国外水中兵器保障性试验条件发展现状

那立民，张建军，庞广智

（1.中国人民解放军91439部队，辽宁 大连 116041；（2.中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所，湖北 宜昌 443003）

0 引言

武器装备的保障性是指装备的设计特性和计划的保障资源满足平时战备完好性和战时利用率要求的能力。开展好武器装备的保障性试验与评价工作，促进其综合保障能力的提高，对武器装备交付部队后尽快形成战斗力具有十分重要的意义，而装备保障性试验条件建设将成为水中兵器保障性试验与评价能力提升的关键所在。

1 水中兵器保障性试验条件组成及作用

水中兵器保障性试验条件，一般分为水中兵器试验场建设和水中兵器试验系统建设2个方面。水中兵器试验场主要包括水中兵器靶场、爆炸当量测试、物理场测量、战斗能力评估等部门组成；水中兵器试验系统主要包括物理场测量系统、水雷装备性能测试系统、反水雷装备性能测试系统等。通过对国外水中兵器试验场与试验系统建设发展现状的总结，对我国水中兵器保障性试验与评价能力建设有所借鉴，从而进一步提高水中兵器的战备完好性，适应新的作战环境和作战样式对产品保障的要求。

2 国外水中兵器试验场发展现状

2.1 美国

海军海上系统司令部（NAVSEA）是美国海军5个“系统司令部”中最大的一个组织。NAVSEA主要有4个船厂、2个作战中心（水面和水下）和1个研究实验室。NAVSEA的主要任务是设计、建造、支援美国海军舰队和战斗系统[1]。

虽然各分部具有相应的核心领域，却不失系统性，共同覆盖了包括水面舰艇和水下兵器战斗能力评估的各个环节，如表1所示。

图1 美国海军海上系统司令部组成图Fig.1 Composition diagram of US NAVSEA

表1 美国海军海上系统司令部主要分部职责表Table 1 Responsibilities list for major divisions of US NAVSEA

2.2 德国

2.2.1 WTD71技术中心

WTD71技术中心属德国的 BWB组织，主要为德国海军科研试验服务。WTD71总部划分在2个地方，WTD71北方分部是负责海军试验操作（8艘试验船和 WTD的港口）、工厂、训练场、物资仓库、水雷技术、反水雷作战、海军特种军火和炸药测试鉴定部门；WTD71南方分部是管理、行政、计划和控制、成本会计、舰船工程、舰船信号、鱼雷技术（包括鱼雷靶场）、指令与控制系统、声呐技术、水下追踪、信息技术、设计等工作的地点。主要测试设施见表2所示[2]。

表2 WTD71技术中心主要测试设施Table 2 Main test facilities of WTD71 technology center

2.2.2 Rheinmetall试验中心

Rheinmetall试验中心是德国最大的私营测试机构。主要领域为测试咨询、技术服务、测验结果分析等。拥有室内靶场、温度测试设备、测试设备标定、震动和材料测试、危险材料包装等试验手段。值得一提的是该试验中心可进行超空泡武器推进系统、稳定性、控制和自导等项目的试验，可以精确测量航行体的弹道和速度，并用高速摄像机观察深度对超空泡的影响效应。

2.3 英国

英国水下测试评估中心（BUTEC）现在由QinetiQ公司代表皇家海军和国防部运作，这是2001年防卫评估研究代理商（DERA）民营化的结果。

该测试评估中心在邻近苏格兰海湾（Scottishlochs）建立了声学试验场，那里的底质柔软、反射率底、抗风能力强、远离航道，避开了海洋中的行船噪声。最为突出的是有很低的环境背景噪声；其先进的声学分析系统能实时地进行数据处理，迅速地得到测量结果。该测试评估中心可进行常规潜艇静态或动态全航速试验、通过特性试验和对锚泊状态潜艇进行特定的机械系统声学评估，也可以进行鱼类和声呐试验等[3]。

