崔貴平

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國(guó)外反魚雷魚雷技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

崔貴平

(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司軍工部, 北京, 100192)

總結(jié)了國(guó)外反魚雷魚雷技術(shù)發(fā)展的主要標(biāo)志性階段, 同時(shí)給出了國(guó)外幾型在研的反魚雷魚雷主要性能,并從技術(shù)角度初步分析了各自技術(shù)道路的利弊。在此基礎(chǔ)上, 分析了國(guó)外反魚雷魚雷技術(shù)發(fā)展的主要共性和趨勢(shì), 其主要表現(xiàn)在高頻自導(dǎo)系統(tǒng)、聲引信、大裝藥全向爆轟戰(zhàn)斗部等方面。最后預(yù)測(cè)了未來(lái)可能發(fā)展的多種目的和功能的反魚雷魚雷種類。

反魚雷魚雷; 高頻自導(dǎo)系統(tǒng); 聲引信; 大裝藥全向爆轟戰(zhàn)斗部

1 概述

反魚雷魚雷(anti-torpedo torpedo, ATT)是隨著現(xiàn)代魚雷的智能化而提出的新的主動(dòng)硬對(duì)抗武器。一方面, 傳統(tǒng)的被動(dòng)軟對(duì)抗措施對(duì)抗來(lái)襲新型智能魚雷的能力逐步降低, 同時(shí)對(duì)抗效果相對(duì)較低; 另一方面, 魚雷報(bào)警能力的提高為ATT的使用提供了可能性。國(guó)內(nèi)外基本的認(rèn)識(shí)是, 水面艦艇和潛艇重要威脅在于海軍采用的現(xiàn)代高性能智能魚雷。這些魚雷的基本特點(diǎn)在于, 高速遠(yuǎn)航程; 大的續(xù)航力和再攻擊能力使得軟殺傷措施不能發(fā)揮作用; 線導(dǎo)及目標(biāo)信息與發(fā)射平臺(tái)的持久改進(jìn); 采用主動(dòng)和/或被動(dòng)方式以及多頻率聲自導(dǎo)方法多目標(biāo)處理(包括聲納頻譜的最佳使用、目標(biāo)識(shí)別、儲(chǔ)存的環(huán)境數(shù)據(jù)、航速方面的戰(zhàn)術(shù)使用等); 無(wú)自導(dǎo)直航魚雷和尾流自導(dǎo)魚雷都不受軟殺傷措施的影響; 可采用單射或齊射進(jìn)行攻擊。同時(shí), 現(xiàn)有自導(dǎo)魚雷可通過(guò)現(xiàn)代處理技術(shù)和抗干擾措施的改進(jìn)使軟殺傷方法失效。ATT正是應(yīng)攔截和摧毀威脅的需求而誕生。

一般而言, ATT具有以下基本特點(diǎn): 1) 單雷攔截范圍大, 據(jù)報(bào)道, 德國(guó)的SEA-SPIDER 1枚可對(duì)抗1枚來(lái)襲魚雷; 2) 主動(dòng)迎擊對(duì)抗, 不被動(dòng)等待, 主動(dòng)跟蹤前迎, 縮短對(duì)抗時(shí)間; 3) 硬殺傷, 爆炸毀傷來(lái)襲魚雷; 4) 中近程防御, 國(guó)外ATT多數(shù)在1~3 km內(nèi)攔截; 5) 攔截概率高, 俄國(guó)MTT魚雷可在現(xiàn)有的對(duì)抗器材的基礎(chǔ)上提高艦船生存能力3~4倍。

2 國(guó)外ATT的發(fā)展階段

目前, 國(guó)外ATT發(fā)展比較迅速, 同時(shí)也各自根據(jù)自己國(guó)家的需求, 技術(shù)道路也不近相同。國(guó)外在研和在論證的ATT主要有4型: 在研制的美國(guó)SMART魚雷; 在論證的法國(guó)-意大利聯(lián)合MU90-HK魚雷; 在研制的德國(guó)SEA-SPIDER魚雷; 已裝備的俄國(guó)MTT魚雷。

