王新为 谭安胜
(海军大连舰艇学院,辽宁 大连116018)
随着潜艇技术的发展,使得反潜战逐步成为未来海战的首要任务。潜艇以其独特的隐蔽性、突然性和攻击性优势,决定了反潜作战中的“非对称性”,体现出对潜作战搜索难、跟踪难、攻击难的特点[1,2]。与使用水面舰艇等反潜手段相比,反潜巡逻机不仅反应速度快、搜索范围大、搜潜效率高、攻潜效果好,而且在与潜艇对抗中处于单向搜索和攻击的优势。因此,反潜巡逻机在立体反潜体系中占有重要地位,受到各国海军青睐。目前,我国迫切地需要反潜巡逻机装备部队,对反潜巡逻机的作战使用研究已成为部队和海军亟须解决的问题。
现阶段,国内外学者就反潜巡逻机如何作战使用已有充足研究,具体体现在两个方面:一是反潜装备,对反潜巡逻机及其挂载的反潜装备的战技性能进行研究,并不断提高其反潜作战能力,为反潜巡逻机遂行反潜任务提供有力保障;二是反潜战术,对反潜巡逻机以及机载探测载荷、武器载荷的战术使用进行研究,基于搜索论、协同论等多学科理论,结合作战运筹分析,提出反潜巡逻机作战使用的具体方法。本文着重从作战使用的角度,分析反潜巡逻机国内外研究成果,指出存在不足,提出下一步研究重点。
反潜巡逻机是用于反潜作战和海上巡逻的军用飞机,通常可分为岸基(或舰载)反潜巡逻机和水上反潜巡逻机。目前,世界各国超过20 个国家(地区)的海(空)军装备约800 余架反潜巡逻机,并以美国、日本、俄罗斯装备最多,占世界反潜巡逻机总数的70%以上,占其海军航空兵作战任务飞机总数的10%以上。与其他反潜平台相比,反潜巡逻机具有速度快、范围广、续航能力强、低空性能好、武器载弹量大等特点。可以预见,随着航空技术以及机载探测、武器载荷的发展,反潜巡逻机必将日益凸显其反潜主力军的作用[3]。
美军早在第一次世界大战期间就已成功研制出反潜巡逻机。1915 年,美国海军为应对德国针对英、法、美大规模潜艇战,对“柯蒂斯”H -4 水上飞机进行改造并研制完成世界第一架反潜巡逻机。1917 年,英国海军使用F -2A 反潜巡逻机击沉德国UC-36 号潜艇,这是世界上首次使用反潜巡逻机击沉潜艇。第二次世界大战,德国又开展了大规模潜艇战。英、美从一开始就将航空反潜作为重要的对抗手段,此时的反潜巡逻机主要由大型侦察机和轰炸机改装而成。第二次世界大战期间,德国共有415 艘潜艇被飞机单独或飞机与舰艇协同击沉、击毁,充分说明了反潜巡逻机在反潜作战中不可替代的作用。目前,国外现役的数量多、性能好的反潜巡逻机主要有:美国的P-3C“猎户座”和P-8A“海神”、法国的“大西洋”2、英国的“猎迷”、俄罗斯的“伊尔”-38 和A -40“信天翁”等,且装备了先进的机载搜索雷达、磁探仪、声呐浮标、红外搜索仪等探测载荷以及反潜鱼雷、自导深弹等武器载荷。这几型反潜巡逻机总数约有600 余架,其中P -3C反潜巡逻机数量最多,约有400 余架。
虽然国外有关反潜巡逻机以及机载探测、武器载荷的技术都较为先进,在战场上的使用也较为成熟,但由于保密原因,可查阅的相关资料非常有限,多集中在性能介绍和发展综述方面。文献[4]针对反潜飞机使用机载雷达对潜发现概率问题,建立了相应模型,分析了影响机载雷达发现概率的主要因素;文献[5]采用博弈论探讨了反潜直升机搜潜战术;文献[6]建立了航空反潜指挥与控制流程;文献[7]分析了苏联海军航空反潜系统的战术思想,剖析了苏军反潜作战的战略战术意图以及反潜巡逻机的搜潜功能和战术使用。
