反潜巡逻机技术的发展动向与分析*

罗 锐

(海军装备部西安军事代表局 西安 710054)

反潜巡逻机技术的发展动向与分析*

罗 锐

(海军装备部西安军事代表局 西安 710054)

反潜巡逻机技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用。文章介绍了反潜巡逻机技术的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展反潜巡逻机技术的优势和重要性,重点探讨了几种反潜巡逻机技术的性能及其特点,最后论述了反潜巡逻机技术的发展动向与分析。

反潜巡逻机; 动向; 分析

Class Number TN97

1 引言

反潜巡逻机主要用于对潜警戒,协同其他兵力构成反潜警戒线;在己方舰船航行的海区遂行反潜巡逻任务;引导其他反潜兵力或自行对敌方潜艇实施攻击。机上可携载反潜鱼雷、深水炸弹、核深水炸弹、空舰导弹、火箭、炸弹等武器。本文就反潜巡逻机、发展动向、发展分析等,作进一步的研究和探讨[1]。

2 反潜巡逻机

反潜机是载有搜索和攻击潜艇的设备、武器的军用飞机或其他航空器,如直升机、飞艇等。现代反潜机装有航空综合电子系统,其中有各种探测器和导航、通讯及武器控制系统。探测器包括声学和非声学两类。前者如“声呐”(Sonar)浮标下位系统,它能把水中潜艇发出的噪音变成无线电信号,自动送回飞机从而确定潜艇的位置;后者包括反潜搜索雷达、磁导探测器、前视红外探测器、电子干扰设备及照明系统等。反潜机的武器包括鱼雷、普通炸弹、深水炸弹、水雷和火箭等,武器控制系统可以自动操作,也可以人工操纵[2]。

2.1 搜索探测

搜索探测是反潜巡逻机实施反潜的第一步,主要包括:目视观察和雷达探测,也可使用声纳浮标、吊放声纳(通常水上反潜巡逻机才配备)、磁异探测仪来探测水下潜艇,还可以用红外探测仪、废气探测仪,电场分析仪、激光探测仪等来搜索潜艇。

1) 目力观察。目力观察具有直观、快捷的特点,尤其在白天和海况良好的情况下,目力反潜搜索的效率较高,可发现10海里左右的水面状态潜艇,5海里左右的海气管状态潜艇,1～3海里内的潜望镜状态潜艇,并可在潜艇上方1海里内发现水下可视度内的潜艇。飞机目视观察潜艇的有利飞行高度受海区能见度等多种因素的影响,一般在10m～500m之间。但目视观察受气象条件的影响较大,搜索距离有限,只能作为一种补充手段。所以,并用雷达与目力反潜搜索时通常以雷达搜索为主,目力搜索为辅。雷达搜索的主要方法有平行航线搜索、扩展方式搜索、拦阻搜索,扇形搜索、随机搜索和指定航线搜索等;应针对不同的情况,分别采用不同的搜索法。

2) 声纳浮标。声纳浮标是现代反潜机普遍使用的一种主要搜潜器材,一般是在已知有潜艇活动的海域,并要在短时间内对较大范围进行搜索时;或希望在一定时间内封锁敌潜艇可能通过的航道;或者为重要目标担负反潜巡逻警戒时使用。反潜巡逻机上装有较为先进的浮标定向仪和声信号处理系统。声纳浮标是一次性使用的探测器材,分为主动式和被动式两大类,被动式又分为定向和非定向两种,此外还有温深浮标、海洋背景噪声浮标等辅助性浮标。通常,根据执行任务的性质,温深浮标测出的海水温深曲线,以及由海洋背景噪声浮标测出的海区海洋背景噪声等级等,来设定声纳浮标的工作时间、水听器深度、发射机的频率通道以及浮标的样式。实际上,不同浮标的使用时机、布阵方法、定位方法是完全不同的。为了获取较好的搜潜效果,同时又节省浮标,正确地选择阵形是反潜巡逻机使用声纳浮标的重要环节。一般来说,可根据任务要求、搜索区域的大小、飞机携带声纳浮标数量的多少,选择不同的阵形和采取不同的搜潜布阵方法。主要布阵方法有:线形布阵法、圆形布阵法、方形布阵法。以上三种布阵方法使用的都是被动非定向浮标。一旦发现目标,就应补投被动定向浮标或主动浮标对潜艇进行定位并测定其运动要素。

