反潜直升机作战任务分解和攻潜技术指标研究

杨学锋，辛 冀，孙 强

(1.海装装备采购中心，北京 100071；2.中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)

反潜直升机作战任务分解和攻潜技术指标研究

杨学锋1，辛 冀2，孙 强2

(1.海装装备采购中心，北京 100071；2.中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)

以岸基反潜直升机为例，介绍了一种武器装备作战任务分解和技术指标生成方法。首先对岸基反潜直升机的作战使命相关要素进行了分析，提取了基本作战使命和作战能力要求。然后根据基本使命分解形成了典型的作战行动和更细致的作战任务。想定了反潜直升机在远程攻击潜艇行动中的作战场景，分析了不同技术参数组合条件下的直升机远程攻潜命中概率，根据分析结果对相关参数的技术指标进行了规定。

直升机；反潜；任务分解；技术指标

0 引言

当前，我国航空类装备水平相比于欧美已从改革开放初期的“望尘莫及”发展为今天的“望其项背”，新型号的研发方式正由仿制向完全自主研发迈进，不再是只寻求从无到有的阶段。我国周边地区战略格局复杂，对航空装备的需求有自身的特点，而且现代航空装备型号的研发投资也越来越巨大。这就要求航空工业部门在型号开发之前，必须结合型号的作战使命任务要求，开展充分的技术需求分析和论证，建立起军队用户需要和技术设计指标之间的转换纽带。国外航空航天企业这一方面的工作开展较早，但公开发表的专业文献资料还很少，参考价值低。急需在国内开展相关的论证技术研究，以建立完整成熟的论证技术方法。

本文将针对航空型号的技术需求开发，建立一套从直升机的作战使命要求向技术指标转化的技术流程，并以设想的未来某型直升机岸基反潜任务[1]为例，使用该技术流程对型号的相关技术指标进行了分析提取。

1 任务体系分解方法

型号研发前期的使命任务分析，可在订货方下发的顶层作战使命任务要求和技术需求分析之间起到承上启下的作用。

岸基反潜直升机主要用于近岸反潜。理论上来看，敌方潜艇靠近我方海岸越近，可获得的情报和信息就越多。因此，各国潜艇总会冒险挺进到我方舰艇基地附近进行侦察和探测。直升机由于其机动灵活的特点，在“应召反潜”或“巡逻反潜”中可以做到随时发现，随时攻击，搜索效率高，因此被广泛应用于各国的近岸反潜斗争中。

下面将以设想的未来我国某型岸基大型直升机为例，将其反潜作战分作战使命、作战行动和作战任务三个层次，逐级开展分析。

1.1 作战使命分析

SWOT分析方法[2]近年来被引入武器装备需求论证中，取得了较好的效果。该方法着眼于我方装备实力和与潜在敌方的比较，从外部环境的威胁和机遇两方面对己方的优势、劣势进行综合评估，确定战略层面的装备作战使命目标。本文使用SWOT法对大型岸基直升机的反潜作战使命各相关要素进行分析，结果如表1所示。

表1 大型直升机岸基反潜作战使命的SWOT关联分析表

W(内部劣势)W1作战半径短W2反潜探测能力低，近岸浅水进一步削弱了反潜设备的探测精度W3海面机动能力低W4携带武器较少，攻击能力不足W5与海军舰艇、作战飞机之间缺乏联合作战经验

外部机遇带来的优势(SO)外部机遇带来的劣势(WO)O(外部机遇)O1近年与周边国家爆发大规模海上军事冲突的可能性仍较低SO1我军可抓住时机，升级近岸反潜能力，近岸水文资料WO1可能导致近岸反潜建设优先级降低，近岸反潜能力发展缓慢O2目前我国周边存在威胁的在役潜艇为：越南3艘、台湾4艘(老旧)、日本18艘、美国驻菲1-2艘、驻日5-6艘，总数约33艘，远少于我国且部署分散。在战略上处于基本平衡的态势，不会贸然发动大规模潜艇战SO2岸基反潜直升机主要任务是探测、驱离敌方潜艇WO2对潜攻击能力长期得不到实战检验O3我国近海活跃的外国潜艇较多SO3有助于反潜直升机积累敌方潜艇声波数据，提高探测准确性WO3可能暴露我军近岸反潜战术和反潜直升机的部署情报