我国目前尚未正式装备反潜巡逻机。20 世纪50 年代,我国从苏联引进6 架别-6 水上反潜巡逻轰炸机,但其构造简单且缺乏专业的反潜设备。20世纪60 年代,我国对别-6 换装了多普勒导航雷达、声呐浮标和磁探仪等搜潜设备。20 世纪60 年代初,由于中苏关系恶化,无法引进其后续型,我国开始自行研制“水轰”-5 水上反潜巡逻轰炸机。由于该型飞机滑行颤振问题以及机载探测、武器载荷使用问题迟迟未能攻关,导致“水轰”-5 长期未能定型。20 世纪80 年代,我国海航将运-8 运输机改装成运-8 海上巡逻机,并于1986 年装备部队。20 世纪90 年代,我国海航对运-8 海上巡逻机进行改进,各机载设备采用数据总线相连,并配备综合信息处理系统[12]。长期以来,由于我国未能很好地认识到面临的潜艇威胁,仅注重潜艇、水面舰艇和海军战斗机等武器装备的发展,忽略了反潜巡逻机的引进和研制,目前航空反潜任务主要由反潜直升机完成。自20 世纪90 年代以来,我国周边国家(地区)竞相建立和发展潜艇部队,使我国面临的潜艇威胁日益加剧,因此,我国海军迫切需要反潜巡逻机来弥补航空反潜的短板,进一步提高我国海军的反潜能力。
随着我国发展航空反潜的步伐日益加快,国内很多单位及相关科研人员,对反潜巡逻机的作战使用给予了很大的关注,从不同侧面开展了相应的研究。例如,文献[8]介绍了航空反潜系统的基本配置,探测载荷、武器载荷的性能特点,电子及水声对抗,航空反潜战术使用和有关组织保障;文献[9]从航空反潜作战任务特点、作战原则和基本战法出发,对目前航空搜潜设备的搜潜战术以及协同搜潜战术进行介绍。
目前,反潜巡逻机作战使用研究主要包括对潜搜索、对潜跟踪及对潜攻击等三部分,且相关科研单位及学者就反潜巡逻机飞行器和机载各型载荷的作战使用已有充足研究,具有相当的参考价值和借鉴意义。
对潜搜索是反潜巡逻机实施反潜的第一步,也是整个反潜过程的关键一环。反潜巡逻机对潜搜索的理论基础是搜索论[10]。第二次世界大战期间,为满足军事上有效使用飞机和水面舰艇搜索敌潜艇的急切需求,形成搜索论这门学科,其目的是以最大可能或最短时间找到指定目标。搜索论的发展主要经历3 个阶段:20 世纪50 年代B·O·Koopman 创立了搜索论;70 年代Lawrence·D·Stone 发展并完善了搜索论;80 年代各种搜索算法开始跨越式发展。前两个阶段形成并完善了搜索理论,提出对静止目标的搜索方法[11,12];后一个阶段提出对有条件确定型运动目标的搜索算法,为搜索策略的制定提供理论依据[13,14]。现役反潜巡逻机主要通过使用声呐浮标、磁探仪、搜索雷达和红外搜索仪等探测载荷以及依靠目力实施对潜搜索。
3.1.1 反潜巡逻机探测载荷作战使用研究现状
(1)声呐浮标作战使用研究现状。声呐浮标是反潜巡逻机布放于反潜海区,利用无线电发送目标信息至载机的探测载荷,是反潜巡逻机主要的搜潜手段。就目前可查阅资料来看,对声呐浮标作战使用的研究主要体现在三个方面:一是研究声呐浮标目标定位及发现概率;二是研究浮标阵布放方法及浮标阵搜潜效能;三是基于浮标阵形研究反潜巡逻机飞行航路及监听航路规划。
文献[15]、[16]针对被动/主动声呐浮标目标定位问题,基于目标定位原理给出了目标定位方法,并建立了相应数学模型;文献[17]、[18]针对反潜巡逻机布放声呐浮标阵搜潜效能问题,给出了几种典型声呐浮标阵的布放方法,建立了声呐浮标阵搜潜效能及巡逻机航路规划模型,分析了不同浮标阵对搜潜效能的影响;文献[19]针对无人机对潜跟踪监听航路规划问题,分析了无人机对潜跟踪时浮标阵的布设,建立了无人机航路规划模型,提出了无人机矩形监听浮标阵航路方案。
(2)磁探仪作战使用研究现状。磁探仪是一种探测由于潜艇存在致使所在位置的磁场发生变化,进而发现潜艇的载荷,是声呐浮标发现目标后进一步定位潜艇的辅助搜潜器材,也是反潜巡逻机主要的搜潜手段。就目前可查阅资料来看,对磁探仪作战使用的研究主要体现在三个方面:一是研究磁探仪搜潜概率;二是研究影响磁探仪搜潜效能的主要因素;三是基于磁探仪搜潜效能研究反潜巡逻机航路规划。
