王森,陈翰
(中船电子科技(三亚)有限公司,北京 100070)
自二战期间德国U 型潜艇给同盟国造成重创后,以英国、美国、苏联为代表的欧洲国家将海军发展重点向水下潜艇方向倾斜,同时,为应对这一作战平台发展趋势,相关国家在鱼雷装备领域的研究也取得了重大突破,“矛”与“盾”的关系保持着一种相对平衡状态。然而,反鱼雷水声对抗技术的发展却打破了这一平衡,同时,也改变了传统水声对抗体系。
目前,国外鱼雷统计特性主要包括地形匹配攻击、线导攻击、声导攻击和尾流制导攻击四种方式,其中,每种鱼雷攻击方式的特性如下:
地形匹配攻击是依托鱼雷自身声纳系统进行航路地形测绘,并与内部数据地图进行匹配,根据匹配结果调整鱼雷航向、高度、速度,从而对目标进行攻击。从实际使用场景来看,鱼雷地形匹配攻击特性仅适用于长距离攻击静态目标,但极易被敌方水下目标探测系统发现。
线导鱼雷是通过发射平台与鱼雷之间的连接线对鱼雷的航向、航速等进行控制,第一枚线导鱼雷为德国在二战期间研制的“云雀”线导鱼雷,美国在二战后通过消化“云雀”鱼雷技术,成功地研制了MK 系列线导鱼雷,以及意大利的A-184 型线导鱼雷、英国的MK系列线导鱼雷。相比较传统鱼雷攻击特性来看,线导鱼雷的攻击精度更高,可弥补鱼雷水下定位精度不足的缺陷,且静默攻击效果较好。但是,也在实际使用过程中,线导方式限制了发射平台的大倾角高速机动,使其被发现和击中概率增加。
基于鱼雷自身安装制导声纳,通过参数设定的方式,声导鱼雷可实现发射后自主寻找目标。但是,基于声纳制导技术的鱼雷却也存在较大弊端,即当设定参数与发射平台自身声学特征相似的情况下,声导鱼雷存在误判情况,如美国“SS-365 石首鱼号潜艇”就被自己发射的“MK-37”自导鱼雷击中。
尾流制导鱼雷是根据舰艇航行过程中螺旋桨与水摩擦后的水环境变化的特性进行自主攻击的一种武器,尾流制导鱼雷根据其具体特性可分为声尾流制导、湍尾流制导、气泡尾流制导、磁性尾流制导、光尾流制导和热尾流制导等。根据美国相关部门研究结果,舰艇尾流可寻距离最长达上百公里,通过计算机仿真模型,可以对舰艇吨位、速度、航向等数据进行测算,为尾流制导鱼雷攻击提供前期导航数据。
潜艇技术、鱼雷技术与反鱼雷水声对抗技术同属一个技术体系,因此,以美国、俄罗斯、英国等国家为代表的潜艇技术强国同样拥有较先进的反鱼雷水声对抗技术。
美国作为同盟国成员在第二次世界大战期间做出了巨大贡献,同时,作为战胜国,美国获取了德国水下武器装备相关技术,并对鱼雷技术进行反推,最终形成了自己的反鱼雷水声对抗技术体系。
(1)声干扰技术。为应对声导鱼雷的攻击,美军水面舰艇利用声导鱼雷的攻击特性,采取主动释放声干扰器材对敌方声导鱼雷进行噪声干扰,使声导鱼雷无法准确判定目标,同时,配合潜艇进行机动规避与抢占攻击位置。其中,最具有代表性的就是美国AN/SLQ-14型声干扰模拟器。
(2)声诱饵技术。与声干扰技术不同,声诱饵是在水下环境中构建与自身平台相似声学特征目标的一种技术,面对声导鱼雷的攻击,舰艇通过发射声诱饵,在舰艇周边模拟一个或多个同类型目标,使其无法判定目标真假,从而降低己方平台被声导鱼雷击中概率。目前,美海军列装范围最广的声诱饵器材为MK 系列反鱼雷水声诱饵等。
英国作为传统海洋强国,虽然其海军规模明显减小,但是,基于传统海军装备研究领域的技术积累,英国海军在反鱼雷水声对抗技术方面依然有着明显优势。
