国外反鱼雷鱼雷技术现状及发展趋势

崔贵平



国外反鱼雷鱼雷技术现状及发展趋势

崔贵平

(中国船舶重工集团公司军工部, 北京, 100192)

总结了国外反鱼雷鱼雷技术发展的主要标志性阶段, 同时给出了国外几型在研的反鱼雷鱼雷主要性能,并从技术角度初步分析了各自技术道路的利弊。在此基础上, 分析了国外反鱼雷鱼雷技术发展的主要共性和趋势, 其主要表现在高频自导系统、声引信、大装药全向爆轰战斗部等方面。最后预测了未来可能发展的多种目的和功能的反鱼雷鱼雷种类。

反鱼雷鱼雷; 高频自导系统; 声引信; 大装药全向爆轰战斗部

1 概述

反鱼雷鱼雷(anti-torpedo torpedo, ATT)是随着现代鱼雷的智能化而提出的新的主动硬对抗武器。一方面, 传统的被动软对抗措施对抗来袭新型智能鱼雷的能力逐步降低, 同时对抗效果相对较低; 另一方面, 鱼雷报警能力的提高为ATT的使用提供了可能性。国内外基本的认识是, 水面舰艇和潜艇重要威胁在于海军采用的现代高性能智能鱼雷。这些鱼雷的基本特点在于, 高速远航程; 大的续航力和再攻击能力使得软杀伤措施不能发挥作用; 线导及目标信息与发射平台的持久改进; 采用主动和/或被动方式以及多频率声自导方法多目标处理(包括声纳频谱的最佳使用、目标识别、储存的环境数据、航速方面的战术使用等); 无自导直航鱼雷和尾流自导鱼雷都不受软杀伤措施的影响; 可采用单射或齐射进行攻击。同时, 现有自导鱼雷可通过现代处理技术和抗干扰措施的改进使软杀伤方法失效。ATT正是应拦截和摧毁威胁的需求而诞生。

一般而言, ATT具有以下基本特点: 1) 单雷拦截范围大, 据报道, 德国的SEA-SPIDER 1枚可对抗1枚来袭鱼雷; 2) 主动迎击对抗, 不被动等待, 主动跟踪前迎, 缩短对抗时间; 3) 硬杀伤, 爆炸毁伤来袭鱼雷; 4) 中近程防御, 国外ATT多数在1~3 km内拦截; 5) 拦截概率高, 俄国MTT鱼雷可在现有的对抗器材的基础上提高舰船生存能力3~4倍。

2 国外ATT的发展阶段

目前, 国外ATT发展比较迅速, 同时也各自根据自己国家的需求, 技术道路也不近相同。国外在研和在论证的ATT主要有4型: 在研制的美国SMART鱼雷; 在论证的法国-意大利联合MU90-HK鱼雷; 在研制的德国SEA-SPIDER鱼雷; 已装备的俄国MTT鱼雷。

国外ATT目前已经历了3个主要发展阶段。第1阶段是美国首先提出并开始的探索阶段。美国早在上世纪80年代, 开始了基于MK46鱼雷改进为ATT的研制与试验, 前后经过近10年的探索, 未通过海军使用测试, 到1995年终止了现有鱼雷的改进, 其主要原因一直没有报道。第2阶段是2000年前后, 法国和意大利联合提出了MU90-HK的方案与论证, 该方案是在MU90轻型鱼雷基础上的改进方案, 进行了初步的数学仿真论证工作, 该方案没有得到评估认可, 认为该方案存在技术不兼容的风险, 同时其技术性能也没有优化。美国在此期间放弃了改进现有鱼雷的技术道路, 开始了SMART鱼雷的研制, 为了降低风险, 开始进行演示验证, 主要研制单位为宾西法尼亚大学应用物理实验室, 所走技术道路主要为了满足军方的多方面使用需求, 研制难度大, 原来预计在2006年前后装备部队, 其进展情况目前还没有进一步报道。俄国出现的MTT 鱼雷可能更早些, 并经过了试验阶段, 从其报道看, 估计现已装备部队。第3阶段是近几年德国开始研制的SEA-SPIDER鱼雷, 目前了解, SEA-SPIDER 应处于原理样雷研制阶段, 已完成了湖上动态航行试验、报警和防御系统的匹配试验, 但没有进行真正意义上的拦截试验。