文献[20]、[21]针对应召反潜时反潜巡逻机使用磁探仪搜潜效能问题,研究了应召搜索时磁探仪的搜索半径,建立了磁探仪搜潜概率模型及反潜巡逻机航路规划模型;文献[22]、[23]针对磁探仪搜潜效能问题,建立了磁探仪对潜搜索模型,分析了磁探仪搜潜效能的主要影响因素;文献[24]针对反潜巡逻机挂载磁探仪遂行应召螺旋搜索的航路规划问题,分析了磁探仪螺旋搜索时的搜潜效能,结合潜艇散布规律和自然环境对飞行性能的影响,建立了反潜巡逻机航路规划模型。
(3)搜索雷达作战使用研究现状。搜索雷达是用于搜索和跟踪露出海面的潜艇潜望镜、通气管以及水面航行状态潜艇的探测载荷。但由于雷达发出的电磁波水下衰减很快,作用程度有限,因此,搜索雷达在探测载荷中的地位不比前两者。就目前国内可查阅资料来看,对搜索雷达作战使用的研究主要体现在两个方面:一是研究搜索雷达作用距离及目标发现概率;二是研究搜索雷达的搜潜效能以及影响搜索雷达搜潜效能的主要因素。
文献[25]针对搜索雷达对潜搜索作用距离问题,分析了海况对搜索雷达作用距离的影响,建立了基于海洋环境变化的搜索雷达作用距离评估模型;文献[26]针对反潜巡逻机使搜索雷达探测概率问题,探讨了搜索雷达扫描宽度,分析了影响搜索雷达探测概率的主要因素,建立了搜索雷达遂行探测概率模型;文献[27]针对搜索雷达搜潜效能问题,依据搜索雷达搜潜特点,给出了反潜巡逻机使用搜索雷达的搜潜方法,建立了搜索雷达发现率模型,分析了不同搜潜样式下搜索雷达的搜潜效能。
(4)红外搜索仪作战使用研究现状。红外搜索仪是一种通过测量海水温度变化,经分析判断是否存在潜艇的探测载荷。就目前国内可查阅资料来看,对红外搜索仪作战使用的研究主要体现在两个方面:一是研究红外搜索仪系统搜潜中的信噪比;二是研究红外搜索仪搜潜效能以及反潜巡逻机航路规划。
具体体现为:文献[28]、[29]针对红外搜索仪系统反潜探测问题,介绍了使用红外搜索仪系统反潜探测的应用原理和工作方式,分析了红外搜索仪系统搜潜中的信噪比,并建立相应数学模型;文献[30]针对反潜巡逻机挂载红外搜索仪遂行检查反潜问题,基于经典检查搜潜方法,分别建立了反潜巡逻机遂行平行航线搜潜、拓展方形搜潜和收缩方形搜潜时的航路规划模型,分析了三种搜潜方式下的搜索效能。
(5)目力搜索研究现状。目力搜索具有直观、高效的特点,即使在探测载荷高速发展的今天,仍是一种不可或缺的搜潜手段。但由于受水文气象条件影响较大,且发现距离有限,只能作为补充搜潜手段。文献[31]针对航空反潜中目力搜索效率问题,介绍了几种典型的目力搜索方式,分析了目力搜索的影响因素,建立了典型目力搜索方式下的搜潜效率模型。
3.1.2 反潜巡逻机对潜搜索研究存在的不足
目前,反潜巡逻机各型探测载荷及飞行器的作战使用已有充足研究,但仍存在作战背景考虑过于理想、对潜搜索研究对象不全等问题。
(1)反潜巡逻机机载探测载荷探测概率研究。就目前反潜巡逻机探测载荷搜潜模型相关文献来看,普遍存在模型构建过于理想化的现象,没有考虑作战海区环境对反潜巡逻机探测载荷的影响,并认为当目标位于探测载荷的作用距离内,即判定发现目标。但在实际作战当中,发现潜艇是由两个同时发生的条件概率(与潜艇建立接触的概率、对接触进行识别的概率)决定。
