反潜机技术的装备与发展*

刘海波 马建毅

(海军装备部驻西安地区军事代表局 西安 710054)



反潜机技术的装备与发展*

刘海波 马建毅

(海军装备部驻西安地区军事代表局 西安 710054)

反潜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机技术的优势和重要性,重点探讨了几种反潜机技术的性能及其特点,最后论述了反潜机技术的发展动向与分析。

反潜机; 动向; 分析

Class Number TN97

1 引言

反潜机是用于海上巡逻和反潜的海军飞机。有岸基反潜机和水上反潜机。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。本文就反潜机、装备概况、发展动向、发展分析等,作进一步的研究和探讨[1]。

2 反潜机

反潜机利用机上携带搜索和攻击潜艇的设备,配合其它飞机,水面舰艇或者是陆上单位,进行持续的监视和搜索。

1) 反潜机投放以被动声纳为主的声纳浮标到水面,投放的数量和型态则会因搜集到的情报和可疑目标可能存在的地区而异。这些声纳浮标会将听音器放到预先设定好的深度之后,接收水面下的声音讯号,透过海面上的天线传送回反潜机上。

2) 反潜机在释放每一个声纳浮标之前会为它们设定编号,释放之后也会纪录下当时的座标,这些资料会输入到机上的控制系统,当其中一个浮标传回讯号的时候,反潜人员就能够透过显示幕了解是哪一个浮标传送回来的资料。如果浮标是属于可以被动定位的系统,声音讯号的大致方位也可以一并显示。根据声纳浮标搜集到的情报,反潜机可以释放更多的浮标,缩小侦测的面积,并且进一步确认可疑目标的位置,移动速度和航向。

3) 反潜直升机可以滞悬停留在空中,利用这项特性,反潜直升机还可以利用沉浸声纳协助搜索和追踪。直升机会在接近海面的高度,将沉浸声纳放入水面下监视可疑的讯号。由于沉浸声纳的灵敏度比声纳浮标要高,侦测的效果也比较好,但是无法在同一时间于多地点搜索讯号与定位,这是反潜直升机的一项特点。当可疑的讯号透过被动声纳标定与持续追踪之后,反潜机可以根据当时的状况和环境采取不同的行动:利用机上的反潜鱼雷或者是深水炸弹攻击水面下的目标、利用主动声纳(声纳浮标或者是沉浸声纳)取得更精确的位置,深度等资讯,同时告诉水面下的目标,他们已经被找到并且监视当中,或者是在不惊动目标的状况下继续追踪。

3 装备概况

反潜飞机包括岸基、舰载和水上飞机三类。岸基反潜机的基地在陆地,它的代表是美国洛克希德公司的P-3“奥利安”反潜机。舰载反潜机(S-3A)的主要任务是随航空母舰执行机动反潜任务,包括对潜艇实行搜索、监视、定位和攻击。水上反潜飞机能在水上起降,其他与岸基反潜飞机相同[2]。

3.1 P-3系列反潜机

P-3系列反潜机是全球最先进固定翼反潜侦察机,其反潜平台由空中、水面和水下三大部分构成。P-3C是在P-3A反潜机基础上改进的并由美国洛克希德·马丁公司研发制造的。以最先进的P-3CUpdateIIIAIP为例,机上配备有全球定位系统、AN/APS-137B(V)5搜索雷达、AN/AVX-1光电感测系统、AN/AAS-36A红外线侦测系统、过滤声纳信号的AN/UYS-1(V)先进信号处理系统以及CP-2044计算机。机上还可携带多达9吨的Mk46/50鱼雷、深水炸弹、水雷、火箭、两枚鱼叉导弹、两枚小牛飞弹和87个声纳浮标。

P-3C“奥利安”。目前美军大型反潜机的主力为洛克希德·马丁公司研制的P-3C“奥利安”陆基远程反潜巡逻机。为完成反潜任务,P-3C安装了大量先进的潜艇探测传感器,诸如定位声纳浮标、磁异常探测器等。

P-3C机上电子设备的核心为通用任务数字计算机,该计算机控制所有战术显示装置、显示器,并自动控制武器发射系统,以及提供飞行状态信息。该计算机还能将导航信息传感器提供的信息传送至输出或储存装置。

