分布式杀伤在编队反潜作战中的应用

2020-06-28 07:48张文山邓新文
火力与指挥控制 2020年5期
关键词:反潜编队分布式

张文山,邓新文

(解放军91388 部队41 分队,广东 湛江 524000)

0 引言

分布式杀伤的概念最初针对海军装备能力建设,指通过强化小型海上编队作战平台能力,满足编队在网络协同框架下的集群式职能分布,使小型战术编队具有独立探测、指控、火力打击和评估、电子战等完备能力。编队体系中战术单元作战编成和任务协同模式的变化,使得分布式杀伤的概念外延不断拓展。

同时,随着武器装备的发展,潜艇突防打击能力与水面舰艇编队自防御能力不对称增长,反潜作战成为现今和今后很长时期海上战争的重要形式。国内外对于舰艇编队协同防空的研究相对丰富和完善,但针对充分应用编队信息和武器资源共享的编队反潜技战术研究和运用仍处于探索和讨论阶段。现今水面编队反潜主要是依托舰机协同,实现搜潜攻潜作战,反潜效果主要依托平台单机设备能力。文献[1]阐述了分布式杀伤是海上战争形态的发展趋势,并分析了分布式杀伤对作战能力建设的要求。文献[2]通过对分布式杀伤装备技术支撑的梳理,分析了对我海军作战体系发展的影响。文献[3]阐述了基于信息系统的水面舰艇分布式协同作战基本作战模式和指挥方式。总的来说,分布式杀伤对我军编队反潜装备能力建设和作战思想发展均有较强的借鉴意义。

1 分布式杀伤条件下编队反潜作战对装备能力的要求

1.1 对体系寻潜搜潜网络能力的要求

搜潜能力是形成体系对抗信息优势的先决条件。单纯依靠反潜编队平台进行大范围的探潜寻潜难以满足要求,分布式杀伤条件下的编队反潜很大程度要依托搜潜网络对特定海区进行水下实时监听和侦测。而搜潜网络则是具有低噪声和协同工作特点的岸基或海基广域主被动反潜探测声呐平台节点,和水下无人航潜器为代表的水下寻潜探潜设备或系统组成[4-5]。同时水下侦听网络还需要在大量海洋观测和记录的基础上,应用水下航行体水声症候信息识别技术,搭建起完备的水下航行体的噪声谱特征数据库,便于反潜编队对目标进行检测、识别和判型[6]。另外,整合搜潜资源,优化搜索策略也是提升编队搜索发现概率的有力补充手段[7]。

1.2 对编队网络动态组网能力和生存能力的要求

分布式杀伤是基于网络中心战思想提出的。在分布式杀伤背景下,编队网络的构设需满足大范围、多类型、多层次数据信息交互传输的需要。编队网络系统应具有强大的抗网络攻击能力,即使在遭受敌方物理性攻击毁伤,或是电磁网络攻击的情况下,仍可依托现有完好设备,重新架设和组织网络通道,保证网络系统安全通信链路的流畅。同时网络在面对敌方电磁干扰时,应可容忍零星的干扰和动态网络中断,保持通信的高速即时和可靠稳定[8]。

1.3 对对抗体系灵活性和容变性的要求

海军装备的发展使海上对抗样式越发多样、对抗强度日益剧烈、对抗形式更加复杂。这就要求体系作战能够在满足任务需求匹配能力的基础上,具有对外部环境不确定因素的体系结构适应能力和容变能力。

首先,在分布式杀伤背景下,要求在具有较强柔性和弹性的编队体系中,单凭毁伤单个战术平台或单元,对于整个对抗体系而言影响较小;其次,体系对抗的容变性,要求在单个平台或作战单元遭受敌方打击毁伤而导致丧失作战能力的情况下,能够迅速根据需要进行作战职能的补缺,确保编队作战能力的延续性;再次,要求体系具有开放式系统架构和装备的模块化和职能化设计,能够满足装备战术能力的一体化打包、升级、卸载和置换;第四,要求编队能够实现信息的分散收集与分散处理,强化单一平台的作战能力,弱化体系对单一平台的依赖性[1]。