(2)反潜巡逻机对潜搜索效能研究。①潜艇位置散布假设不够合理全面:潜艇位置和运动的不确定性造就了对潜搜索的复杂性,因此,在研究对潜搜索效能时,需事先假设潜艇位置散布规律并考虑潜艇航速航向的影响。就目前对潜搜索相关文献来看,普遍存在对潜艇位置假设和潜艇位置散布规律分析不够合理全面的现象,有的在研究搜索概率时甚至不考虑潜艇位置散布。实际上,由于各种原因潜艇水下航速变化不大,主要通过改变航向及下潜深度进行机动。②反潜巡逻机探测载荷研究对象不够完整:就目前反潜巡逻机探测载荷研究相关文献来看,主要针对声呐浮标、磁探仪和搜索雷达的搜潜战术及搜潜效能进行研究,而对红外搜索仪以及目力搜索研究不多见。实际上,后两者也是不可缺少的搜潜手段。③缺乏异型探测载荷协同作战使用研究:就目前探测载荷作战使用研究相关文献来看,基本只是针对某一类型的探测载荷作战使用进行研究,而异型探测载荷协同作战使用缺乏理论研究。事实上,只要对异型探测载荷协同作战方法运用得当,将可相互弥补各自战技性能的不足,发挥其综合作战能力,从而提高对潜搜索效能。
(3)反潜巡逻机搜潜航路规划研究。就目前反潜巡逻机搜潜航路规划相关文献来看,普遍存在与实际作战不符、模型构建过于简单的现象,忽视了反潜巡逻机自身的物理限制和战术使用要求。在实际作战当中,反潜巡逻机航路规划应结合探测载荷的使用方法,满足最小航迹长度、最大航迹长度、最高/最低飞行速度、接近目标方向等航路基本约束条件和反潜巡逻机最小转弯半径等限制条件,以及考虑作战海区环境对反潜巡逻机的影响。特别的,在使用声呐浮标搜潜时,还应考虑声呐浮标投放方式及入水受力等特性对搜潜效能的影响,从而确定反潜巡逻机的搜潜航路规划。
对潜跟踪也是反潜巡逻机遂行反潜任务的重要阶段。反潜战中,为消灭或阻止潜艇行动,须适时对敌潜艇实行跟踪。特别是在和平时期,反潜的任务只能是跟踪。可以认为,对潜跟踪是搜潜的继续,攻潜的前提。国内对潜跟踪研究,多局限于水面舰艇和反潜直升机等反潜平台,或单独针对声呐浮标对潜跟踪问题进行研究,而反潜巡逻机对潜跟踪研究成果不多见。
文献[32]针对舰载直升机对潜跟踪兵力需求问题,分析了舰载直升机对潜跟踪过程,建立了一定跟踪概率条件下舰载直升机兵力需求模型;文献[33]针对反潜直升机布设被动声呐浮标阵对潜跟踪问题,探讨了被动声呐浮标阵对潜跟踪的时机和方法,研究了潜艇定位距离误差随布设的浮标对之间相对位置的变化规律,建立了距离误差变化趋势模型。文献[34 -35]针对被动/主动全向声呐浮标跟踪潜艇优化布放问题,分析了浮标探测性能以及浮标群相对位置对定位精度的影响,给出了使用被动全向声呐浮标跟踪潜艇的优化布放方法,建立了浮标跟踪性能及消耗量模型。
反潜巡逻机对潜跟踪作战使用研究,应以反潜巡逻机对潜搜索为基础,给出反潜巡逻机对潜跟踪的方法及对潜跟踪效能,探讨反潜巡逻机单机、多机与驱护舰编队协同跟潜战术,为下一步反潜巡逻机对潜攻击作铺垫。
对潜攻击是反潜巡逻机使用武器载荷对敌潜艇实施攻击的战斗行动。目前,现役反潜巡逻机主要通过使用航空反潜鱼雷和航空自导深弹等武器载荷遂行对潜攻击任务。
3.3.1 反潜巡逻机武器载荷作战使用研究现状
(1)反潜鱼雷作战使用研究现状。反潜鱼雷是在水中自动推进、自动控制方向和深度,触碰潜艇目标爆炸或距潜艇目标一定距离自动爆炸的水中武器,几乎是所有现役反潜巡逻机主要挂载的攻潜武器。就目前国内可查阅资料来看,对反潜鱼雷作战使用的研究主要体现在四个方面:一是研究反潜鱼雷水下运动模型及攻潜过程;二是研究反潜鱼雷发现概率及影响因素;三是基于反潜鱼雷目标发现概率研究鱼雷攻击有利提前角;四是研究双机协同使用鱼雷攻潜命中概率。
文献[36]、[37]针对航空自导鱼雷搜攻潜过程分析问题,依据自导鱼雷战技性能,建立了自导鱼雷水下运动模型,对自导鱼雷攻潜过程进行了模拟;文献[38]针对航空反潜鱼雷发现概率问题,对鱼雷搜索过程做出假设,建立了反潜鱼雷目标发现概率模型,分析了影响鱼雷发现概率的主要因素,给出了提高鱼雷发现概率的方法;文献[39]针对反潜鱼雷攻击有利提前角求解问题,提出了反潜鱼雷攻击有利提前角的求解方法,建立了有利提前角优化模型,给出了反潜鱼雷目标发现概率;文献[40]反潜巡逻机双机协同使用反潜鱼雷攻潜问题,提出了双机协同使用鱼雷攻潜的方法,建立了双机协同使用鱼雷攻潜的命中概率模型。
