潜射无人机的发展对航空反潜作战的影响∗

2021-11-25 23:18金立峰卢仁伟王艳娜
舰船电子工程 2021年10期
关键词:反潜机反潜中继

金立峰 卢仁伟 王艳娜

(海军航空大学 烟台 264001)

1 引言

由于反潜机飞行速度快、探测距离远、武器攻击威力大等原因,自飞机投入对潜作战以来,一直呈现出“空优潜劣”的格局,航空反潜飞机犹如悬在潜艇头上的利剑,给潜艇的安全带来了巨大威胁,但随着潜射无人机技术的不断发展,这一既定格局正在被打破。潜射无人机是由潜艇携带,可通过鱼雷发射管、导弹发射筒等通用装置,或其他专用装置发射,承担侦察预警、目标定位、中继制导、战果评估、干扰攻击等作战任务的无人机[1]。加载无人机后,潜艇可有效克服协同指挥难、水下通信难、探测距离近等不足,同时也具备了威胁反潜机安全的能力,从而提高潜艇的综合作战性能。潜艇的作战能力随着无人机的“出水”插上了“腾飞”的翅膀,而航空反潜兵力则面临着越来越大的威胁[2~3]。

2 潜射无人机发展现状

潜射无人机最早源自载人飞行器的设计理念[4],随着无人飞行技术的快速发展,近十余年来,美德等军事强国开始加强无人、小型、多用途潜射无人机的研发实验。在2020年11月18日举行的年度海军潜艇联盟研讨会网络研讨会报告中,美国海军宣布已经开发并测试了潜射无人空中系统(SLUAS),相关工作已于2019年5月启动,用于视线之外的侦察和目标指示任务,目前已有5艘核潜艇配备了这一系统。

目前美军已经装备和研制的潜射无人机主要有SLUAS潜射无人空中系统、黑翼无人机[5]、多任务微型固定翼无人机(VectorHawk)[6~7]、鸬鹚无人机[3]等。其中SLUAS潜射无人空中系统采用微型无人机和76.2mm标准发射装置,留空时间不小于1h,具有安全的无线电数据传输通道,用于潜艇早期预警和目标指示;黑翼潜射无人机是一种侦察和通信中继无人机,巡航速度80km/h~160km/h,续航时间约1h,可由美军现役各型水下平台,包括无人潜航器等发射,配备先进的微型光电/红外传感器、GPS全球定位系统、Link-16数据链等装备,可执行战场侦察、对潜通信等任务,可增强潜艇部队的态势感知能力,为潜艇防空作战和反潜作战提供新思路,从而极大提升美军反介入/区域拒止的能力;VectorHawk无人机是一种多任务微型固定翼潜射无人机,具有跨域通信和指挥控制的作战能力,洛马公司曾在美海军演习中利用枪鱼(Marlin)Mk-2型无人潜航器发射了该无人机;鸬鹚无人机是美海军投入力量最多,发展最成熟的一款潜射无人机,该机可以从俄亥俄级弹道导弹核潜艇上发射,起飞重量大,携带各种先进机载设备,遂行侦察、通信及对地攻击等多种战役战术任务,有效作战半径可达900km,可为潜艇构建范围宽广的态势侦察圈及火力打击圈,从根本上改变潜艇观察范围有限的作战环境,但因为价格昂贵,且回收复杂难以实现,后由于预算削减原因而取消,但其技术已经成熟,不排除后续装备可能。

除美国外,其他海军强国也纷纷看好潜射无人机未来前景,开展了一系列理论和试验工作,德国飞鱼座潜射无人机系统是其中的典型代表[8]。该系统可用于实时获取海岸附近目标的图像信息,为搭乘潜艇的特战队员进入敌方海岸展开特种作战提供信息支持。飞鱼座潜射无人机与潜艇之间的通信距离较小,仅有不到30km,如侦察距离过远,无人机需要先行飞抵目标区域附近,完成空中侦察后将图像信息存储起来,并按照预先协同计划将侦察数据传输给潜艇。