从各国研制进展情况看, 未来5年左右, 会陆续出现各种形式新的能够装备部队的ATT。

3 国外ATT主要技术性能

3.1 美国SMART鱼雷

该型ATT口径160 mm; 长度2.8 m, 列装备后为2.67 m; 航程1 km; 航速30~40 kn; 装药量5 kg; 拦截范围4.5 km; 齐射功能为多雷齐射; 毁伤效能为20 m对来袭鱼雷硬杀伤; 潜艇发射采用多功能对抗发射管, 水面舰发射采用改装的发射管; 流体及控制形式为捷联惯导, 可控弹出鳍; 自导方式为多模式自导头, 或声引信, 主动和被动工作方式; 动力系统采用锂-六氟化硫燃料, 闭式循环动力; 可拦截雷型包括直航、声自导/线导和尾流自导鱼雷。

该型ATT目前处于演示验证阶段, 研制难度大, 目前困难较多。主要技术优点是口径小、易于装备到平台上、可潜艇/舰艇通用。由此带来的问题是自导、动力研制难度大, 短期内难于解决。同时小口径, 装药量少, 毁伤效果值得商榷, 特别是5 kg的装药量, 对导引弹道、自导等带来巨大挑战。其最终作战效能还没有充分评估和验证。

3.2 法、意MU90-HK 鱼雷方案

该型ATT口径3.24 m; 长度2.85 m; 最大航速50 kn; 航程10 km; 水平、垂直旋回角速率为95°/s; 声源级大于220 dB; 工作带宽10 kHz;扇面为120°´70°; 传感器采用捷联式技术, 光纤陀螺+固态加速度计的控制方式; 战斗部为50 kg PBX, 全向爆轰; 动力方式为电动力; 具有高数据率(不同频率交叠发射), 多频、多模处理, 适应浅水的特点; 可选用初始惯性段航程来适应软对抗的战术。

目前所知, 该型ATT处于方案论证阶段, 仅在一定条件下进行了数学仿真论证。主要用于水面舰艇防御。该方案的主要技术优点是口径相对大, 所以自导、控制、动力研制困难相对较小。同时, 装药量相对较多, 其毁伤效果强于小口径。其主要问题是基于传统鱼雷的概念, 与水声对抗器材的声兼容问题没有得到彻底解决, 没有得到评估部门的最终认可。而且其论证技术方法没有优化, 所以给出的一些技术指标值得商榷(如旋回角速度)。

3.3 德国SEA-SPIDER鱼雷

该型ATT口径2.10 m; 长度2.26 m; 航速小于50 kn; 航程1 km; 制导方式为主/被动(高频), 作用距离几百米, 全数字化自导头, 声引信; 具有大范围的水平和垂直视角; 舰船声纳和鱼雷声纳频率范围外的作战频率; 工作深度可覆盖潜艇工作深度; 发射方式为鱼雷发射管发射; 战斗部可对鱼雷结构毁伤, 全向爆轰; 全数字化控制和导引; 具有齐射拦截模式; 动力推进装置为固体推进剂水下火箭。

该型ATT目前应该处于原理样雷阶段。已完成了火箭载体的航行试验, 研制了其自导控制等, 并完成了初步海上试验。其技术特点是采用了火箭推进及高频自导体制。主要的技术问题是装药量不会太大, 其毁伤效能没有给出明确的说明, 值得商榷。由此带来最后拦截阶段的技术需求会很高。同时, 自导作用距离也比较小, 对于初次捕获也不利。其最终的拦截毁伤效果值得关注。