(2)自导深弹作战使用研究现状。自导深弹是由反潜巡逻机投放,在水下搜索并相遇目标触发(非触发)爆炸或设定深度、时间爆炸,主要用于攻击潜艇,也可以用来攻击水面目标或开辟雷区通道的水中兵器。就目前国内可查阅资料来看,对自导深弹作战使用的研究主要体现在三个方面:一是研究自导深弹命中概率及影响因素;二是研究自导深弹攻潜效能以及分析深弹攻潜参数对毁伤概率的影响;三是研究多次深弹攻击效能。
文献[41]针对自导深弹攻潜命中概率问题,建立了自导深弹命中概率模型,分析了自导深弹命中概率的影响因素,提出了反潜直升机投放自导深弹攻潜的使用方法;文献[42]、[43]针对航空自导深弹攻潜效能问题,研究了反潜机使用自导深弹的攻潜过程,建立了自导深弹攻潜效能模型,分析了各种深弹攻潜参数对毁伤概率的影响;文献[44]针对反潜巡逻机使用航空自导深弹对潜攻击问题,探讨了多次深弹攻击的使用时机和攻击参数,建立了多次连投深弹攻击效能评估模型,给出了反潜巡逻机使用自导深弹多次连投攻潜的方法。
3.3.2 反潜巡逻机对潜攻击研究存在的不足
(1)反潜巡逻机对潜攻击效能研究。①反潜巡逻机武器载荷攻潜效能模型构建不够全面:就目前反潜巡逻机武器载荷攻潜效能相关文献来看,主要是围绕武器载荷命中潜艇概率展开的,没有充分考虑武器载荷的投放问题以及作战海区环境对反潜鱼雷空中弹道和入水参数等对攻潜效能的影响。而在实际作战当中,武器载荷的投放时机、位置、空中弹道以及入水参数等因素会对攻潜效能产生较大的影响。②鱼雷射击有利提前角模型建立存在片面性:就目前鱼雷射击有利提前角模型相关文献来看,主要针对射击等速直航目标有利提前角的求解,而对机动目标射击的有利提前角的求解尚无有效的解决办法。
(2)反潜巡逻机攻潜航路规划研究。就目前反潜巡逻机攻潜航路规划相关文献来看,同样存在与实际作战不符、模型构建过于简单的现象,忽视了反潜巡逻自身的物理限制和战术使用要求。在实际作战当中,反潜巡逻机航路规划应在满足飞行航路约束条件以及考虑作战海区环境对反潜巡逻机影响的条件下,分析反潜巡逻机武器载荷的投放方法和入水受力等特性对攻潜效能的影响,从而确定反潜巡逻机的攻潜飞行航路。
反潜巡逻机对潜搜索作战使用研究,应基于反潜巡逻机自身的物理限制和战术使用要求以及各型载荷的战技性能,充分考虑作战海区水文气象环境的影响,研究各型载荷的作用距离、发现概率和命中概率等问题,进而给出反潜巡逻机遂行不同反潜任务的使用(投放)方法和作战效能,从而确定反潜巡逻机航路规划,形成完整的反潜巡逻机作战使用体系。
基于现有研究成果,探讨反潜巡逻机遂行各项反潜任务的方法,进而给出反潜巡逻机飞行器以及各型载荷的作战使用方法。
4.1.1 反潜巡逻机对潜搜索方法
反潜巡逻飞机在遂行搜潜任务时,需根据任务需求、反潜海区环境和战斗活动方法等因素采取单型或异型探测载荷协同实行对潜搜索,以获得较好的搜潜效果。
反潜巡逻机初入作战海区时,需进行大气和海水温度梯度以及海洋噪声测量和磁补偿飞行等准备工作,一般情况下采用搜索雷达和红外搜索仪扫海;遂行巡逻反潜时,昼间能见度好时采用目力搜索、搜索雷达和红外搜索仪搜索,夜间能见度差时采用搜索雷达和前视红外仪搜索,必要时,可用少量声呐浮标和(或)磁探仪搜索;遂行检查反潜时,可采用目力搜索、搜索雷达和红外搜索仪搜索,重点海区或航道可用少量声呐浮标和(或)磁探仪搜索;遂行应召反潜时,可采用目力搜索和声呐浮标、磁探仪、红外搜索仪以及雷达搜索。
4.1.2 反潜巡逻机对潜跟踪方法
反潜巡逻机搜索发现目标并进行识别和定位后,转入对目标跟踪,通常采用声呐浮标和(或)磁探仪对潜跟踪。