总的来说,美军在潜射无人机领域做了大量工作并且取得了显著成效,利用潜射无人机可辅助完成情报侦察、电磁干扰、目标打击等作战任务,极大提升了潜艇的综合作战能力,延展了潜艇的使命任务和作战空间,是潜艇作战能力的“倍增器”。

3 给潜艇带来的能力跃升和作战方式的转变

综合利用潜射无人机飞行速度快、机动灵活,以及潜艇续航时间长、作战半径大的优势,可实现优劣互补、高低搭配、快慢结合,加之潜射无人机平台体积小、隐身性能好,并且具有较远的航程,可以有效提高潜艇的海上侦察能力和与反潜力量对抗的实力,因而具有重大应用前景,极有可能催生未来“潜艇革命”,给潜艇的作战模式带来新的变革[9]。

美军认为,海军潜艇将在联合远征作战中发挥更重要的作用[10],海湾战争中的第一枚战斧巡航导弹就是从位于波斯湾的海狼级潜艇上发射的,随着现代战场侦测手段和方法的不断发展,潜艇只有将各种传感器置于平台以外,才能在战争中取得优势,潜射无人机是重点发展方向,并将在以下几个方面帮助潜艇实现质的突破。

3.1 以无人机为“眼”,看的更远

未装备潜射无人机时,潜艇对空中目标的探测,只能在水面、潜望或通气管状态使用潜望镜、警戒雷达和电子侦察设备来发现空中威胁,而此时潜艇本身的隐蔽性也难以保证;当潜艇处于水下状态时,根本无法有效感知到反潜机的存在与威胁。潜射无人机的使用为潜艇隐蔽探测反潜机提供了一种新的可能,无人机升空后,可以对广阔的战场区域进行实时的侦察、监视、预警等,潜艇则仅需使用通信浮标或天线接收无人机侦搜到的实时情报即可。另一方面,潜射无人机还可以采用较低航速长时间留空,为潜艇搜集视距外的战场环境信息,协助潜艇对作战区域内的目标实施不间断的跟踪监视,有效提高潜艇对水面以上敌情信息的感知能力,使潜艇具备融入“网络中心”信息系统之中的能力[11],进而提高潜艇平台的战斗能力,提升联合打击能力。

3.2 以无人机引导,打的更远

潜射无人机可为潜艇提供目标状态信息和打击参数,配合潜艇更好地掌握战场主动权[12]。在作战层面,潜射无人机主要可在以下两个方面为潜艇攻击实施远程引导保障。

1)提供目标数据引导潜艇对敌攻击。一是可在敌防区外进行隐蔽侦察,引导潜艇对敌方近岸或内陆重要目标发动远距离攻击,这样既可以有效打击敌岸基目标,又可以延长预警时间,充分保护己方兵力安全。二是可利用飞行高度优势,视距外远距离发现敌水面舰艇,解决潜艇声纳探测距离无法满足潜射导弹目标引导需求的问题,引导潜射反舰导弹对水面舰艇进行攻击,同时有效隐蔽己方潜艇位置。

2)协助潜艇对目标实施直接打击。配备合成孔径雷达、磁探仪的潜射无人机,可在较远距离上发现处于水面、半潜、通气管状态,以及浅近海面的敌方潜艇,如果无人机配有攻潜武器,还可对其直接发起攻击,提高己方潜艇反潜作战行动效率。随着人工智能及无人机编队技术的发展,还可实现单艇发射多架潜射无人机,完成对陆上或岛礁目标的编队集群作战,如对敌方近岸防空作战力量展开自杀式攻击,即使无法摧毁其有生力量,也可消耗其有限的防空武器资源。

3.3 以无人机中继,通信更远

除了侦察、警戒、制导外,潜射无人机另一大用途是实现通信中继[13]。由于海水对电磁波的衰减作用明显,潜艇与地面的通信主要靠长波,长波通信带宽窄、速度慢、效率低、保密性差,而且对基站要求高。如果使用卫星通信,容易被岸基固定侦听站或是电子侦察卫星定位,从而使潜艇处于危险的境地。有了潜射无人机在潜艇与卫星之间作中继,潜艇可以较好地解决这个问题,实现“不出水”的卫星通信。