3) 磁异探测仪。磁异探测仪采用被动工作方式来探测潜艇,是一般反潜巡逻机上必装的探测设备,具有隐蔽性好,可靠性较高,不受海洋噪声干扰等优点。但由于其作用距离较近,大都采用低空和超低空探测,因此多在其他探测器材测得潜艇的概略位置后,再用磁异探测仪进行验证和精确定位。使用磁异探测仪时,反潜巡逻机的飞行高度应小于磁异探测仪的探测距离,而且飞行高度越低,水下探测距离就越深。不过,反潜巡逻机使用磁异探测仪时,受水文气象条件影响较大,当雨、雪、云、雾和海浪超过5级时,磁异探测仪的探测效率就会急剧下降。使用磁异探测仪时,反潜巡逻机通常采用圆形探测法,交叉(苜蓿叶)法、平行探测法等。

4) 吊放式声纳。吊放式声纳是水上反潜巡逻机上的主要探潜设备,它具有十分突出的特点:搜索速度快、机动灵活性好,尤其适合于应召反潜;工作深度可变,可利用其几百米长的电缆,根据测得的温深变化曲线,选择最佳工作深度,从而使声纳性能得以充分发挥;具有多种工作方式,可独立完成对静止和运动目标的探测。吊放式声纳一般体积较小、重量较轻(通常约为250kg),且精度高、操作简单、使用方便。吊放式声纳既可主动探测(换能器在水中发射一定时间间隔的超声波脉冲),也可被动探测(换能器并不发射声波,只是检测和分析由换能器收到的噪声)。由于反潜巡逻机配备有多种探潜器材,加之各种器材又有不同的特点和优长,因此在搜潜时可以根据实际情况适时使用,互为补充、互为验证,取得较好的搜潜效果。

2.2 攻击手段

反潜巡逻机搜索探测到水下异常情况后,便要结合各种探测信息和情报对水下目标进行识别,包括技术识别和战术识别。技术识别要判明是不是潜艇,而战术识别要确认所发现的是潜艇。然后,再根据反潜机上的导航设备和探器材探测到的潜艇信号来确定潜艇的准确位置。在连续准确测定潜艇的运动要素,并计算出准确的攻潜位置后,反潜巡逻机就可以根据需要选择使用导弹、火箭或普通炸弹去攻击水面状态的潜艇;而对于水下航行的潜艇,则采用反潜导弹、反潜鱼雷和深水炸弹实施攻击。

1) 深水炸弹。投放深水炸弹是利用飞机水平轰炸的原理,根据目标的现时位置、飞机的飞行性能、风向风速及炸弹的空中与水下弹道等参数,计算出炸弹投放点。在使用航空深弹攻击时,为了提高命中概率,一般从潜艇的45°或135°左右舷角进入。反潜巡逻机飞临潜艇前方一定距离时,连续投放批量的深水炸弹,投弹的数量一般根据携带量和测定潜艇目标误差的大小而定;投弹间距以不使深水炸弹间的空隙大于目标尺寸为准,同时要尽量扩大深水炸弹的覆盖面。

2) 声自导鱼雷。自导鱼雷不需要直接命中,只要目标进入鱼雷的自导搜索范围,即有可能被鱼雷捕获。自导鱼雷离开机上挂架后在空中按一定的弹道运动,入水后按预先设置的程序工作,同时利用声自导装置搜寻目标,一旦捕获到目标,便保持跟踪,直至命中目标。

3) 反潜导弹。飞机在空中发射反潜导弹,当载机进入战斗航向,距目标约30km时投放导弹,导弹自由下降一段后在空中点火,并接收载机发出的遥控信号。导弹到达攻击区域上空时,战斗部与弹体分离,并减速入水。其射程主要取决于舰载、机载声纳和磁探等探测设备的性能,一般为数公里至数十公里,也可达上百公里。反潜导弹由弹体、战斗部、动力装置、制导装置、电源和减速伞等组成。弹体用于安装弹上设备。战斗部可以是声自导鱼雷或核深水炸弹,装在弹体前部或腹部内。动力装置一般采用固体火箭发动机,装在弹体尾部或腹部后端。导弹采用无线电指令制导或惯性制导,制导装置一般装在弹体腹部或尾部。减速伞用于弹头减速入水。