被动全向、被动定向和主动全向声呐浮标均可用于对潜跟踪,但使用时机和跟踪效果各有不同。被动定向浮标装载数量多、隐蔽性好,宜优先考虑使用,通过布设浮标阵概略判断目标运动要素,进行概略跟踪;被动定向声呐浮标亦是跟踪潜艇的主要器材,当目标机动能力较强且随时可能变向机动时,或判断潜艇航向稳定为进一步精确跟踪时,使用被动定向声呐浮标对潜跟踪;主动全向浮标跟踪精度/效率最高,应在即将攻击时使用。当能够较好地保持目标接触并迅速转入攻击时,可使用磁探仪跟踪。
4.1.3 反潜巡逻机对潜攻击方法
消灭敌潜艇是反潜作战的决定性阶段。发现敌潜艇后,反潜巡逻机必须最短时间最大可能地使用机载武器载荷毁伤敌潜艇,遂行攻击和(或)追击任务。对潜攻击时,应根据作战海区态势、敌我双方兵力情况,实施有效打击,并检查攻击效果和视情再攻击。在判断目标未察觉我方行动时,应进行隐蔽攻击;若敌已察觉我方行动,可使用主动声呐浮标和磁探仪进行快速准确定位,应快速实施攻击。
使用反潜鱼雷攻击时,需根据声呐浮标和(或)磁探仪捕获的目标信息实施攻击。声呐浮标阵进行跟踪后,根据获取目标信息情况和攻击条件对目标实施攻击。由于声呐浮标定位攻击通常要补投浮标然后进行监听,响应时间较长,不利于快速定位攻击,因此需适时使用磁探仪定位后攻击或直接转入攻击。
使用自导深弹攻击时,可采用飞机水平轰炸原理,根据潜艇的现时位置(或航迹)及其航向航速、预定攻击方向,确定深弹的投放位置,采用单投或连投的攻击方式。由于深弹单枚命中率较低,因此一般采取连投攻击方式。当目标机动能力较弱,反潜巡逻机剩余深弹数量较少时,可使用单投攻击;当反潜巡逻机单机活动,机载探测载荷能比较准确判断潜艇位置点时,可使用单机连投攻击。
4.2.1 反潜巡逻机对潜搜索下一步研究重点
(1)对潜搜索效能。①建立合理的潜艇位置散布模型:结合作战实际,合理分析潜艇位置和运动变化规律,综合考虑潜艇初始概略位置误差、初始航速误差、初始航向误差等影响因素,建立各种反潜样式下潜艇位置散布模型,为反潜巡逻机搜潜效能分析提供理论基础。②建立红外搜索仪和目力对潜搜索模型:根据红外搜索仪和目力搜索工作原理,结合搜潜战术,建立红外搜索仪和目力对潜搜索模型,提出合理的作战使用方法。③对异型探测载荷协同作战使用进行研究:根据系统学原理,合理地构建异型装备协同作战可产生系统“涌现性”,即提高搜潜效能。因此,对异型声呐浮标及异型探测载荷协同作战使用进行研究,可相互弥补各自性能上的不足,发挥综合作战能力。
(2)搜潜航路规划。依据反潜巡逻机自身的物理限制和战术使用要求,结合作战海区环境对反潜巡逻机作战使用的影响,建立反潜巡逻机搜潜航路规划模型,为下一步反潜巡逻机使用探测载荷对潜搜索打下基础。特别的,在研究反潜巡逻使用声呐浮标航路规划时,考虑声呐浮标投放方式及入水受力等特性对搜潜效能的影响,确定反潜巡逻机的搜潜飞行航路。
4.2.2 反潜巡逻机对潜跟踪下一步研究重点
反潜巡逻机对潜跟踪作战使用研究,应以反潜巡逻机对潜搜索为基础,给出反潜巡逻机对潜跟踪的方法及对潜跟踪效能,建立合理全面的单型或异型探测载荷、反潜巡逻机单机或多机以及反潜巡逻机与驱护舰编队协同对潜跟踪模型,为下一步反潜巡逻机对潜攻击奠定基础,形成完整的反潜巡逻机对潜跟踪体系。
4.2.3 反潜巡逻机对潜攻击下一步研究重点
(1)对潜攻击效能。①构建全面的反潜巡逻机武器载荷攻潜效能模型:从武器载荷命中潜艇概率入手,充分考虑武器载荷的投放时机、位置、空中弹道以及入水参数等因素对攻潜效能的影响,建立全面的反潜巡逻机武器载荷攻潜效能模型。②建立鱼雷射击机动目标有利提前角模型:由于机动目标的机动方式和机动参数未知,不可能存在某一固定模型适用于所有机动方式下的目标。因此,可对机动目标运动方式做出假设,再针对某一或某几种特定机动方式建立具体的攻击有利提前角模型;或者分析各种机动方式下有利提前角的变化规律,再根据统计学进行近似求解。