潜射无人机还可以通过提供通信中继,增强海上作战力量间的协同作战能力。潜艇可隐蔽地将搜集到的情报通过卫星传递给己方指挥所,上级指挥所也可将战场信息实时分发给潜艇,下达命令或下一步行动计划,既提高了潜艇行动的隐蔽安全性,也提高了协同的效率和准确性。在局部战场,潜射无人机还可用于潜艇、水面舰艇、航空兵以及潜潜之间的通信中继,实现情报共享,对准确、全面掌握战场态势具有重要作用,有利于增强作战平台间的战术协同配合。

3.4 以无人机制导,打击反潜机

可对潜空导弹空中飞行段进行引导,对敌空中目标实施精确打击,使潜艇具备了对空中反潜兵力有效的反制手段。随着潜艇隐身技术及自身作战能力的不断提高,反潜水面舰艇已经不具有对潜作战优势,而反潜的作战控制范围较小,可以讲,现代潜艇的主要威胁来自于反潜飞机,虽然部分潜艇装备有潜射防空导弹,但是多以线控为主,潜空导弹的制导是个难题。如果拥有潜射无人机,就可以为潜射防空导弹提供目标引导,有效打击反潜巡逻机/直升机等空中目标。目前的潜射无人机试验性还比较强,离真正实战化尚有一定差距,但随着技术发展,未来潜射无人机通过提高传感器的探测精度和灵敏度,增加火力打击的有效载荷等手段,必将大幅提高对空作战性能[14]。

4 航空反潜兵力面临的挑战及应对举措

4.1 航空反潜面临的新挑战

1)反潜机不再保有对潜隐蔽性优势

当反潜机使用被动声纳浮标或磁探仪探测时,即使潜艇已经被稳定跟踪,也很难侦察到空中反潜兵力的存在,这时,反潜机对潜具有绝对的隐蔽性优势。但随着潜射无人机的发展与应用,这种优势正在部分或全部丧失。航空反潜兵力位反潜作战区作业时,潜射无人机可以利用机载雷达、电视/红外等设备,尽远发现接近潜艇活动区域的反潜机,并发出早期预警。如果反潜机或其他兵力对潜射无人机先行攻击,与潜射无人机失去联系的潜艇也会提高警觉,从而变得更加难以探测。

2)反潜机容易遭到潜射无人机攻击

航空反潜兵力在执行反潜作业时,通常需位于有限区域内活动,加之反潜机自身机动能力差、防护力弱等因素,较易受到具有一定打击能力的潜射无人机的攻击,无法有效保证自身安全。配有战斗部的潜射无人机可对敌反潜直升机直接实施打击,尤其是当反潜直升机使用吊放声纳探测时,需位海面附近低空悬停,将声纳探头吊放于水下一定深度进行探测,受水下拖体影响,飞行状态难以快速改变,即使潜射无人机不具备攻击能力,采用撞击发动机或螺旋桨的方式,也能危及反潜直升机安全。

4.2 应对潜射无人机的方法举措

1)加强体系作战能力建设,提升对潜射无人机的综合作战能力

现代军事科技发展日新月异,矛与盾的攻防转换速度很快。对于一种新出现的高科技海战兵器,依靠单一手段,或单一平台“单打独斗”,能够取得的作战效果必定是非常有限的,必须依托体系作战能力,“高低搭配、远近搭配”,才能取得更大的战果。体系中的各种作战力量可发挥自身优势实现对潜射无人机的监视或反制,太空中的卫星可对无人机与潜艇之间的通信进行监测,水面舰艇或预警机的大型阵列天线可在更远的距离上发现潜射无人机,舰载防空导弹、激光武器等可对潜射无人机实施远程打击,空中战机可对无人机实施直接攻击或信号干扰,通过多军种、多兵力的体系运用和联合行动,可极大提升对潜射无人机的发现和打击效果,确保航空反潜平台的安全,提高对潜作战效果。