P-3C的武器包括AGM-84“鱼叉”反舰导弹、AGM-65“小牛”空地导弹、MK-46鱼雷。P-3C还可以在弹舱内及外挂架上携带多达9吨的水雷。

P-3C的升级型号P-3CⅢ的用途大大扩展,既能独自执行任务,也可用于支援如航母战斗群、两栖战斗群之类的友军。其任务范围扩展到包括对岸攻击、反舰、反潜、布雷、侦察和监视等。Ⅲ型可带更多种类的武器,包括“鱼叉”导弹、MK-50鱼雷及MK-60水雷等。

目前,雷声公司已对美军P-3使用的AN/APS-137D(V)5型海事雷达系统进行优化升级,增强其精确定位能力。APS-137是用于反水面作战和反潜作战的多模合成孔径雷达(SAR)和逆合成孔径雷达(ISAR)系统。它利用逆合成孔径雷达进行远程水面搜索和目标跟踪、精确定位、舰艇成像和区分;利用合成孔径雷达进行陆地监视、目标获取和地面映像。该雷达系统用于美军现有陆基和舰载,并应用于未来P-8A多任务海上飞机。美海军S-3“维京”装备了APS-137,P-3C“猎户座”海上巡逻机装备了APS-137B(V)5型,先进P-3C“猎户座“反水面作战改进项目(ASUW/AIP)海上巡逻机装备了APS-137D(V)5型。P-8多任务海上飞机也将装备APS-137D(V)5型的改进型,该型减少重量,提高了平均无故障工作时间(MTBF),并有彩色显示屏。在EP-3“白羊座“是P-3反潜机的电子战改型。EP-3的主要任务为电子监听。该机采用四台阿里讯公司的T56-A-14涡桨发动机。机内设有24个固定座位,19个为机组所用。EP-3E的续航时间超过12小时,航程超过5400km。

该机的电子设备包括:联合技术实验室的ALQ-110信号收集系统、ALD-8无线电定向仪、ALR-52自动频率测量接收机、ALR-60多路无线电通讯录音装置。EP-3E飞机和P-3飞机在外观上有较大差异,前机身下有一个大型圆形雷达罩,机身上、下各有1个长方形黑色天线罩。机尾有低波段信号采集工作站,设置在雷达发射支援控制台上。这个工作站的目标系统包括早期预警,高度识别和气象雷达。机尾还设有高波段分析工作站,比邻低波段信号采集工作站。

3.2 S-3北欧海盗(维京)

S-3是美国第一种装有涡轮风扇发动机的舰载反潜机,其作战任务主要是对潜艇进行持续的搜索、监视和攻击,对己方重要的海军兵力(如航空母舰、特遣舰队)进行反潜保护,改型后可作加油机、反潜指挥控制机和电子对抗飞机。

该机拥有一对大展弦比悬臂式上单翼,在内翼下吊装两台通用电气公司的TF34-GE-2涡轮风扇发动机,位置比较靠近机身,便于单发作游弋飞行,节省油耗;外段机翼和垂直尾翼可折叠,以便于舰载。机内可带燃油7192升,翼下挂架也可带两个1136升副油箱;机组成员共4人,分别是前舱的正副驾驶和后舱的战术协调员、声纳员,武器仓和翼下挂架可挂带常规炸弹、深水炸弹、空投水雷、鱼雷及火箭巢等武器。

S-3A机上反潜数据处理、控制和显示系统包括:尤尼凡克公司的1832A多用途数字计算机,声学数据处理机,声纳浮标接收机,指令信号发生器和模拟磁带记录器。非声学探测装置包括:AN/APS-116高分辨率雷达,OR-89/AA前视红外扫瞄器,AN/ASQ-81磁异探测器和校正设备,ALR-47被动电子对抗接收机和瞬时频率测量系统。主要的导航设备有ASW-92(V)CAINS惯性导航仪,AN/APN-200多普勒地速系统(DGVS),AYN-5空速/高度计算设备(AACS),ASN-107姿态航向参考系统(AHRS),ARS-2声纳浮标参考系统,APN-201雷达高度表和高度预警系统,ARN-83低频无线电罗盘和ARA-50超高频无线罗盘导航设备,ARN-84(V)塔康和飞机飞行显示和干扰系统(FDIS)。通信设备包括:一台1千瓦ARC-153高频收发机,用于远程通信,两台ARC-156甚高频收发机,AN/ARA-63接收/译码装置,它与舰上仪表着陆系统联用,数据终端设备(DFS),OK-173综合机内通话器,APX-72敌我识别应答器/APX-76A电码选编敌我识别询问器和AN/ASW-25B自动着舰系统通信装置。外挂搜索装置为罗发耳(SSQ-41),R/O(SSQ-47),迪发耳(SSQ-53),卡斯(SSQ-50),迪卡斯(SSQ-62)和BT(SSQ-36)声纳浮标。