3 发展动向

1) 俄罗斯将一架完成大修的图-142ME远程反潜机交付印度海军。俄罗斯海军网站2011年12月2日报道:俄罗斯别里耶夫航空科学中心12月2日将一架完成大修的图-142ME远程反潜机交付印度海军。这架飞机已完成全部必要的飞行测试。这架飞机将于12月5日启程返回印度本土基地[3]。

图-142ME km/h飞机最大航程为12000km,最大航速为855km/h(当飞机重量为138t、飞行高度为7km/h),巡航速度为735km/h,续航时间为9小时。最大作战载荷(6枚为印度海军设计的布拉莫斯巡航导弹)为9.6t,标准作战载荷(8枚Kh-35空舰导弹)为4.4t。典型的搜索-攻击版图-142反潜机装备有140个声纳浮漂。

此前据俄罗斯海军网2010年12月报道,升级后的图-142ME飞机能够全天候全天时地提供海上巡逻和安保,能够对水面和水下全速或低速航行或停留在海床上的最新静音潜艇进行通讯、监视、搜索、跟踪和作战。在装备导弹后,该飞机能够攻击水面舰艇、陆上和海岸目标。

2) 俄罗斯北海舰队一架完成现代化改造的伊尔-38反潜机服役。俄新社2012年3月5日报道,俄罗斯北海舰队发言人于3月5日表示,一架完成现代化改造的伊留申伊尔-38N反潜机已进入俄罗斯北海舰队服役,该机还将担负电子情报(ELINT)职责[4]。

这架反潜机具有多种作战能力,该型飞机能用于测绘北冰洋的磁场和重力场,进行海洋学研究和水下与空中侦察。该发言人没有指明该飞机是否是交付北海舰队的首架该型反潜机。

有消息人士指出,北海舰队的大部分伊尔-38飞机都将按照新的标准进行现代化改造。伊尔-38N飞机装有Novella传感器系统,能够探测半径在320km内的目标,其雷达能对水下、水面和空中目标进行观测。

Novella系统包括一台由两名操作员操作的计算机,还包括高分辨率热成像系统、磁异常探测系统、光学探测系统(包括激光、电视和热像频道)、重力异常探测器和其他装备。

3) 台湾将于2015年6月前获得美国12架反潜机。美国《防务新闻》网2013年3月27日报道:3月27日的一份报告称,台湾将于2015年中期前从美国接收12架P-3C猎户座反潜机[5]。

P-3C具有先进的潜艇探测能力。2007年,华盛顿同意向台湾出售改装的P-3C及其配备的T-56涡轮螺旋桨发动机以及其他相关的设备和服务,以取代老化的S-2T反潜机,该项交易的估计价值为19.6亿美元。报道称此举将使台北反潜舰队的监控范围扩大十倍。

根据交付进度,原定于2012年交付12架中的前5架,2013年交付2架,2014年交付4架,最后1架于2015年交付。

4) 波音公司向印度交付第二架P8I反潜机。美国《军事与航空航天电子学》2013年11月16日报道:波音公司已向印度交付第二架P-8I反潜巡逻机,将有效增加印度海军远程海上侦察和反潜能力[6]。

P-8I反潜机基于波音公司下一代737商用飞机开发,是印度海军P-8A波塞冬反潜机的变体。P-8I反潜机具有开放系统体系结构,配备先进的传感器和显示技术。

波音公司将共为印度建造8架P-8I反潜机,首架反潜机于2013年5月交付,并完成了测试,包括瞄准目标发射一枚“鱼叉”导弹,及空投一颗鱼雷。

此次交付的飞机将在未来几个月内进行飞行试验。波音P-8I反潜机项目经理利兰·怀特称,目前印度海军拉贾利海军基地已拥有两架P-8I反潜机,将与其他飞机产生更好的互操作性。

5) 美海军P-8A反潜巡逻机获准全速率生产。法国航宇防务网2014年1月27日报道:美国海军海上巡逻与监视飞机项目办公室(PMA-290)近日宣布,P-8A“海神”海上反潜巡逻机项目获批进入全速率生产阶段[7]。

全速率生产里程碑审查委员会于1月3日做出了批准决定,从而使该项目办公室、原材料赞助商、采购行业与部门能够以全速率向海军供应P-8A飞机,以保证部队快速形成稳定高效的反潜巡逻能力。这也标志着P-8A项目正式从低速率生产阶段转入全速率生产阶段,海军将能在未来数年内以较合算的价格采购这种飞机。