2)加强航空反潜兵力的无人机反制能力

航空反潜平台对潜射无人机的反制主要包括三个方面:一是平台自身防护;二是对敌潜射无人机的干扰;三是对敌潜射无人机的主动打击。目前,潜射无人机已具备对低空飞行的慢速目标进行打击的能力,对处于悬停探测状态的反潜直升机,即使采取撞击的方式也可能对直升机造成致命损伤,反潜巡逻机使用磁探仪低空探测时的危险也将大大增加,为减小威胁,确保下潜作业时的平台安全,应加强平台防御能力,包括加强平台关键部位结构强度、增设无人机干扰设备、加装激光反无人机设备、加装小型空空导弹等自卫武器、配套升级作战任务系统等,实现对平台自身的防护和对敌潜射无人机的软/硬杀伤。

3)加强对手战术研判及水下潜艇发现能力

潜射无人机适用于潜射巡航导弹/潜射反舰导弹中继制导、对潜中继通信、水下潜艇态势感知及威胁预警、对空中/水下目标进行打击等作战任务,受海水介质对潜机通信距离的影响,潜射无人机要想实现以上诸多作战功能,其飞行航线中心距潜艇的距离应保持在一定的范围内,且此距离应不至于达到很远的距离,所以航空反潜作战平台发现敌潜射无人机后,应在跟踪过程中注意研判其作战行动规律,判断其作战企图,进而推测敌方潜艇位置,尽力缩小目标潜艇可能存在的范围,果断出手,尽快捕获水下目标,提升对水下潜艇的发现和打击效果。因为潜射巡航导弹等武器的快速发展,现代潜艇武器越打越远、越打越强,所以航空反潜作战必需实现两个转变:在思想上,从对潜艇的搜索攻击向提供早期预警转变,在行动上,要从单一打击水下目标向反击空中、水面、水下目标转变。

4)革新对潜作战方法,创新搜潜定位技术

有了潜射无人机的帮助,潜艇对空中威胁的预警距离更远,所以,应当加强“主佯结合”“虚实结合”的隐蔽搜潜战法研究,达到出其不意的对潜作战效果。即便科技发展到今天,由于海水的阻隔,声波仍是潜艇实现水下有效通信的最主要的手段。潜射无人机体积通常不大,无法携带长波天线,只能通过与潜艇通信浮标、水声通信中继浮标等实现与水下潜艇的通信,这些通信方法都要用到无线电信号,如果航空反潜兵力能够实现对无人机通信或控制信号的侦搜、定位,就能定位到潜艇附近,并在此基础上完成对潜搜索与跟踪,实现快速定位和打击。为此,应研发专用的无线电定位侦察设备,开展相关技术攻关和战术训练,为即将到来的新型对抗模式做好理论和实践准备。

5)加强对低、慢、小目标的探测打击能力

潜射无人机具有体积小、重量轻、飞行高度低、飞行速度慢等特点,属于典型的“低、慢、小”目标,所以反潜机需要具备对低慢小目标的探测和打击能力。受航空反潜作战平台自身携带能力和武器发射载具的限制,反潜机主要可依靠雷达和电视红外搜索仪完成对潜射无人机的搜索定位[15]。对于“低、慢、小”目标进行探测,应提升雷达回波信号识别能力,优化针对低速目标的雷达探测算法,发挥多输入多输出(MIMO)雷达在搜索低、慢、小目标上的优势[16~17],加强雷达目标检测跟踪能力、多目标融合处理能力等,以及电视红外设备的目标发现、自动检出、连续跟踪能力等。

5 结语

潜射无人机的发展将给海战场带来重大变化,有可能改变目前“空优潜劣”一边倒的战场态势,丰富潜艇作战手段,提升潜艇作战能力的同时,给航空反潜兵力带来重大挑战。只有关注发展动态,深入研究其运用方式,发挥体系作战优势,才能提高对潜射无人机的发现、干扰和打击能力,确保航空反潜平台安全,提升对潜作战效果。

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