现代水声对抗装备及其技术特点

与电子战一样, 利用水声介质实现水声战的水声对抗装备, 如果能大幅度提高其相应的功能和性能, 那么在现代海上作战运用中, 不仅可以胜任以往作战平台的战术防御, 也将在一定的军事背景下实现相应的战术和战役目的。

在所有类型水声对抗装备中, 由于自航式声诱饵不仅可以实现良好的声学仿真功能, 还能模拟潜艇的机动特征和尺度特征, 备受各国海军的关注, 而成为现代水声对抗装备的主导者。近年来, 在各种军事需求的牵引下, 出现了较之以往功能更加强大、性能更加完善的新型自航式水声对抗装备或称潜艇模拟器。这类新型水声对抗装备优越的性能主要表现在以下几个方面。

1) 航程大, 航行时间长, 且可根据需要预先或自主设定航路来模拟潜艇的运动, 以更远地离开发射平台, 到达指定海域, 长时间完成既定的干扰、诱骗或迷惑任务。这给潜艇或其他战术平台隐蔽完成战术行动提供了更充裕的机动时间, 和完成其他作战任务的时间。

2) 良好的声学模拟能力能够很好地检测和应答舰壳声纳、吊放声纳、声自导鱼雷复杂的水声探测信号, 并产生高逼真的模拟回波, 进而诱骗敌主动声纳或反潜兵力平台; 为了模拟不同平台不同航速条件下的辐射噪声, 可以储存大量的噪声样本, 并根据需要或自身的航行状态方便地进行更新; 在进行噪声模拟时, 可将选定的噪声样本放大后, 通过发射换能器向外辐射, 进而诱骗敌被动声纳和反潜兵力的探测; 在声学工作方式方面, 能够更加智能化地将回波模拟工作方式和噪声模拟方式结合起来进行诱骗。

3) 逼真的尺度模拟。模拟水下目标的尺度是保证水声对抗装备有效性的关键技术之一。为此, 现代水声对抗装备都把尺度模拟作为其重要技术指标, 从而使其具备点、线、面等几何体的多维体特征模拟能力。乃至采用电磁技术, 使其具备水下目标磁场异常模拟和电磁引信场模拟能力, 真正达到了以假乱真的程度。

4) 可利用通信的方式共享战场信息, 使得在预定作战区域内布设水声警戒和干扰网络成为可能。从而, 利用其收集到的命令或引导信息, 使自身定位、转移阵地、改变诱骗方式等战术行动变得更容易、更可靠。

为了满足不同作战任务的需要, 上述技术可以集中于一体而形成功能合一的水声对抗装备, 也可以侧重于某一项或几项技术构成专门功能的水声对抗装备。由此, 将大大改变水声对抗装备的作战运用范畴, 进而对海上作战产生重大影响。

4 现代水声对抗装备的作战运用样式

现代水声对抗装备的技术性能决定了其不仅应该继续承担以往的平台防御作战任务, 还应使其作战功能延展到更高层次的战术和战役目的。这就是说, 现代水声对抗装备的作战运用, 在理论上应为以下3个层次。

4.1 平台防御

保护水下作战平台的隐蔽性仍然是现代水声对抗装备的重要作战使命。各种战术平台和来袭鱼雷给潜艇的生存构成了最大的威胁, 而潜艇所处的作战环境及其自身武器装备的特点, 决定了最好的防御仍然是通过保持隐蔽性和恢复隐蔽性达成其防御目的。

作为防御, 在己方平台即将被敌方兵力或兵器发现, 或者已经被敌方兵力或兵器跟踪的情况下, 所表现出的显著战术特点是, 面临的威胁极其重大、防御的时间十分紧迫。这时, 能否及时有效地采取措施, 并使用水声对抗装备辅助其解决隐蔽性或恢复隐蔽性问题, 是决定生死攸关的重要问题。所以, 为了消除威胁, 保持或恢复自身隐蔽性, 进而保证自身的安全, 通常“不得不”使用水声对抗装备对敌进行干扰和诱骗。也就是说, 作为防御方的主观意识上具有被动使用水声对抗装备的含义。

依据这种含义, 可把这种情况下水声对抗装备的使用定义为平台防御使用水声对抗装备, 即为了保证自身的安全, 战术平台在即将或已经被敌方兵力、兵器发现和跟踪时使用水声对抗装备, 也可称为平台防御使用水声对抗装备。

尽管在这种应用场合发射平台面临的威胁是紧迫的, 但对抗的持续时间却往往比较短暂。所以, 应用于这种目的的水声对抗装备所呈现的主要战技特点强调模拟发射平台声学特征的逼真性并且强调快速反应能力, 而声学模拟的持续时间或自身的航程则不是追求的主要战技指标。

4.2 战术掩护

战术平台主动使用水声对抗装备, 借助其干扰和诱骗作用, 辅助自身或其他平台实现所期望的战术目的, 将是现代水声对抗装备的另一重要作战运用样式。例如, 潜艇主动发射自航式水声对抗装备, 辅助突破敌反潜巡逻线就是其中之一。

为了限制潜艇的活动, 敌方经常在一定的海域划定一定的区域, 部署一条或多条舰艇兵力, 采取一定的搜索方式进行不间断地搜索巡逻, 以限制潜艇的战术行动。这对潜艇来说, 能否突破反潜兵力的搜索警戒是深入敌后完成作战任务的重要前提。对此, 以往潜艇只能依赖自身探测加机动的方法进行, 在开始突破敌水面舰艇反潜巡逻线时, 通常都需要查明敌方水面舰艇的数量, 巡逻线的长度、宽度、方向、搜索方式、搜索范围以及每艘舰艇负责的巡逻线长度等基本兵力配置情况, 然后据此寻找恰当的穿越位置点和穿越时机, 依赖自身的机动能力进行突破。由于搜集信息和自身机动能力的限制, 突破戒备森严的敌水面舰艇反潜巡逻线, 一直是一个困扰潜艇战术行动的难题。