(2)攻潜航路规划。与反潜巡逻机搜潜航路规划原则类似,在满足反潜巡逻机飞行航路约束条件以及考虑作战海区环境对反潜巡逻机影响的条件下,分析反潜巡逻机武器载荷的投放方法和入水受力等特性对攻潜效能的影响,进而确定反潜巡逻机的攻潜飞行航路。
本文针对反潜巡逻机作战使用问题,从反潜装备和反潜战术两个层面,梳理了反潜巡逻机作战使用的国内外研究现状,分析了当前反潜巡逻机作战使用研究存在的不足。从作战使用角度,以现有研究成果为支撑,提出了下一步反潜巡逻机作战使用的研究重点和主要方向,为反潜巡逻机作战使用研究提供参考。
[1] 迎南.反潜巡逻机今昔[J].现代军事,2000(12):10 -12.
[2] 李杰,刘卫新. 反潜巡逻机的作战使用[J]. 现代军事,2000(12):13 -15.
[3] 孙明太.航空反潜装备[M].北京:国防工业出版社,2012.
[4] STEVEN E PILNICK,LCDR JOSE LANDA. Airborne radar search for diesel submarines[R]. Naval Postgraduate School,2005:455 -467.
[5] EDMUND CHEONG KONG CHUAN. A helicopter submarine search game[R]. Naval Postgraduate School,1988:57 -64.
[6] DOUGLAS L ROBBLNS. Mareh - dehulkin decision - making process of an antisubmarine warfare commander[R]. AD - A 176049,2003:145 -154.
[7] MILAN VEGO. Soviet navy tactical employment of ASW aviation[J]. Navy International,1985,90(7):29 -36.
[8] 孙明太.航空反潜概论[M].北京:国防工业出版社,1998.
[9] 孙明太.航空反潜战术[M].北京:军事科学出版社,2003.
[10] 杨日杰,蒋志忠,陈建勇,等.航空搜潜研究综述[J].海军航空工程学院学报,2010,25(5):552 -558.
[11] KOOPMAN B O. Search and Screening[M]. New York:Pergamon Press,1970.
[12] LAWRENCE D STONE. Theory of Optimal Search[M]. New York:Academic Press,1976.
[13] LAWRENCE D STONE. Necessary and sufficient conditions for optimal search plans for moving targets[J]. Math Opns Res,1979,4(2):431 -440.
[14] LAWRENCE D STONE. Optimal whereabouts search for a moving target[J]. Operations Research,1981,29 (6):1154-1166.
[15] 董志荣.被动声呐浮标目标运动分析数学模型[J]. 电光与控制,2006,13(6):1 -5.
[16] 董志荣.主动声呐浮标目标运动分析数学模型[J]. 电光与控制,2007,14(1):5 -9.
[17] 杨日杰,王正红,周旭,等.浮标阵形对搜潜效能影响的研究[J].计算机仿真,2009,26(12):16 -20.