S-3B飞机上装AYS-1声音信号处理机,它是普鲁坦斯公司的产品;采用改进了的桑德斯公司的AN/OL-320/AYS数据处理记忆组,它与国际商业机器公司的AN/UYS-1实行一体化;采用改进了的斯巴利·尤尼凡克公司的AYK-10A(V)大气数据计算机,它与“鱼叉”空-舰导弹及其它新的控制系统相连接;装有经过改进的电子支援测量系统;还装有赫兹尔坦公司的AN/ARP-78声纳浮标接收机系统,精密回声公司的AN/AQH-7模拟磁带记录仪,丘比克公司的AN/ARS-2声纳浮标参考系统和得克萨斯仪表公司的AN/APS-137(V)I雷达。同时采用反向合成孔径雷达技术和经过改进的古德伊尔公司的AN/ALE-39箔条弹/红外曳光弹撒布系统;装有国际商业机器公司的AN/ALR-76电子支援系统,供携带麦克唐纳·道格拉斯公司“鱼叉”远距空舰导弹的设备,供将来使用先进导航和通讯系统(包括全球定位系统和联合战术信息分配系统)的设备。

S-3A的分隔式武器舱内备有BRU-14/A炸弹架,可装4个MK36空投水雷,4枚MK46鱼雷,4颗MK82炸弹,2颗MK57或4颗MK54深水炸弹,或者装4颗MK53水雷。BRU-11/A炸弹架安装在两翼下外挂架上,可带SUU-44/A照明弹发射器,MK52、MK55或MK56水雷,MK20集束炸弹,Aero1D副油箱,或两个LAU-68A、LAU-61/A、LAU-69/A或LAU-10A/A型火箭巢。也可以把TER-7弹射式3弹挂架装到BRU-11/A炸弹架上,能带3个火箭巢,照明弹发射器,MK20集束炸弹,MK82炸弹,MK36空投水雷,或在两翼下带MK76-5或MK106-4训练弹。

4 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时),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5.5吨。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地运用了该直升机。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。

5 发展分析

反潜机技术的发展趋势:发展多用途反潜机;发展机载雷达和电光瞄准系统;发展全天候远程反潜机[10]。

1) 发展多用途反潜机。反潜机除了携带自导鱼雷、深水炸弹和水雷外,还装有反潜导弹、火箭弹,不仅可以打击水下潜艇和水面舰艇,还可以自卫。

2) 发展机载雷达和电光瞄准系统。先进的雷达和光学设备全天候侦察小尺寸目标;机上配备全球定位系统、AN/APS-137B(V)5搜索雷达、AN/AVX-1光电感测系统、AN/AAS-36A红外线侦测系统、过滤声纳信号的AN/UYS-1(V)先进信号处理系统、以及CP-2044计算机,可以更好完成反潜任务。

3) 发展全天候远程反潜机。目前,反潜机的最大速度已达900km/h,最大航程9000km,续航时间13～22h,具有良好的低空性能,装有反潜搜索雷达、红外探测仪、激光探测仪、磁力探测仪、微光探测仪、水质分析器、气体分析器和电子监听器等设备,能对潜艇进行全天候搜索、跟踪和攻击。

6 结语

随着多用途反潜机、机载雷达和电光瞄准系统、全天候远程反潜机反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.

Equipment Technique and Development of the Antisubmarine Aircraft Technique

LIU Haibo MA Jianyi

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

Antisubmarine aircraft technique plays more and more important roles in the war today.The process of development of the antisubmarine aircraft technique patrol aircraft abroad and equipment in some countries in the world and its modification are described.The technique performance and properties of several Antisubmarine aircraft technique seekers are analyzed,and development trend and analysis of Antisubmarine aircraft technique are discussed.

antisubmarine aircraft,trend,analysis

2014年8月5日,

2014年9月27日

刘海波,男,硕士,工程师,研究方向:航空操纵、环控专业。

TN97

10.3969/j.issn1672-9730.2015.02.005