外部威胁带来的优势(ST)外部威胁带来的劣势(WT)T(外部威胁)T1日本潜艇对我国黄海、东海和台海沿岸进行侦察、布雷、投放声纳或攻击岸上和海上目标T2美军驻日本佐世保和横须贺基地的第七舰队潜艇对日本、台湾进行支援T3美日潜艇从苏比克湾出发对我国台海、南海沿岸和永兴岛构成威胁T4越南潜艇从金兰湾基地出发，对我海南岛、永兴岛和广东沿岸构成威胁T5台湾潜艇从基隆基地出发，可对台湾海峡、湛江和海南基地构成一定威胁ST1敌方潜艇分散，我方保持数量优势，便于应付WT1我方潜艇难以集中优势兵力，在局部可能被敌方潜艇形成质量优势T6潜艇对反潜直升机具有攻击威胁ST2潜艇对空攻击时，仅在潜望镜深度甚至浮出水面，更容易对其进行攻击WT2潜艇的对空导弹和防空炮对于低速直升机具有一定威胁性T7敌方舰艇编队中其它舰艇对反潜直升机的威胁ST3此种情况发生的可能性极小，我国近海的海空打击能力可保护反潜直升机WT3突然出现的其它舰艇对反潜直升机是巨大威胁

按照抓住机遇、强化优势、避免威胁、克服劣势的逻辑归纳原则，根据SWOT表进行分析，可以总结生成岸基反潜直升机需要实现的目标作战使命如下：

1)针对敌方潜艇部队可能的蠢动，实施常规威慑行动；

2)独立对敌方靠近我海岸的潜艇进行探测、驱逐或攻击，保卫海岸港口、基地的安全和装备信息不受敌方潜艇威胁；

3)与海空军开展联合反潜作战。

为达成使命而对岸基反潜直升机的能力要求总结如下：

1)快速响应和远程机动能力；

2)对指定海域的“全覆盖、地毯式”搜索机动能力；

3)“多手段、高精度、抗干扰”的探潜能力和潜艇数据记录能力；

4)“高成功率”的攻潜能力；

5)具有一定的防护、规避潜艇对空攻击的能力；

6)与我军其它水面舰艇、反潜机的联合探测攻击潜艇能力；

7)与地面、舰队指挥中心的远程、低空通信能力；

8)“高效”的维护保障能力。

足够的信息收集是接下来的作战行动想定设计的基础。对岸基反潜直升机的作战方向与作战地域水文自然环境背景分析如表2所示。

表2 岸基反潜直升机的作战方向和作战地域自然环境背景

可见，在南海岛屿附近海域，水深较大，为达到反潜的有效性，应根据潜艇的最大潜深设计反潜直升机的作战指标。

潜艇声呐有效距离通常在185km，为防止敌方潜艇对我海岸港口实施声呐侦查，岸基反潜直升机应具有拒止、攻击海岸185km以外潜艇的能力。

1.2 作战行动分析

以岸基反潜直升机“独立对敌方潜艇探测、驱逐或攻击”作战使命中的探测和攻击行动为例，应用目标集分析法对直升机在该行动中的目标体系进行分析。

首先，该作战使命的指导思想是在我国广阔的海岸、海岛的近岸海洋环境下，对独立执行侦察干扰任务、侵犯我国领海的敌方潜艇实施的探测和攻击活动，是一种局部孤立冲突。通常需要根据我方卫星、侦察机、军舰或渔民的报告，划定大致海域片区，派遣直升机前往探测攻击。直升机在探测攻击过程中应始终与指挥中心保持通信，以随时获知附近海域情况，并使行动与政治领导的意志保持一致。