根据美国海军航空系统司令部的计划,该项目当前的目标是为海军提供117架P-8A飞机,其中低速率初始生产(LRIP)阶段的37架已有13架交付部队,其余的也将在预定时间内交付。随着海军舰队主要的反潜巡逻机由P-3C逐渐转变为P-8A,海军人员将逐步采用这种新飞机来进行训练或执行作战任务。

美海军第16巡逻中队已经于2013年12月装备了低速率生产阶段的P-8A巡逻机。在今后,VP-16与另一支装备LRIP阶段P-8A飞机的巡逻中队还将会接收升级型的P-8A巡逻机,分别称为增量-2型和增量-3型。其中“增量-2”型P-8A巡逻机项目预计将于2016年通过初始作战能力(IOC)里程碑审查。

P-8A巡逻机当前采用了增量-1配置,包括以下能力:持续的武装反潜作战(ASW)、综合传感器套装以及在态势感知方面的显著改善。增量-2型则包括:多静态主动相干声学系统、自动识别系统以及高空反潜作战武器能力。

P-8A项目团队在最近半年内取得了一系列进展:2013年夏季项目完成了初始作战测试与评估,秋季达到了初始作战能力,而冬季则开始了首次实战部署。

6) 澳大利亚采购8架P-8A海神反潜巡逻机。美国海军认知网2014年2月22日报道:澳大利亚政府日前宣布购买8架美国波音公司生产的P-8A海神反潜巡逻机以替代其服役近40年的P-3C猎户座巡逻机队。P-8A通用性极强,利用鱼雷和鱼叉导弹可完成反潜、反舰等任务,加上其强大的救援与监视能力将极大提升澳监视其250万平方公里的管辖海域,面积约为世界海域的4%[8]。

此次飞机采购加上配套设施的建设预计将耗费澳大利亚约40亿美元,而波音公司将从2017年起交付首架飞机,至2021年全部交付完毕,与此同时澳大利亚总理还批准了额外4架该型巡逻机的采购计划接受国防白皮书审查。据澳媒体报道,这些先进的反潜巡逻机将部署在澳南部的爱丁堡空军基地。

7) 印度拟在维克拉玛蒂亚号航母上部署国产北极星直升机执行反潜任务。印度婆罗门防务新闻网2014年6月17日报道:印度极有可能在目前最大的水面舰船——俄制维克拉玛蒂亚号航母上部署国产“北极星”直升机,该直升机将承担航母的反潜任务[9]。

如果最终实现的话,这种轻型直升机(ALH)将是印度在这艘航母上的第一个国产系统,目前维克拉玛蒂亚号航母上的舰载机都是进口的,如俄罗斯的米格—29K海军战斗机和以色列的卡莫夫-31空中预警直升机。

印度国防官员透露,目前“北极星”轻型直升机正在使用印度国防研究与发展部(DRDO)开发的一套系统进行反潜训练。同时该直升机正在维克拉玛蒂亚号航母上进行试验,最终其在航母上的部署还得取决于更进一步试验。

在6月14日印度总理纳伦德拉.莫迪参观维克拉玛蒂亚号航母时,该直升机负责将国防部高级官员和一批重点保护官员从海军基地运送到远离阿拉伯海岸的航母上。

该北极星双擎直升机是由印度斯坦航空公司在欧洲公司提供发动机技术支持下研发的,载重5.5t。北极星直升机同时也是印度海岸警卫队在沿海地区执行搜索和营救任务的一部分装备。印度空军和陆军在执行洪灾救援行动和去年北阿坎德邦的山体滑坡时曾广泛的运用了该直升机。目前北极星直升机在印度三军中已得到了广泛的部署,同时该直升机还在印度准军事部队中得到应用。

4 发展分析

反潜巡逻机技术的发展趋势: 1) 多用途; 2) 智能化; 3) 机动搜索; 4) 统一协调[10]。

1) 多用途。现代反潜巡逻机正在向既能反潜、又能反舰的多用途方向发展。这就要求反潜巡逻机除了携带自导鱼雷、深水炸弹和水雷外,还装有导弹、火箭弹。目前,反潜巡逻机携带的火箭弹主要用于打击水面潜艇和舰艇,也可用于自卫。机载空舰导弹的威力自不待说,目前有的反潜巡逻机还装备有空空导弹,以用于自卫。