[18] 蒋志忠,杨日杰,李大龙,等.反潜巡逻机布放包围浮标阵应召搜潜建模与仿真[J]. 海军航空工程学院学报,2011,26(4):422 -426.
[19] 王庆红,尹德强,彭军. 扇形浮标阵跟踪反潜背景下无人机监听航路的研究[J].电光与控制,2015,22(4):36 -40.
[20] 蒋志忠,杨日杰,王鸿吉,等.基于先验目标分布的磁探仪应召搜潜范围分析[J].系统工程与电子技术,2010,32(12):2638 -2642.
[21] 蒋志忠,杨日杰,张林琳,等.基于先验目标分布的磁探仪应召搜潜最佳圆周搜索半径研究[J].兵工学报,2011,32(9):1099 -1105.
[22] 蒋志忠,杨日杰,熊,雄等.磁探仪应召搜潜建模与仿真[J].海军航空工程学院学报,2011,26(1):75 -80.
[23] 章尧卿,王光源,林芳慧. 反潜巡逻机磁探仪检查搜潜效能研究[J].兵工自动化,2012,31(6):4 -10.
[24] 蒋志忠,杨日杰,郭新奇,等.磁探仪应召螺旋搜潜航路规划建模与仿真研究[J].电光与控制,2010,17(7):18 -21.
[25] 屈也频.机载搜索雷达搜潜作用距离实时预报模型[J]. 现代雷达,2008,30(9):23 -28.
[26] 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.
[27] 黑云飞,鞠建波,单志超. 反潜巡逻机机载雷达扇形搜潜建模与仿真[J].现代电子技术,2013,36(14):41 -43.
[28] 鲁新平,沈振康. 红外热成像系统应用于反潜探测的分析[J].红外与激光工程,2002,31(3):217 -239.
[29] 江传富,杨坤涛,王江安等.机载红外热像探潜技术[J]. 华中科技大学学报,2006,34(7):90 -92.
[30] 蒋志忠,杨日杰,李德鑫,等.机载红外探测仪检查搜潜建模与仿真[J].红外与激光工程,2011,40(3):390 -396.
[31] 赵邵蕾,胡冬梅,魏石川. 航空反潜目力搜索概率[J]. 四川兵工学报,2010,31(3):39 -41.
[32] 尤廷悦,谢国新,樊洪港. 舰载直升机对潜跟踪兵力需求研究[J].舰船电子工程,2009,29(8):45 -47.
[33] 张智炜,徐远新,吴涛. 被动声呐浮标阵对潜跟踪方法及定位能力研究[J]. 系统仿真技术及其应用,2009,11:788-791.
[34] 杨日杰,周旭,曾海燕. 被动全向声呐浮标跟踪潜艇的优化布放方法[J].指挥控制与仿真,2011,33(5):80 -94.
[35] 杨日杰,周旭,张林琳. 主动全向声呐浮标跟踪潜艇优化布放方法[J]. 系统工程与电子技术,2011,33(10):2249-2253.
[36] 陈遵银,王乃庆.航空自导鱼雷搜攻潜过程分析[J].弹道学报,2000,12(2):69 -73.
[37] 贾跃,宋保维,李文. 某型鱼雷尾追式弹道设计与仿真[J].火力与指挥控制,2006,31(4):56 -59.
[38] 赵绪明,杨根源,姜前卫,等.一种计算航空反潜鱼雷发现概率的新方法[J].鱼雷技术,2006,14(5):54 -57.
[39] 李居伟,赵志允,孙明太. 反潜巡逻机空投鱼雷最佳投雷参数研究[J].鱼雷技术,2011,19(6):473 -478.
[40] 徐以成,孙明太,李居伟. 反潜巡逻机双机协同鱼雷攻潜作战仿真研究[J].指挥控制与仿真,2012,34(2):87 -91.
[41] 郑晓庆,杨日杰,赵轩坤. 投放时机和投放位置对航空攻潜武器命中概率的影响[J]. 测试技术学报,2013,27(1):87-91.
[42] 林贤杰,贾跃,赵学涛,等.航空自导深弹攻潜效能模型与仿真[J].弹箭与制导学报,2008,28(4):131 -134.
[43] 张文军,张平鑫,杨立一,等.固定翼反潜飞机航空自导深弹攻潜效能仿真[J].电光与控制,2014,21(5):34 -38.
[44] 李居伟,王汉昌,李瑞红. 使用航空自导深弹多次攻潜方法[J].鱼雷技术,2014,22(4):298 -301.