岸基反潜巡逻机支援航母编队护航反潜阵位配置研究*

丛红日 栾玉佳 刘建东

(1.海军航空工程学院指挥系 烟台 264001)(2.海军航空工程学院研究生管理大队 烟台 264001)



岸基反潜巡逻机支援航母编队护航反潜阵位配置研究*

丛红日1栾玉佳2刘建东2

(1.海军航空工程学院指挥系 烟台 264001)(2.海军航空工程学院研究生管理大队 烟台 264001)

根据岸基反潜巡逻机支援航母编队护航反潜作战任务特点,总结了岸基反潜巡逻机支援航母编队护航反潜时的阵位配置原则,建立了关于岸基反潜巡逻机前出距离和巡逻线长度模型;在想定条件下仿真计算了各种参数对岸基反潜巡逻机阵位配置的影响,为航母编队航渡过程中指挥员如何确定岸基反潜巡逻机阵位配置提供了依据。

航母编队; 岸基反潜巡逻机; 阵位配置; 反潜; 护航

Class Number E837

1 引言

在现代战争条件下,随着新技术在潜艇上的不断应用,潜艇战斗能力和生存能力逐步提高,潜艇的鱼雷和潜射导弹对航母编队的安全构成重大威胁[1]。为应对潜艇威胁,航母编队建立外、中、内三层反潜监视区,外层反潜监视区由岸基反潜巡逻机和核动力潜艇担任[2]。岸基反潜巡逻机具有速度快、航程远、载弹量大、机动灵活的特点,是航母编队中重要的反潜兵力。研究岸基反潜巡逻机的阵位配置问题,对提高航母编队的防潜作战能力具有重要的理论价值和军事意义。

2 岸基反潜巡逻机阵位配置原则

航母编队应对潜艇威胁建立外、中、内三层反潜监视区,反潜兵力包括反潜机、攻击核潜艇、反潜直升机和水面作战舰。航母编队外层反潜体系由岸基反潜巡逻机和核动力潜艇担任,主要目的是拒绝敌潜艇占领中、远程反舰导弹射击阵位和阻止敌潜艇接近航母编队[2]。岸基反潜巡逻机支援航母编队搜潜的作战任务决定其配置阵位。

根据航母编队护航反潜的需求以及岸基反潜巡逻机的特点,并参考相关文献的研究,岸基反潜巡逻机的阵位配置必须满足以下原则[3～6]: 1) 配置在对航母编队主要威胁方向上; 2) 前出距离需要考虑岸基反潜巡逻机的续航能力; 3) 前出距离能够给航母编队提供一定的反潜纵深; 4) 便于同航母编队其它反潜舰机协同作战; 5) 便于空中掩护和预警机指挥引导。

3 岸基反潜巡逻机方位的确定

航母编队航渡中,通常以航母作为相对基准点[4]。根据岸基反潜巡逻机阵位配置原则1),岸基反潜巡逻机需配置在受敌潜艇威胁最大的方位。在航渡过程中,通常编队正前方受敌威胁最大,当仅有一架反潜巡逻机担任警戒任务时,最佳配置方位为航母编队的正前方,其任务是发现企图从正面突破中层反潜区的敌潜艇,阻止其占领远程导弹发射阵位;当反潜巡逻机数量充足时,可将其配置于航母编队的后方,主要任务是发现企图从后方突破中层反潜区的敌潜艇,阻止其占领远程导弹发射阵位。如图1所示。

图1 航母编队航渡过程中对潜防御序列(单位:海里)

4 岸基反潜巡逻机前出距离的确定

4.1 远界的确定

根据配置原则2),有D前出≤S巡逻机

(1)

式(1)中,D前出为岸基反潜巡逻机的前出距离;S巡逻机为岸基反潜巡逻机前出距基准点的最大距离;t续航为岸基反潜巡逻机的续航时间;t储备为岸基巡逻机巡航储备时间;t巡逻为岸基反潜巡逻机的巡逻时间;V巡为岸基反潜巡逻机的巡航速度。

4.2 近界的确定

为了保证能在敌潜艇占领导弹发射阵位之前,对其及时发现、识别并实施攻击,要求反潜巡逻机最迟发现敌潜艇的界线称为反潜巡逻机防潜警戒线。防潜警戒线到航母的距离即为反潜巡逻机最小前出距离,本文用D前出表示[7]。