3.4 俄罗斯MTT鱼雷

该型ATT口径324 mm; 长度3.108 m; 自导作用距离为300 m; 航程1 km。

据报道, 该ATT目前已经装备使用。主要技术特点是口径采用324 mm, 毁伤效果好; 对自导、控制等与战斗部毁伤匹配好。

4 国外发展ATT的技术特点和趋势

ATT与水下防御对抗体系密切相关, 其研制需要考虑到防御系统的特点。主要面临的是同区域、同频带、同时间、同环境的问题。同区域是指防御器材和水声对抗器材均工作在中近层, 与ATT基本在同一防御层次; 同频带是指防御器材和水声对抗器材的工作频率都覆盖了现有鱼雷工作频段, 使ATT面临复杂的各种声干扰环境, 声兼容问题突出; 同时间是指水声对抗器材与ATT几乎在同一时间段内工作; 同环境是指在水面防御中, 同在浅水的强干扰环境下工作。由于以上问题, 国外在发展ATT的同时, 更强调体系防御、协同工作, 相互兼容、互不影响的原则。

所谓体系防御、协同工作是指, 在具备鱼雷报警能力情况下, 软杀伤和硬杀伤防御共同联合使用, 形成完备的鱼雷防御体系。法国研制的SLAT鱼雷防御系统已经装备“戴高乐”航母。主要包括3个子系统: 鱼雷报警声学系统、对抗子系统和快速反应子系统。其中对抗子系统主要包括悬浮式和自航式声诱饵以及噪声干扰器等软杀伤对抗器材, 同时预留了硬杀伤ATT的使用接口。美国在AN/SLQ-25A的软对抗(诱饵和噪声器材)的基础上, 由霍普金斯大学提出, 正在开发新的AN/WSQ-11鱼雷防御系统, 该系统不仅具有软对抗(火箭发射的一次性消耗水声对抗器材)能力, 而且增加了ATT硬杀伤武器子系统。

所谓相互兼容、互不影响是指, 鱼雷防御体系中既存在软杀伤对抗器材, 也包括硬杀伤手段。这些软、硬杀伤对抗设备间应当互不影响, 相互兼容, 即ATT与鱼雷防御体系中的软杀伤(鱼雷诱饵、鱼雷噪声干扰器、鱼雷扫频干扰器等)具有声兼容性。德国目前正在研制的SEA-SPIDER鱼雷选择了高频自导系统, 实现了ATT与其他水声对抗器材的声兼容。美国目前正在演示验证的ATT也采用了高频自导系统, 成功地与其防御系统实现了声兼容。

ATT是由自导系统、声引信、近程区域导引控制、毁伤和武器系统共同构成的特殊的拦截武器。为了实现以上目的, 尽管各国技术道路不完全相同, 但有其共同特点。主要体现在: 高频自导系统成为国外ATT的主要特点和趋势; 采用高频声引信; 战斗部采用全向爆轰战斗部; 特殊的拦截弹道、反鱼雷为主兼顾应急反潜等方面。

目前高频自导系统成为国外ATT的主要特点和主流趋势, 例如德国的SEA-SPIDER鱼雷、美国的演示ATT。目前已知的ATT中, 只有意大利白头公司的MU90-HK采用一般鱼雷的自导频率范围方案, 该方案从1997年开始提出, 设想在MU90鱼雷的基础上通过改进后形成ATT, 目前仍处于论证阶段, 欧洲EUROTORP公司的主任Polo GALLETTI博士和白头公司数字仿真部主管Marco SIGNORINI博士表示, 其论证结果和解决方案没有得到北约军方PG-37反潜组的认可, 认为这样的频率选择存在声兼容的技术风险。