作战对象通常是敌方一艘孤立潜艇，我方作战单元应包括反潜直升机、通信卫星和岸基指挥中心。

按作战进程区分该作战行动的顶层作战目标，应该包括：

1)探测获得敌方潜艇位置；

2)将敌方潜艇信息的探测结果发送至地面指挥中心；

3)规避敌方潜艇可能进行的对空攻击；

4)摧毁敌方潜艇的继续战斗能力。

对顶层作战目标继续分解，得到作战目标的树结构图如图1所示。

在作战行动分析中，需要对作战行动的目标进行量化，这通常需要对典型作战场景进行想定得到。下面想定场景为美海军主力“弗吉尼亚”级核潜艇(最大工作潜深400m)对我军港进行抵近侦察，被我渔民发现，接到报告后，基地紧急命令一架岸基反潜直升机起飞执行探测攻击任务。反潜直升机在可疑区域巡航搜索、布置声呐。在即将返航时，接到吊放声呐的潜艇位置探测信息，向上级报告后，上级命令对敌潜艇发起攻击，至少使之丧失继续战斗能力。战场态势图如图2所示。

现以“鱼雷、反潜导弹或航弹应至少一次命中敌潜艇”作为“摧毁敌方潜艇继续战斗能力”这一作战行动目标的量化指标，对攻击行动继续进行想定和目标分解。据此，反潜直升机应具有携带鱼雷、反潜导弹或深水炸弹的能力，可根据目标潜艇的距离选用武器发动攻击[3]。

至此，作战行动目标的分解已完成，下面将每个底层作战目标对应的子行动称为一项“作战任务(或作战行为)”，对其进行分析。

1.3 作战任务分析

作战任务分析的主要工作是将反潜直升机整体视为一个系统，分析形成其作战任务体系和初步的分系统体系架构。

根据图1中分解得到的攻击作战行动底层作战目标，相应地将反潜直升机的作战任务分解为机动飞行、机动中发射反潜武器、反潜武器运动和引爆三项，对其继续分解并绘制从作战任务到作战目标的二维分析图，如图3所示。

根据上面分析得到的作战任务，设计转化出与之相适应的反潜直升机分系统体系，如图4所示。

2 攻潜技术指标确定方法

通过对落实到分系统上的作战任务目标进行量化分析，提出相关的作战任务指标要求，得到的便是可映射到各分系统、与作战目标集相适应的技术指标集(对整个反潜直升机系统分析后得到的指标集即为指标体系)，本节介绍其确定方法。

根据反潜作战的特点，本文将反潜直升机的对潜攻击作战样式想定为以下几种：

1)根据拖曳声呐或起吊声呐探测得到远场潜艇位置信息，使用反潜导弹攻击；

2)根据磁探仪抓捕到的近场潜艇位置信息，使用鱼雷攻击；

这里选择第一种作战样式为例进行作战过程中典型技术的指标分析。

作战过程分为如下几步：

①反潜直升机距返航时间还有5分钟时，收到吊放声呐发现潜艇信息；

②反潜直升机调整航向，飞向潜艇目标；

③在余油允许的飞行距离上，反潜直升机面向潜艇目标发射反潜导弹；

④反潜直升机继续发射足够数量的反潜导弹，使导弹上的鱼雷战斗部命中概率不小于99%。

为突出反潜任务的典型性和极限性，参考各类文献上的反潜武器装备性能数据[4-5]，本文采用先明确基础参数，再根据作战任务目标要求对技术指标参数不断进行修改分析，获得与任务目标相适应的技术指标要求。上述作战过程中所涉及场景、武器和直升机的基础参数想定如下：

①潜艇位于反潜直升机正后方，航速25节(12m/s)，潜深400m；

②直升机反潜导弹射程20km，飞行速度1Ma(340m/s)；

③反潜导弹的鱼雷攻击部抛放入水后，航程14km，航速40节(20.57m/s)。下面对导弹在某一距离上对以不同速度运动的潜艇的命中概率进行介绍[6]，首先设：

D1=5400-155V-10β

D2=4000-115V-7β

(1)

式中，V是目标潜艇初始运动速度(单位m/s)，β是从目标潜艇测量的鱼雷相对方位角(单位°)。在潜艇速度和鱼雷相对方位角均取最大值的情况下，D1=1275m，D2=1015m，D3=660m。设鱼雷入水时与潜艇距离为D，则有：