3 国外水中兵器试验系统发展现状

3.1 BMP202数据收集平台及UDAS便携式水下靶场

适合不平底部、容易处理的 BMP202传感器是一个多模态水下数据收集平台。设备能以各种不同方法配置，拆卸简单，由Saab水下系统AB公司开发。长850 mm，宽700 mm，高700 mm，重量50 kg（在空气中），操作水深5～200 m。可单点固定或运动甚至极高速地对区域监视，实时分析声、磁、或电场信号。BMP202系统也适合在以网络为中心的水下战中提供有效的传感器数据，目标轨道等信息。瑞典UDAS便携式水下靶场用于记录水下舰船各种信号。它包含水下装置和独立的 BMP202传感器，可同时测量来往船只的声、磁、压力和电场信号。信号经光纤传输到陆基站和评估系统。2001年交付瑞典军方，正在运行中[4]。

图2 BMP202数据收集平台Fig.2 BMP202 data collection platform

3.2 MIR2000便携式测量系统

法国的 MIR2000是用于任何类型舰船的感应多种物理场的便携式测量系统。它能以固定测量模式或便携模式使用。作战前，指挥官要评估反水雷舰船的物理场信号以决定作战活动安全极限。MIR2000可安装在反水雷舰船或更小船上，是方便布放、可工作4 h的自治系统。系统同时测量交直流磁场、交直流电场、声感应场、水压或水深、地震感应场、磁场梯度。可以和训练水雷一起使用。操作深度不大于50 m，多芯同轴电缆长100 m，内载设备重100 kg[5]。

图3 MIR2000便携式测量系统Fig.3 MIR2000 portable measurement system

3.3 水下跟踪定位系统

3.3.1 PUAPS高精度水下跟踪定位系统

意大利的PUAPS高精度水下跟踪定位系统是一个水下基线声定位系统，常应用于高精度定位要求的海洋科学，适用于远洋科考。

系统有长基线和短基线 2种配置方式：长基线系统覆盖范围不小于2 500 m2，定位精度（有声速补偿）优于0.5%；短基线配置系统覆盖范围不小于2 000 m2，定位精度（有光线弯曲补偿）优于0.5%，追踪定位目标数量高达6个。系统工作的最大深度可达 400 m，测量信号的频段为10 Hz～40 kHz。

该系统通过2种不同方法，进行潜艇或水面舰艇的声追踪定位：即以沉底式的测量阵或漂浮式的测量阵接收被测舰艇的水下噪声信号，并通过无线浮标进行信号的传输；或者采用测量船辅助进行测量，直接通过电缆传输信号。

3.3.2 SMARTTRAK便携式水下跟踪定位系统

英国的SMARTTRAK便携式水下追踪定位系统结合了良好的声呐、声学技术和特性追踪技术，具有小型化、便携式等特点，易搭载于小排水量舰船上。系统包含4个浮标接收器和1个追踪显示站，可提供定位精度在±5 m以内、25 km2追踪区域追踪5个分开的发声物的能力。

3.4 MUWS传感器系列

英国的MUWS传感器系列用于测量各种不同的感应物理场，特别是在过往舰船扰动下的海洋环境，传感器通常是TRANSMAGPLUS测量系统的一部份。

MUWS3和 MUWS9是磁异常探测器，然而MUWS10和后继开发系列是精度更高的物理场传感器。MUWS3和MUWS9磁力计都是3轴模拟数据输出；而MUWS10系列是多物理场传感器，在水中可测量静电磁性、交互磁性、静电和交电的电位、压力场和声场。

MUWS10系列传感器通常封装在水密壳体中，通过光电复合缆提供电力和数据通讯，传给海岸上的控制中心进行数据分析[6]。

图4 MUWS10磁力计Fig.4 MUWS10 magnetometer

3.5 HERDLA试验靶场

HERDLA试验靶场位于挪威接近Bergen峡湾的宽阔海域，是供挪威皇家海军用于非接触扫雷模拟训练的重要工具。现已建成包括舰船、武器系统、ROV和潜水员在内的系统评估、维护、控制、和研究的机制。靶场在距海岸外800 m处有4个海底传感器群，深度为25～90 m。传感器收集磁场、电场、地震波、声场和水压场（压力和速度）数据。传感器群由电缆通信和电力供应。地面站实施传感器控制、数据采集和显示。追踪系统包括激光望远镜、GPS和雷达[7]。