國(guó)外ATT目前已經(jīng)歷了3個(gè)主要發(fā)展階段。第1階段是美國(guó)首先提出并開(kāi)始的探索階段。美國(guó)早在上世紀(jì)80年代, 開(kāi)始了基于MK46魚雷改進(jìn)為ATT的研制與試驗(yàn), 前后經(jīng)過(guò)近10年的探索, 未通過(guò)海軍使用測(cè)試, 到1995年終止了現(xiàn)有魚雷的改進(jìn), 其主要原因一直沒(méi)有報(bào)道。第2階段是2000年前后, 法國(guó)和意大利聯(lián)合提出了MU90-HK的方案與論證, 該方案是在MU90輕型魚雷基礎(chǔ)上的改進(jìn)方案, 進(jìn)行了初步的數(shù)學(xué)仿真論證工作, 該方案沒(méi)有得到評(píng)估認(rèn)可, 認(rèn)為該方案存在技術(shù)不兼容的風(fēng)險(xiǎn), 同時(shí)其技術(shù)性能也沒(méi)有優(yōu)化。美國(guó)在此期間放棄了改進(jìn)現(xiàn)有魚雷的技術(shù)道路, 開(kāi)始了SMART魚雷的研制, 為了降低風(fēng)險(xiǎn), 開(kāi)始進(jìn)行演示驗(yàn)證, 主要研制單位為賓西法尼亞大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室, 所走技術(shù)道路主要為了滿足軍方的多方面使用需求, 研制難度大, 原來(lái)預(yù)計(jì)在2006年前后裝備部隊(duì), 其進(jìn)展情況目前還沒(méi)有進(jìn)一步報(bào)道。俄國(guó)出現(xiàn)的MTT 魚雷可能更早些, 并經(jīng)過(guò)了試驗(yàn)階段, 從其報(bào)道看, 估計(jì)現(xiàn)已裝備部隊(duì)。第3階段是近幾年德國(guó)開(kāi)始研制的SEA-SPIDER魚雷, 目前了解, SEA-SPIDER 應(yīng)處于原理樣雷研制階段, 已完成了湖上動(dòng)態(tài)航行試驗(yàn)、報(bào)警和防御系統(tǒng)的匹配試驗(yàn), 但沒(méi)有進(jìn)行真正意義上的攔截試驗(yàn)。

從各國(guó)研制進(jìn)展情況看, 未來(lái)5年左右, 會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)各種形式新的能夠裝備部隊(duì)的ATT。

3 國(guó)外ATT主要技術(shù)性能

3.1 美國(guó)SMART魚雷

該型ATT口徑160 mm; 長(zhǎng)度2.8 m, 列裝備后為2.67 m; 航程1 km; 航速30~40 kn; 裝藥量5 kg; 攔截范圍4.5 km; 齊射功能為多雷齊射; 毀傷效能為20 m對(duì)來(lái)襲魚雷硬殺傷; 潛艇發(fā)射采用多功能對(duì)抗發(fā)射管, 水面艦發(fā)射采用改裝的發(fā)射管; 流體及控制形式為捷聯(lián)慣導(dǎo), 可控彈出鰭; 自導(dǎo)方式為多模式自導(dǎo)頭, 或聲引信, 主動(dòng)和被動(dòng)工作方式; 動(dòng)力系統(tǒng)采用鋰-六氟化硫燃料, 閉式循環(huán)動(dòng)力; 可攔截雷型包括直航、聲自導(dǎo)/線導(dǎo)和尾流自導(dǎo)魚雷。

該型ATT目前處于演示驗(yàn)證階段, 研制難度大, 目前困難較多。主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是口徑小、易于裝備到平臺(tái)上、可潛艇/艦艇通用。由此帶來(lái)的問(wèn)題是自導(dǎo)、動(dòng)力研制難度大, 短期內(nèi)難于解決。同時(shí)小口徑, 裝藥量少, 毀傷效果值得商榷, 特別是5 kg的裝藥量, 對(duì)導(dǎo)引彈道、自導(dǎo)等帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。其最終作戰(zhàn)效能還沒(méi)有充分評(píng)估和驗(yàn)證。

3.2 法、意MU90-HK 魚雷方案

該型ATT口徑3.24 m; 長(zhǎng)度2.85 m; 最大航速50 kn; 航程10 km; 水平、垂直旋回角速率為95°/s; 聲源級(jí)大于220 dB; 工作帶寬10 kHz;扇面為120°′70°; 傳感器采用捷聯(lián)式技術(shù), 光纖陀螺+固態(tài)加速度計(jì)的控制方式; 戰(zhàn)斗部為50 kg PBX, 全向爆轟; 動(dòng)力方式為電動(dòng)力; 具有高數(shù)據(jù)率(不同頻率交疊發(fā)射), 多頻、多模處理, 適應(yīng)淺水的特點(diǎn); 可選用初始慣性段航程來(lái)適應(yīng)軟對(duì)抗的戰(zhàn)術(shù)。

目前所知, 該型ATT處于方案論證階段, 僅在一定條件下進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真論證。主要用于水面艦艇防御。該方案的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是口徑相對(duì)大, 所以自導(dǎo)、控制、動(dòng)力研制困難相對(duì)較小。同時(shí), 裝藥量相對(duì)較多, 其毀傷效果強(qiáng)于小口徑。其主要問(wèn)題是基于傳統(tǒng)魚雷的概念, 與水聲對(duì)抗器材的聲兼容問(wèn)題沒(méi)有得到徹底解決, 沒(méi)有得到評(píng)估部門的最終認(rèn)可。而且其論證技術(shù)方法沒(méi)有優(yōu)化, 所以給出的一些技術(shù)指標(biāo)值得商榷(如旋回角速度)。