反潜巡逻机反潜过程可以描述为:航渡过程中,岸基反潜巡逻机在航母编队某方位一定距离内对潜搜索,搜索发现并识别敌潜艇目标,上报反潜战指挥官,反应时间为T1;反潜战指挥官拟制作战方案,并下达攻击命令,反应时间为T2;反潜巡逻机进一步跟踪、攻击敌潜艇目标,反应时间为T3,反潜巡逻机总的反应时间为T总[8～10],则

T总=T1+T2+T3

(2)

假设反潜巡逻机搜索发现并识别敌潜艇目标至攻击敌潜艇这段时间,潜艇与航母编队保持航速、航向不变,则反潜巡逻机总反应时间内,敌潜艇相对航母的航行距离D反应可表示为

D反应=(V敌潜+V航)×T总

(3)

敌潜艇反舰导弹攻击过程中,航母编队仍然处于运动状态,D航表示航母编队在导弹飞行过程的运动距离,V导弹表示敌潜艇反舰导弹的飞行速度,则

(4)

反潜巡逻机发现敌潜艇时可能存在艇位误差Δw;反潜巡逻机有效探测范围为p。

当巡逻机配置于航母编队正前方时,其前出距离D前出如图2所示,即:

D前出=D反应+D有效+D航+Δw-p

=(V敌潜+V航)×T总+D有效+V航

(5)

图2 岸基反潜巡逻机距离配置示意图

5 岸基反潜巡逻机巡逻线长度的确定

当航母编队处于航渡过程中,岸基反潜巡逻机反潜巡逻线的设置应该与编队同步动态前移,以保持航母编队的协同[6]。如图3所示。

图3 反潜巡逻机巡逻宽度示意图

反潜巡逻机巡逻航线A-B-C为一个反潜周期,下一个周期为C-D-E。为保证反潜巡逻机与航母编队同步航行,则在一个巡逻周期T内,反潜巡逻机向前方推进距离lb,应等于航母在周期T内前进的距离。即:

(6)

为防止在反潜巡逻机巡逻期间敌潜艇穿越反潜巡逻线,形成反潜盲区,则反潜巡逻机在A点和D点的交叉探测范围ld,应大于敌潜艇在该期间航行距离le[11],如图4所示。

图4 相邻周期重叠探测区域示意图

设t表示反潜巡逻机从巡逻点A飞至巡逻点D所需时间,ld表示巡逻机在A点同D点时重叠的探测距离,le表示敌潜艇在反潜巡逻机从巡逻点A飞至巡逻点D所需时间内的航行距离,则有

(7)

ld=2p-lb

(8)

(9)

由le≤ld,结合式(6)～式(9),得出反潜巡逻机线长度la:

(10)

6 实例仿真

6.1 敌潜艇反舰导弹有效射程与其运动速度的影响

分析岸基反潜巡逻机配置距离随各参数的变化情况和规律。首先给出如下作战想定:航母编队航渡至某海区执行作战任务,航渡速度V航,岸基反潜巡逻机在航母编队正前方一定距离内对潜搜索,其搜索范围为p,某时刻发现敌潜艇目标,立即上报给反潜战指挥官,这一阶段时间为T1,反潜战指挥官接收情报后,拟定作战方案,下定决心,并下达攻击命令,这一阶段时间为T2,反潜兵力接收到命令后攻击敌潜艇,这一阶段时间为T3。

依据敌潜艇的作战性能,结合这些参数值,如表1所示,可以计算出岸基反潜巡逻机的最小配置距离D前出。

表1 各参数取值表

图5给出岸基反潜巡逻机前出距离D前出随敌潜艇反舰导弹有效射程D有效和运动速度V敌潜的变化曲线,可以看出在航母航速和反潜反应总时间一定的情况下,敌潜艇的航速V敌潜和反舰导弹的有效射程D有效对岸基反潜巡逻机的配置距离影响很大,在研究岸基反潜巡逻机前出距离时应重点考虑这两方面因素,其中反舰导弹的有效射程对岸基反潜巡逻机前出距离D前出影响最大。