(1)反鱼雷水声对抗系统。根据英国超级电子有限公司(Ultra Electronics)在2011 年英国防务展上展示的反鱼雷水声对抗系统“Sea Sentor”,英国军方将反鱼雷水声对抗技术与声学侦测、定位、分类进行融合,该系统配有水声诱饵、气幕弹两种主要水声对抗器材,该型水声诱饵体积小,适合各类型水面舰艇快速收放,且能够模拟英国海军主战舰艇声学特征信息。同时,气幕弹所形成的气幕可有效阻挡声导鱼雷与潜艇声纳对己方平台声学特征信息的侦测,为己方舰艇摆脱跟踪提供了更长时间。
(2)反鱼雷鱼雷技术。反鱼雷鱼雷的发展由来已久,早期反鱼雷鱼雷均以主动声导技术锁定攻击目标,随着水声对抗技术的发展,反鱼雷鱼雷则主要分为主动声导鱼雷与被动声导鱼雷两种类型,其中,主动声导鱼雷适用于攻击线导鱼雷等无声学特征鱼雷目标,被动声导鱼雷适用于存在明显声学特征鱼雷目标。如美英联合开展的“SSTD 水面舰反鱼雷计划”就包括反鱼雷鱼雷技术(ATT)研究,通过系统化的反鱼雷水声对抗技术应用,提高己方作战平台的战场生存能力。
苏联解体后,俄罗斯继承了苏联庞大的武器装备体系,同时,也包括各类型反鱼雷水声对抗技术,除气幕弹这一传统反鱼雷水声对抗技术外,俄罗斯在其他反鱼雷水声对抗技术领域同样进行了大量研究。
(1)反鱼雷气幕弹技术。反鱼雷气幕弹之所以能够实现对鱼雷的有效防御,其原因在于反鱼雷气幕弹在爆炸过程中形成的震荡波不仅能够对鱼雷产生直接损伤,同时,因爆炸形成的噪音频率、响度远高于己方平台产生的噪声。不仅如此,在反鱼雷气幕弹爆炸后其内部化学药剂在水中形成气幕屏障,能够有效阻断声音在水下的传播,将己方平台与敌方隔离开来。
(2)反鱼雷鱼雷技术。俄罗斯在水声对抗系统方面发展较晚,这与其水下装备优势不断下降有着一定关系,为应对各国鱼雷技术的发展,俄罗斯将鱼雷探测、预警、攻击等功能进行系统性融合,推出并列装了世界上第一款综合反鱼雷系统——纸包-E/NK 反潜/反鱼雷系统。该系统装备了多枚M-15 反鱼雷鱼雷,该鱼雷采用了固体火箭加喷气发动机技术,最大速度可以达到50kn,但实际射程仅有1000m,但是,基于高效的主、被动声导单元,可以准确命中来袭鱼雷,属于一种近程反雷水声对抗装备。
以当前鱼雷技术发展的实际情况,国外反鱼雷水声对抗技术发展趋势主要表现在综合对抗技术提升、智能化水平提升两个方面。
反鱼雷综合水声对抗技术除采取科学化的降噪处理方法,使舰艇在声学特征上的隐身性能提升,还需要加强声纳装备性能的改进,提高针对多类型鱼雷的远程预警能力和快速目标定位能力,与空中、水面等水声对抗平台建立联合水声对抗作战系统,实施多维空间反鱼雷水声对抗,提高对抗效果。如德国的“海蜘蛛”水下防御系统,在实际作战中,来袭鱼雷首先被拖曳声呐侦测,之后由集中控制平台对来袭威胁进行分类和定位,最后发射拦截器击毁目标。
目前,鱼雷技术已经不再局限于传统水面和水下攻击,火箭助推鱼雷、超空泡鱼雷的出现,大大缩短了鱼雷预警时间,同时,增加了鱼雷攻击的隐蔽性,针对这一情况,除发展综合水声对抗技术外,还需要借助人工智能技术缩短反应时间,同时,为反鱼雷水声对抗提供决策方案,对具体决策方案的实施效果进行评估,进而制定下一步的防御与攻击计划。
综上所述,鱼雷与反鱼雷技术是一个国家水下作战能力的重要衡量依据,美、英、俄、德等欧洲国家在该领域具有明显的技术优势,为此,我国应当结合自身装备发展实际情况,确定反鱼雷水声对抗技术发展主线,提高战场适应能力。