在D2

在D3

在D

④按照ADS-33E-PRF飞行品质规范的要求，反潜直升机瞬态转弯速度的最大值至少应为220km/h(61m/s)，最多在15s内就要完成180°转弯，直升机法向过载应能达到0.2g以上。经过分析，在直升机速度为220km/h、角速度不小于12°/s的情况下，如果机身过载满足规范要求，则转弯半径应小于290.5m；

⑤反潜直升机需在2.5min内完成调整航向、接近敌潜并发射足够数量反潜导弹的任务，本文将命中概率指标要求取为不小于0.99。

下面设反潜直升机在转过135°方位时向潜艇发现位置发射第一枚导弹，将反潜直升机最小转弯半径、发射导弹数和导弹发射间隔作为变量，相应的攻击流程示意图如图5所示。

取不同样本组合，分析其命中目标的概率如表3所示：

表3 不同参数下直升机远程攻潜命中概率

综合表3中的数据可见，为满足命中18.5km外敌方潜艇的任务要求，反潜直升机至少应携带4枚反潜导弹。

在满足飞行品质规范要求的前提下，如果直升机转弯半径为290.5m，则反潜导弹的发射最小时间间隔仅2.5s。当直升机转弯半径为250m时，允许的反潜导弹发射间隔增加至10s，为火控系统留出的设计余量最大。

由此，可以综合分析提取技术指标需求，列写如下：

①岸基反潜直升机应至少携带4枚导弹；

②反潜直升机应能按照飞行品质规范中瞬态转弯机动科目的要求，完成半径不大于250m的左右连续瞬态转弯；

③反潜直升机应能在至少220km/h的平飞和机动转弯飞行情况下发射反潜导弹；

④反潜直升机在可发射反潜导弹的飞行状态下，反潜导弹发射间隔时间不应大于10s。

3 结束语

每种型号在开始方案的详细设计前都应经过充分的需求论证，提出充分完整、坚实可靠的技术指标体系。从作战想定、作战任务指标向技术指标转化的工作量很大，需要考虑的因素很多。本文侧重于指标分析方法介绍，对于转换流程的每一步都仅选取一个例子用于说明，具体的型号工作需要在本文方法基础上继续扩充。

[1] 沈益斌.“超黄蜂”岸基反潜效能分析[C].第八届全国直升机年会论文集，1992.

[2] 吴 坚，郭齐胜，董志明.面向武器装备需求的作战任务体系生成技术[M].北京：国防工业出版社，2015。

[3] 王连元.舰载直升机反潜战术技术研讨[C].第八届全国直升机年会论文集，1992.

[4] 崔翰明.舰载直升机鱼雷攻潜算法探讨[C].第十届全国直升机年会论文集，1994.

[5] 茅 坪，徐 明，卢惠民.舰载直升机反潜过程仿真研究[C].第十三届全国直升机年会论文集，1997.

[6] 李敬贤.空头自导鱼雷武器时命中概率计算模型研究[J].航空电子技术，2001，32(2)：6-10.

Research for the Mission Decomposition and Technical Criterion Determination of Anti-Submarine Helicopter

YANG Xuefeng1, XIN Ji2, SUN Qiang2

(1.Naval Equipment Procurement Center, Beijing 100102, China; 2.China Helicopter Research and Development Institute, Jingdezhen 333001, China)

The land-based anti-submarine helicopter was taken as an example to introduce an approach for the mission decomposition and technical criterion determination of millitary equipment. First, the battle related elements of helicopter were analyzed and the basic missions and capabilities were extracted. Then the basic missions were decomposed into typical combat operations and more detailed operation behaviors. Combat scene for a long-range submarine assault was supposed. The hit probability for conditions of different technical parameter combination were analyzed, and related parameter criterions were set based on the analytical results.

helicopter; anti-submarine; mission decomposition; technical criterion

2016-09-29

杨学锋(1977-)，男，天津市人，大学，助理工程师，主要研究方向：海军航空装备需求论证。

1673-1220(2017)01-039-06

E823；V275+.1

A