3.3 德國(guó)SEA-SPIDER魚雷

該型ATT口徑2.10 m; 長(zhǎng)度2.26 m; 航速小于50 kn; 航程1 km; 制導(dǎo)方式為主/被動(dòng)(高頻), 作用距離幾百米, 全數(shù)字化自導(dǎo)頭, 聲引信; 具有大范圍的水平和垂直視角; 艦船聲納和魚雷聲納頻率范圍外的作戰(zhàn)頻率; 工作深度可覆蓋潛艇工作深度; 發(fā)射方式為魚雷發(fā)射管發(fā)射; 戰(zhàn)斗部可對(duì)魚雷結(jié)構(gòu)毀傷, 全向爆轟; 全數(shù)字化控制和導(dǎo)引; 具有齊射攔截模式; 動(dòng)力推進(jìn)裝置為固體推進(jìn)劑水下火箭。

該型ATT目前應(yīng)該處于原理樣雷階段。已完成了火箭載體的航行試驗(yàn), 研制了其自導(dǎo)控制等, 并完成了初步海上試驗(yàn)。其技術(shù)特點(diǎn)是采用了火箭推進(jìn)及高頻自導(dǎo)體制。主要的技術(shù)問(wèn)題是裝藥量不會(huì)太大, 其毀傷效能沒(méi)有給出明確的說(shuō)明, 值得商榷。由此帶來(lái)最后攔截階段的技術(shù)需求會(huì)很高。同時(shí), 自導(dǎo)作用距離也比較小, 對(duì)于初次捕獲也不利。其最終的攔截毀傷效果值得關(guān)注。

3.4 俄羅斯MTT魚雷

該型ATT口徑324 mm; 長(zhǎng)度3.108 m; 自導(dǎo)作用距離為300 m; 航程1 km。

據(jù)報(bào)道, 該ATT目前已經(jīng)裝備使用。主要技術(shù)特點(diǎn)是口徑采用324 mm, 毀傷效果好; 對(duì)自導(dǎo)、控制等與戰(zhàn)斗部毀傷匹配好。

4 國(guó)外發(fā)展ATT的技術(shù)特點(diǎn)和趨勢(shì)

ATT與水下防御對(duì)抗體系密切相關(guān), 其研制需要考慮到防御系統(tǒng)的特點(diǎn)。主要面臨的是同區(qū)域、同頻帶、同時(shí)間、同環(huán)境的問(wèn)題。同區(qū)域是指防御器材和水聲對(duì)抗器材均工作在中近層, 與ATT基本在同一防御層次; 同頻帶是指防御器材和水聲對(duì)抗器材的工作頻率都覆蓋了現(xiàn)有魚雷工作頻段, 使ATT面臨復(fù)雜的各種聲干擾環(huán)境, 聲兼容問(wèn)題突出; 同時(shí)間是指水聲對(duì)抗器材與ATT幾乎在同一時(shí)間段內(nèi)工作; 同環(huán)境是指在水面防御中, 同在淺水的強(qiáng)干擾環(huán)境下工作。由于以上問(wèn)題, 國(guó)外在發(fā)展ATT的同時(shí), 更強(qiáng)調(diào)體系防御、協(xié)同工作, 相互兼容、互不影響的原則。

所謂體系防御、協(xié)同工作是指, 在具備魚雷報(bào)警能力情況下, 軟殺傷和硬殺傷防御共同聯(lián)合使用, 形成完備的魚雷防御體系。法國(guó)研制的SLAT魚雷防御系統(tǒng)已經(jīng)裝備“戴高樂(lè)”航母。主要包括3個(gè)子系統(tǒng): 魚雷報(bào)警聲學(xué)系統(tǒng)、對(duì)抗子系統(tǒng)和快速反應(yīng)子系統(tǒng)。其中對(duì)抗子系統(tǒng)主要包括懸浮式和自航式聲誘餌以及噪聲干擾器等軟殺傷對(duì)抗器材, 同時(shí)預(yù)留了硬殺傷ATT的使用接口。美國(guó)在AN/SLQ-25A的軟對(duì)抗(誘餌和噪聲器材)的基礎(chǔ)上, 由霍普金斯大學(xué)提出, 正在開(kāi)發(fā)新的AN/WSQ-11魚雷防御系統(tǒng), 該系統(tǒng)不僅具有軟對(duì)抗(火箭發(fā)射的一次性消耗水聲對(duì)抗器材)能力, 而且增加了ATT硬殺傷武器子系統(tǒng)。