2 分布式反潜作战模式基本架构

2.1 基于网络的战场态势感知和发布

战场态势感知的形成和网络发布,是信息优势转化为决策优势的关键。编队通过接收水下监听网络对进入探测范围的敌潜艇目标侦测信号,结合其他远程探测手段对目标实施识别、定位和跟踪,编队信息处理系统根据多传感器信息进行数据甄别、筛选和融合处理,实时生成战场态势并进行发布。其中,战场态势的生成和发布,可以在编队数据处理中心进行,也可以由其他平台单元的冗余功能实现。编队指挥控制的指令发布可以由编队内任何平台的单元终端代理,这样可以最大程度保证编队在实际对抗中的生存能力。同时相比以往的信息集中处理的方式,分布式杀伤中任意平台单元都可对目标进行探测数据信息处理、火控解算和目标指示,避免了编队信息统一处理带来的时延,而编队指挥控制体系主要对战场态势感知生成、指令发布等环节进行监督和纠错,保证解算和指令发布的精度和准度满足作战需要。

图1 分布式编队反潜作战架构示意图

2.2 引导条件下对潜打击能力的集能化释放

在引导单元对攻击单元的引导条件下,编队对潜艇目标实施多个方向饱和攻击,多平台多类型打击能力的协同,可以有效缩短打击链周期,增强打击密度,实现对目标潜艇的“面对点”或“体对点”的饱和打击,有较大概率对目标毁伤命中。

2.3 对核心价值目标的联合防御

对抗防御方面,外延兵力极大程度地扩展防御范围,同时强化对抗防御的主动性与有效性,确保体系和编队的核心兵力免受敌潜艇袭扰;在遭遇敌潜艇攻击编队平台或对编队平台构成威胁时[10],平台利用自身装载的各类水声对抗装备,协同工作构成编队的多样式、多策略、多方向对抗防御体系,可满足编队点防御和面防御的[11]。

3 分布式杀伤条件下反潜编队的分散量化

3.1 分布式空间分散

在分布式杀伤由传统的集结编成向分散编成的演变过程中,编队反潜体系由近程、中程和远程3个层次的兵力组成模式也会随之发生演变。作战单元的空间分布需要根据实际的任务内容和强度等因素适时调整[12]。

在分布式杀伤背景条件下,反潜作战任务的编队兵力部署可如图2 所示。构建基于信息系统的反潜体系,就是要将水面舰艇(图2 中平台1、2、3)、潜艇(平台7)、反潜直升机(平台5、6)与巡逻机(平台6),以及海洋声呐节点和水中无人航潜器(图2 中均未标示)等作战单元相连接,实现多域范围内的信息共享。编队在遂行反潜作战任务时,编队需要在特定时间对特定海域方向实现兵力分散部署。图1 中8 为目标潜艇。

图2 分布式反潜编队兵力部署式样

编队分散的程度应确保兵力部署不超过相互支援的底线,超过这个底数,则分散编成会使得战术单元独立应对威胁。而编队过于集结,则会使编队目标过大,不利于实际的作战需要,因此,作战单元应保持适当的空间分布。在特定的作战环境条件下,作战单元能够满足稳定通信组网、作战单元间的应急驰援与兵力火力投送、作战单元迅速进入有利阵位以实现作战任务协同的量化,是编队作战外延的函数。

分散编成的最大外延必须保证编队内战术单元能够及时相互支援,评估的主要标准是引导概率Py,引导概率是编队内作战单元接触目标开始,到目标对任意平台实施攻击时间tg内,引导其他单元打击目标的概率:

其中,Pg为tg时间内引导单元保持对目标接触跟踪的概率[13]:

其中,r 为引导兵力对目标接触跟踪的强度,与引导单元的能力有关;u 为目标摆脱编队平台接触跟踪的强度,与目标的摆脱跟踪能力有关;Pd为时间tg内支援兵力通过应急驰援或兵力投送进入有利阵位,接收引导单元提供满足武器系统射击诸元的目标指示的概率,该概率服从正态分布;Ptg为时间tg点目标攻击平台的概率值,该概率分布跟目标的实际任务有关,理论上服从指数分布。

需要注意的是编队内引导单元和打击单元并不是既定的,如图2 所示,威胁的烈度和来源方向决定了编队协同打击时的任务分配形式。

分散编成的最小外延必须保证编队内战术单元空间分布能够使外延兵力有足够时间采取反制措施,避免潜艇目标对编队的所有平台持续侦察监视,特别是对核心价值平台可能造成的威胁。