2) 智能化。反潜巡逻机在确定反潜区域时,既要考虑有利于发现目标,又要考虑敌防空兵器的威胁程度、巡逻机本身的空中掩护能力,以及岸基雷达或舰载雷达对反潜巡逻机的指挥保障。

3) 机动搜索。反潜巡逻机的搜索航线应根据使用的探测设备来确定,在使用雷达、磁异探测仪搜索时,可采用指定航线搜索法或平行搜索法;在使用声纳浮标搜索时,主要采用机动飞行以接收声纳浮标发射的信息。

4) 统一协调。协同反潜时,反潜巡逻机还可担负反潜作战的空中指挥任务,统一协调各反潜兵力的行动,此时飞机所处的位置应考虑各种兵力的活动范围,保证对各反潜兵力实施及时有效的指挥。另外,反潜巡逻机多受岸基航空兵指挥所或海上编队的指挥,起降一般由所在的机场组织保障,在反潜区域的战术活动主要由航空兵指挥所或海上编队进行控制和管理。其协同组织通常由执行某次任务的直接组织机构负责,一般按计划协同为主,必要时进行临机协同。协同的主要内容包括反潜巡逻机的出航、返航方法与时机,反潜巡逻机的反潜区域及协同搜潜、攻潜的配合,与其他兵力进行通信联络的时机、手段和联络方法,与其他反潜兵力会合的地点和协同方法,各指挥所对反潜巡逻机进行指挥的时机和交接方法,空中伴随护航的飞机、岸舰导弹、岸炮、海上编队对反潜巡逻机的掩护支援方法,反潜巡逻机与各指挥所进行联络的时机、手段和方法等。

5 结语

随着反潜巡逻机技术的不断研制和开发,其反潜功能越来越齐全,其反潜性能越来越可靠,在未来现代化战争或局部战争中,适时运用反潜技术,就能够有效地保护自己舰艇的安全[11]。

[1] 周贺,吴勇.某型潜用雷达侦察机对反潜机载雷达信号侦察方法初探[J].潜艇学术研究,2001,19(4):35-36.

[2] 孙明太.航空反潜战术[M].北京:军事科学出版社,2003:57-58.

[3] 俄罗斯将一架完成大修的图-142ME远程反潜机交付印度海军[N].每日防务快讯,2011-12-12.

[4] 俄罗斯北海舰队一架完成现代化改造的伊尔-38反潜机服役[N].每日防务快讯,2012-03-09.

[5] 台湾将于2015年6月前获得美国12架反潜机[N].每日防务快讯,2013-04-02.

[6] 波音公司向印度交付第二架P8I反潜机[N].每日防务快讯,2013-11-20.

[7] 美海军P-8A反潜巡逻机获准全速率生产[N].每日防务快讯,2014-01-30.

[8] 澳大利亚采购8架P-8A海神反潜巡逻[N].每日防务快讯,2014-02-16.

[9] 印度拟在维克拉玛蒂亚号航母上部署国产北极星直升机执行反潜任务[N].每日防务快讯,2014-06-25.

[10] 王祖典.航空反潜非声探设备[J].电光与控制,2006,13(4):6-8,12.

[11] 罗木生,侯学隆,王培源.反潜巡逻机雷达巡逻搜潜的面积等效模型[J].电光与控制,2013,20(6):20-23.

Development Trend and Analysis of the Anti-submarine Patrol Aircraft Technique

LUO Rui

(Military Representative Bureau of Naval Armament Department in Xi’an, Xi’an 710054)

Anti-submarine patrol aircraft technique plays more and more important roles in modern war. This paper introduces the development course of anti submarine patrol aircraft technology and equipments, to improve the situation, and points out the advantage and importance of developing anti submarine patrol aircraft technology in the modern war, focuses on the performance and characteristic of several anti submarine patrol aircraft technology, finally discusses the development trend and analysis of anti submarine patrol aircraft technology.

anti-submarine patrol aircraft, trend, analysis

2014年4月5日,

2014年5月27日

罗锐,男,硕士,工程师,研究方向:航空仪表。

TN97

10.3969/j.issn1672-9730.2014.10.005