对于水面舰艇防御用的ATT, 高频声引信成为浅水ATT声引信的主要手段。水面舰艇鱼雷防御中, 由于来袭鱼雷与ATT相对快速运动, 直接相撞的几率极小, 决定了ATT不可能采用触发引信和作用距离较小的磁/电磁引信。因此国外一般采用引信作用距离相对较大的声引信。同时, 来袭鱼雷与ATT一般在很浅的近水面处交汇, 会受到水面混响的强烈干扰, 采用高频声引信, 可在保证引信精度的条件下, 有效抗水面混响。德国的SEA-SPIDER采用了高频声引信。俄罗斯也采用了独立的非触发引信装置。美国的ATT采用了多模式基阵, 其中一种模式即为声引信。

战斗部采用全向爆轰战斗部, 尽量增大装药, 如法国曾经提出了更大口径设想, 以增大毁伤距离和毁伤效果, 降低其他系统的研制难度。

动力系统主要功能是提供足够的航行速度和航程, 有效拦截来袭鱼雷。但ATT带来的噪声也是重要的考虑依据, 航行噪声小可有效提高自导作用距离, 对导引和拦截有利。从这个角度来看, 电动力系统具备相对的优势。但目前国外的ATT动力系统呈现多样性, 包括德国SEA-SPIDER的火箭动力系统, 欧洲的电动力系统等。但从长远发展看, 低噪声的动力系统是必然趋势。

反鱼雷为主、兼顾应急反潜成为ATT未来的一种趋势。ATT主要的功能是对抗拦截来袭鱼雷, 所以世界各个国家均在自导、控制、弹道策略上选取了最适合反鱼雷的体制, 即在设计时优先考虑反鱼雷的性能。与此同时, 部分国家也考虑了兼顾反潜的能力。美国的海军水下防御系统项目主任曾表示, 尽管ATT不能预期替代轻型和重型鱼雷, 但也给舰艇指挥员提供了多一种攻击选择, ATT同样也可作为反潜武器, 分析表明, 在可以预见的将来, ATT同样也可以给潜艇以致命有效的毁伤。美国目前发展的超轻型ATT(CVLWT)主要作为反鱼雷使用, 同时可以装备到无人小潜艇和轻型小直升飞机上, 作为反潜艇鱼雷使用。

ATT主要关键技术包括自导技术、引信技术、拦截弹道和动力技术等。这些关键技术之所以关键, 是由ATT以上的特点和作战使用环境等决定的。脱离开以上特点, 则不可能很好地理解ATT, 也不可能设计出满足真正使用要求的ATT武器。

5 结束语

ATT是世界各个主要鱼雷防御武器国家都在积极研发的硬对抗武器, 目前主要防御的对象是来袭的各种鱼雷, 防御的区域为中近层, 属于近程防御。随着ATT装备部队, 解决了近程防御问题后, 未来必然出现多种目的和功能的ATT, 如远程拦截ATT、特种防御ATT等。同时随着鱼雷报警性能的提高和ATT武器系统的完善, 会衍生出很多用途和多种形式的ATT。从这个意义而言, ATT一方面有着巨大的技术挑战, 同时也是一个具有广阔发展空间的新领域。在不久的将来, 必然会出现多种ATT装备部队, 形成完善的水下防御主动硬杀伤体系。

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(责任编辑: 陈 曦)

Current and Future Technology for Anti-Torpedo Torpedo in the World

CUI Gui-ping

(Industry Department, China Shipbuilding Industry Corporation, Beijing 100192, China)

Major significant development stages of foreign anti-torpedo torpedo(ATT) is summarized. Main performances of some developing ATTs in the world are introduced, and the advantages and disadvantages of each ATT’s technical route are analyzed preliminarily. The generality and trend of ATT technology development in the world are discussed in such aspects as high-frequency homing system, acoustic fuze, and omnidirectional heavy-charge blast warhead. In addition, some ATTs, which may be developed in the future, with different purposes and functions, are forecasted.

anti-torpedo torpedo; high-frequency homing system; acoustic fuze; omnidirectional heavy-charge blast warhead

TJ630

A

1673-1948(2012)06-0472-04

2012-06-11;

2012-08-15.

崔贵平(1961-), 男, 高级工程师, 主要从事水中兵器研究.