图5 TRANSMAGPLUS测量系统Fig.5 TRANSMAGPLUS measurement system

3.6 水雷战试验靶场

1997年，意大利和其他北约成员国在意大利La Spezia海军基地附近建立了水雷战试验靶场，用于评估水雷作战效能、对抗各种不同类型水雷的反水雷作战效能、以及反水雷舰船和民用水上交通的危险度。

岸上基地由1个主站和2个遥控站组成，在海上靶场放置了各种不同设备。训练雷上有声信标，一般以水面浮标为中继点，再通过无线电与辅助船上的水雷定位系统连接，从而可获得所有训练雷的精确位置。舰船定位系统可追踪所有水面舰船（（目标），岸基主站和目标船上安装的雷达收发机可保证高准确性。为此通过收集水面舰船和训练雷的动态数据，便可完成水雷对抗试验[8]。

3.7 反水雷评估测量系统（MERS）

英国反水雷评估测量系统MERS起双重作用，是提供水下物理场测量和反水雷评估靶场的便携式系统。该系统可完成多物理场数据测量、建模、分析和评估；同时也可作为模拟雷，用于对抗反水雷训练和评估。系统可测量静态或交变的磁场、声场、地震波、水压场、静态或交变的电场，然后通过后处理软件重建舰船的三维物理场，从而可预测舰船物理场与深度、距离的定量关系[9]。

图6 准备布放的MERS系统Fig.6 MERS system prepared to be deployed

4 分析

4.1 国外水中兵器试验场特点

从国外水中兵器试验场建设的发展现状来看，有如下特点：

1）公立与私立并存。一些发达国家水中兵器试验场建设研究机构以及一些著名大学的实验室，基本上都是研究型实验室，但没有明确国家级或省部级的等级划分，出现了公立与私立2种体制试验场并存的现象。在经济杠杆的调节作用下，这些试验场的建设、管理和投资体制早已适应了市场经济的发展要求，并通过不断地合理化竞争实现了水中兵器保障性试验条件建设的优化升级，有利于水中兵器保障性试验水平的进一步提升。

2）独立化经营，逐步脱离母体。国外某些水中兵器试验场，随着技术的进步与规模的壮大，最后独立于原母公司而独立化经营，成为某一专业发展的前行者，如从QinetiQ公司独立出来的英国防卫科学技术实验室。这种逐步脱离母体而独立化经营模式，是水中兵器保障性试验专业向高水平发展的必然趋势，有利于进一步提高水中兵器保障性试验的评价能力，从而保证水中兵器交付部队后快速形成战斗力。

3）优越的试验条件。国外水中兵器试验场具有较好的试验环境和世界尖端仪器设备。这既是试验场从事前沿研究、高新技术开发必不可少的重要条件，同时也是试验场争取科研经费、招揽人才的重要保证。而试验场较高的开放程度，促进了试验场的学术交流，活跃了试验场的研究氛围。同时，研究技术新、难度大、探索性强等科研项目又进一步促进了高水平研究人员的聚集，从而为试验场的长远发展形成了良性循环。

4.2 国外水中兵器试验系统特点

从国外水中兵器试验系统发展现状来看，有如下特点：

1）向小型化、便携式方向发展。比如无缆水下信号测量和反水雷评估靶场的便携式系统，允许多种感应信号测量、舰船和扫雷具建模，体现了水中兵器试验系统的模块化和灵活性，有利于试验系统向通用化、系列化方向发展。

2）侧重复用性。靶场传感器单元也是通用的训练水雷，用于对抗模拟水雷威胁的反水雷训练和评估。可重复使用的移动目标装置体现了较好性能和柔性，如主动水声、可变能级水平、重复可变真实混响、对多重输入声呐信号的回应等。水中兵器试验系统侧重复用性的优势在于系统通用性强、可重复利用或短期内便可重建，从而可大幅度提高水中兵器试验系统的效费比。

5 结束语

通过对国外水中兵器试验场与试验系统特点的分析，不难发现我国水中兵器试验场建设存在一定的差距。然而我们应立足本国国情，积极吸收国外先进的实验室管理经验，摸索出一套系统的、适合我国水中兵器试验场的管理制度，提高试验场的环境条件和设备先进性。同时，从国外水下探测试验设备发展趋势来看，在全面建设我国水中兵器试验场过程中，应积极主动地推进试验场设备向小型化、便携式、可复用的方向发展。