然而, 潜艇模拟器航行时间长、航程远和尺度模拟能力强的技术特点, 为解决这一问题提供了有利的技术基础。这种情况下, 借助诱骗作用为潜艇突破敌反潜巡逻线打开缺口, 将会变得容易得多。在对敌情况判断的基础上, 通过规划潜艇模拟器的弹道, 使其在航行过程中成为反潜巡逻线上侦察兵力的跟踪对象, 进而在敌方兵力对潜艇模拟器搜索、探测或者跟踪的过程中, 使潜艇兵力借助潜艇模拟器的掩护, 寻机通过敌反潜巡逻封锁区。

可以看出, 这一过程中, 潜艇如果不主动实施穿越, 就不会对自身的隐蔽性或安全造成威胁。要想实现己方的战术意图, 只有使用潜艇模拟器才能创造更多的机会, 所以在水声对抗装备的使用上具有主动和创造条件的含义。依据这种含义, 可把这种情况下水声对抗装备的使用定义为战术掩护使用水声对抗装备: 为了达成一定的战术意图, 战术平台在目标没有发现自身的情况下, 主动使用水声对抗装备, 用以创造实现真正战术意图的条件而使用水声抗装备称为战术掩护。

显而易见, 这种应用作为水声对抗装备自身, 除了应具有逼真的声学和尺度模拟能力之外, 还必须具有相对较高的航速、较远的航程或较长的工作时间。而使用时, 更多的信息, 或者信息支持是确定使用时机和规划弹道的重要条件。

4.3 战役欺骗

在现今条件下, 突出水声进攻不仅在内涵上是对水声对抗概念的延伸, 而且这也将使水声战的概念趋于完整。

一般认为, 水声进攻就是通过各种水声手段攻击敌方的水声探测设备, 或水声制导武器, 使其摧毁或无效。实际上除此之外, 水声进攻还应包括更广泛的含义。例如, 利用远程, 具有声、磁多特征模拟功能的潜艇模拟器, 欺骗敌方水下潜艇警戒系统, 装备吊放声纳、磁探仪和浮标的反潜飞机和舰艇声纳, 制造水下兵力各种攻势的假象, 牵制敌方兵力, 使其动摇战役、战术决心, 此过程同样可以直接或间接实现消灭敌人或先发制人的战略战术目的。利用远程潜艇模拟器实现战役欺骗就是这种应用的一个典型例子。

根据战役的需要, 在敌战事敏感、反潜兵力活动频繁的海域, 利用各种平台发射多枚具有远程、长时间声、磁模拟能力的水声对抗装备, 以预定的航速、航路航行, 实现以兵器佯动代替兵力佯动, 制造潜艇兵力活动的假象。以此达到以假乱真, 牵制、消耗和疲惫敌反潜兵力, 混淆战场态势, 造成声东击西的局面, 干扰敌方的战役决心, 掩护己方海上作战兵力实现真正的战役或战术企图。即通过对敌实施战役欺骗, 达成战役进攻的目的。

在这种应用中, 尽管需要己方平台实施水声对抗装备的发射, 但在哪一海域, 何时发射, 以及声抗装备发射的数量和机动样式却需要作战体系的指挥决策层根据战役和作战方案而拟定。而且, 作为水声对抗装备的发射平台, 其使用水声对抗装备的目的并不是解决自身隐蔽性或其他战术层面的问题。所以, 可把这种使用定义为战役欺骗。显而易见, 只有具备良好声、磁模拟和长时间航行能力的潜艇模拟器才有可能胜任这一使命任务。

5 结束语

综上所述, 水声对抗装备的发展是随着各种作战平台, 以及作战体系的作战使命和作战任务的转变而发展的。现代水声对抗装备的战术技术性能使其作战应用范围大大超越了以往解决战术平台自身防御作战的范畴, 其作战功能可以延展到更高层次的作战运用之中, 用于实现战术掩护和战役欺骗正是其广阔的应用领域。

战术牵引技术的发展, 技术推动战法的创新。因此, 根据海上作战任务的特点, 从理论上界定现代水声对抗装备的作战运用样式, 无论对装备的规划发展, 还是其战法运用都是十分必要的, 这也是本文研究的基本目的。

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(责任编辑: 许 妍)

Development of Modern Acoustic Countermeasure Equipments and Its Effect on Sea Warfare

LI Ben-chang, LIU Chun-yue, ZHENG Yuan

(1. Research Centre of Submarine Operation Software, Navy Submarine Academy, Qingdao 266071, China; 2. Kunming Shipborne Equipment Research & Test Center, Kunming 650051, China)

The main purpose of traditional tactic platform using acoustic countermeasure equipments is to achieve self-defense by keeping and resuming the self-covert evasion of tracking. With the enhancement of modern acoustic countermeasure equipments in function and performance, they can also implement other tactic aims on the platform and reach campaign purposes in higher level operational application. In this paper, based on the technical analysis and the operational application theory of the acoustic countermeasure equipments, the operational application of the modern acoustic countermeasure equipments are divided into three levels, i.e. platform defense, tactic cover, and campaign deceit. The tactic and technical characteristics of each level and their influences on sea warfare are discussed.

acoustic countermeasure equipment; operational application; tactic platform; keeping and resuming self-covert evasion of tracking

TJ6; E246

A

1673-1948(2011)06-0468-05

2011-06-13;

2011-08-29.

李本昌(1955-), 男, 教授, 研究方向为潜艇作战系统和武器应用.