3.2 分布式任务协同

海战中,分兵集火可以有效地提高编队防御能力,同时亦可保证编队具有较强打击能力。传感器和武器系统单元的职能式分布,实则是战术资源在空间和时序合理配置的一种表现形式。其中,不同于由编队统一指挥协调的协同模式,分布式杀伤中空间分布各作战单元为达到相同的作战任务与目标,在作战行动上实现自主协同和自主配合,从而达到有效的作战能力整体涌现。

任务协同是战术资源时序合理管控的有效举措。以对潜打击为例,分布式反潜作战中有如下推定:

1)编队对潜艇目标实施火力打击的前提是,编队内有一定数目的平台声呐对目标实现了连续接触并稳定跟踪;

2)编队反潜中的协同很大程度依托引导平台(单元)对攻击平台(单元)进行导航和目标指示。

若引导单元和攻击单元联合对目标实施多个波次的打击,则对目标毁伤的概率为:

其中,Pzn为联合打击毁伤目标潜艇的毁伤概率;Pi为作战单元第i 波次打击潜艇目标时的毁伤概率;P 'i为作战单元在第i 波次打击潜艇目标时的引导条件下的目标发现概率。

协同打击效能与编队体系协同能力相关,协同作战毁伤贡献程度为:

结合式(3),式(4)可得:

其中,当作战单元单次毁伤概率一定时,引导发现概率越大,协同毁伤的概率越大。根据式(3)得:

故而对于在单个波次毁伤能力一定的情况下,作战单元的引导打击能力和攻击波次对编队反潜作战的毁伤能力有较大的影响,对潜防御亦是如此。

4 战术想定

某型潜艇进入我水下搜潜网络的侦听范围进行伺机破坏活动,我反潜编队(包括驱逐舰1 艘,护卫舰2 艘,潜艇1 艘,舰载反潜直升机3 架)受命对其进行跟踪驱离,适时进行打击毁伤。已知水下搜潜网络已将潜艇概位定位在位置确定的概率圆内,我编队前出至概率圆外围区域适当位置。2 架舰载反潜直升机抵近至概率圆,负责探测反潜直升机A选取3 个位置点(依次为P1,P2和P3),利用吊放声呐进行跟踪定位。水面舰船负责对外围区域保持控制,并布放UUV 对潜艇连续跟踪。我潜艇负责一个方向侦查警戒,防止敌水面舰船支援敌潜艇从而干扰我方编队反潜作战。

图3 战术想定态势图

如图3 所示,战斗过程中,吊放声呐在先期探测时,发现潜艇,直升机B 在引导条件下对P4点处的潜艇实施空投鱼雷攻击;潜艇发现有直升机对其探测和打击后,发射水声对抗器材实施对抗防御,并进行大角度机动规避;直升机再次探测时发现空投鱼雷攻潜失败,潜艇有向水面编队方向机动的趋势,直升机返回水面舰进行补给,而后在潜艇可能航路上进行再次探测,发现潜艇到达位置点P5,并有一定概率探测到驱逐舰;驱逐舰根据直升机探测信息进行必要的机动,并投放一枚火箭助飞式声诱饵,诱导潜艇向位置点P6机动,声诱饵工作后,成功诱骗潜艇,潜艇到达位置点P7后,直升机向驱逐舰转交引导,驱逐舰发射火箭助飞鱼雷,并引导直升机C 空投鱼雷和护卫舰A 发射火箭助飞鱼雷对潜艇实施第2 波次打击。后续评估结果为成功毁伤目标潜艇。图3 中未标示两次水声对抗的相关内容。

已知反潜直升机的攻击概率为Pz,驱逐舰的引导概率为Pq,且Pz≤Pq,空投鱼雷毁伤概率为Pk,火箭助飞鱼雷的毁伤概率为Ph,易知第2 波次打击的毁伤概率大于第1 波次打击。

5 结论

分布式杀伤本质是在有效的作战边界范围内实现对战术资源的合理管控和配置,是“分兵集火”战术思想的集中体现。分布式杀伤可充分运用到编队反潜作战当中来,通过对其内涵进一步拓展和延伸,为装备建设和作战思想发展提供借鉴。有量度的“分兵”可有效拓宽反潜作战边界,协同条件下“集火”则使编队打击能力更好涌现,从而编队反潜能力有更大的提升。

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