6.2 反潜兵力反潜总反应时间与航母编队运动速度的影响

图6给出岸基反潜巡逻机前出距离D前出随反潜兵力反潜总反应时间T总和航母编队运动速度V航的变化曲线,可以看出在敌潜艇的航速和反潜导弹的有效射程一定的情况下,航母编队的航速V航和反潜反应时间T总对岸基反潜巡逻机的配置距离有影响,但是影响不是很大。

图5 配置距离随反舰导弹有效射程及敌潜艇航行速度变化示意图

6.3 岸基反潜巡逻机的巡逻线长度与敌潜艇运动 速度之间的关系

图7给出岸基反潜巡逻机巡逻线长度a随敌潜艇运动速度V敌潜的变化规律,可以看出在航母编队运动速度一定的情况下,敌潜艇运动速度V敌潜越大,巡逻机的巡逻罗线长度度越小。通过对敌潜艇航速的判断,指挥员可以合理的配置岸基反潜巡逻机的数量及巡逻线长度,提高搜潜效率。

图6 配置距离随总反应时间及航母运动速度变化示意图

图7 反潜巡逻机巡逻线长度随敌潜艇运动速度变化示意图

7 结语

本文重点研究了岸基反潜巡逻机在航母编队航渡过程中的阵位配置问题,包括岸基反潜巡逻机的阵位配置原则、方位的确定以及巡逻机前出距离和巡逻线长度的确定,建立了岸基反潜巡逻机阵位配置模型,应用所建立的模型,实例分析了岸基反潜巡逻机前出距离和巡逻线长度随敌潜艇速度、反舰导弹有效射距等参数的变化情况,据此给出一些建议。这些工作为航母编队岸基反潜巡逻机阵位配置的确定提供了定量的理论方法。

[1] 孙明太.航空反潜战术[M].北京:军事科学出版社,2003.

[2] 王键,纪金耀.美国航母战斗群反潜作战[J].现代舰船,2004,7:4-9.

[3] 赵小龙,吴晓锋.航母编队反潜声纳舰阵位确定方法研究[J].指挥控制与仿真,2007,29(3):45-48.

[4] 沈治河,朴成日.航母编队反潜巡逻机空域配置方法研究[J].军事运筹与系统工程,2013,3(1):51-56.

[5] 丛红日,黄启来.单机吊放声纳巡逻搜索线长度模型研究[J].舰船电子工程,2011,31(2):165-167.

[6] 丛红日,严建钢,等.反潜直升机反潜巡逻线模型研究[J].海军航空工程学院学报,2010(1):5-8.

[7] 郭凤水.P-3C反潜巡逻机的作战使用[J].论证与研究,2002(3):45-48.

[8] 丛红日,肖明强,等.大型舰艇编队反潜模型研究[J].舰船电子工程,2012(5):40-42.

[9] 吴福初,石文星,等.大型舰船受潜艇鱼雷攻击威胁扇面分析[J].海军航空工程学院学报,2014(3):291-295.

[10] 纪金耀.俄罗斯海军协同反潜战术[M].北京:海军出版社,1999.

[11] 肖汉华,万峻,徐彬.机载雷达搜索常规潜艇的建模与分析[J].现代雷达,2008,30(8):13-16.

Position Research on Shore-based Anti-submarine Patrol Aircraft in Supporting Aircraft Carrier Formation

CONG Hongri1LUAN Yujia2LIU Jiandong2

(1. Department of Command, Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001) (2. Graduate Students’ Brigade, Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001)

Based on the features of shore-based anti-submarine patrol aircraft in supporting aircraft carrier formation with voyage escort and anti-submarine operation, this paper concludes the positioning principles for shore-based anti-submarine patrol aircraft in supporting aircraft carrier formation with voyage escort and anti-submarine operation, establishes the fore distance model and patrol line length model for shore-based anti-submarine patrol aircraft, and probes into the effects of all variables on the position of shore-based anti-submarine patrol aircraft by simulation adopting the method of assumption, which provides eligible evidence for the commanders to decide the position of shore-based anti-submarine patrol aircraft in aircraft carrier formation in navigation.

aircraft carrier formation, shore-based anti-submarine patrol aircraft, position, anti-submarine, voyage escort

2015年4月5日,

2015年5月29日

丛红日,男,博士,副教授,研究方向:航空反潜战术。栾玉佳,男,硕士研究生,研究方向:航空反潜战术。刘建东,男,硕士研究生,研究方向:航空反潜战术。

E837

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.10.009