所謂相互兼容、互不影響是指, 魚雷防御體系中既存在軟殺傷對(duì)抗器材, 也包括硬殺傷手段。這些軟、硬殺傷對(duì)抗設(shè)備間應(yīng)當(dāng)互不影響, 相互兼容, 即ATT與魚雷防御體系中的軟殺傷(魚雷誘餌、魚雷噪聲干擾器、魚雷掃頻干擾器等)具有聲兼容性。德國(guó)目前正在研制的SEA-SPIDER魚雷選擇了高頻自導(dǎo)系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)了ATT與其他水聲對(duì)抗器材的聲兼容。美國(guó)目前正在演示驗(yàn)證的ATT也采用了高頻自導(dǎo)系統(tǒng), 成功地與其防御系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了聲兼容。

ATT是由自導(dǎo)系統(tǒng)、聲引信、近程區(qū)域?qū)б刂?、毀傷和武器系統(tǒng)共同構(gòu)成的特殊的攔截武器。為了實(shí)現(xiàn)以上目的, 盡管各國(guó)技術(shù)道路不完全相同, 但有其共同特點(diǎn)。主要體現(xiàn)在: 高頻自導(dǎo)系統(tǒng)成為國(guó)外ATT的主要特點(diǎn)和趨勢(shì); 采用高頻聲引信; 戰(zhàn)斗部采用全向爆轟戰(zhàn)斗部; 特殊的攔截彈道、反魚雷為主兼顧應(yīng)急反潛等方面。

目前高頻自導(dǎo)系統(tǒng)成為國(guó)外ATT的主要特點(diǎn)和主流趨勢(shì), 例如德國(guó)的SEA-SPIDER魚雷、美國(guó)的演示ATT。目前已知的ATT中, 只有意大利白頭公司的MU90-HK采用一般魚雷的自導(dǎo)頻率范圍方案, 該方案從1997年開(kāi)始提出, 設(shè)想在MU90魚雷的基礎(chǔ)上通過(guò)改進(jìn)后形成ATT, 目前仍處于論證階段, 歐洲EUROTORP公司的主任Polo GALLETTI博士和白頭公司數(shù)字仿真部主管Marco SIGNORINI博士表示, 其論證結(jié)果和解決方案沒(méi)有得到北約軍方PG-37反潛組的認(rèn)可, 認(rèn)為這樣的頻率選擇存在聲兼容的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于水面艦艇防御用的ATT, 高頻聲引信成為淺水ATT聲引信的主要手段。水面艦艇魚雷防御中, 由于來(lái)襲魚雷與ATT相對(duì)快速運(yùn)動(dòng), 直接相撞的幾率極小, 決定了ATT不可能采用觸發(fā)引信和作用距離較小的磁/電磁引信。因此國(guó)外一般采用引信作用距離相對(duì)較大的聲引信。同時(shí), 來(lái)襲魚雷與ATT一般在很淺的近水面處交匯, 會(huì)受到水面混響的強(qiáng)烈干擾, 采用高頻聲引信, 可在保證引信精度的條件下, 有效抗水面混響。德國(guó)的SEA-SPIDER采用了高頻聲引信。俄羅斯也采用了獨(dú)立的非觸發(fā)引信裝置。美國(guó)的ATT采用了多模式基陣, 其中一種模式即為聲引信。

戰(zhàn)斗部采用全向爆轟戰(zhàn)斗部, 盡量增大裝藥, 如法國(guó)曾經(jīng)提出了更大口徑設(shè)想, 以增大毀傷距離和毀傷效果, 降低其他系統(tǒng)的研制難度。

動(dòng)力系統(tǒng)主要功能是提供足夠的航行速度和航程, 有效攔截來(lái)襲魚雷。但ATT帶來(lái)的噪聲也是重要的考慮依據(jù), 航行噪聲小可有效提高自導(dǎo)作用距離, 對(duì)導(dǎo)引和攔截有利。從這個(gè)角度來(lái)看, 電動(dòng)力系統(tǒng)具備相對(duì)的優(yōu)勢(shì)。但目前國(guó)外的ATT動(dòng)力系統(tǒng)呈現(xiàn)多樣性, 包括德國(guó)SEA-SPIDER的火箭動(dòng)力系統(tǒng), 歐洲的電動(dòng)力系統(tǒng)等。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看, 低噪聲的動(dòng)力系統(tǒng)是必然趨勢(shì)。

反魚雷為主、兼顧應(yīng)急反潛成為ATT未來(lái)的一種趨勢(shì)。ATT主要的功能是對(duì)抗攔截來(lái)襲魚雷, 所以世界各個(gè)國(guó)家均在自導(dǎo)、控制、彈道策略上選取了最適合反魚雷的體制, 即在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先考慮反魚雷的性能。與此同時(shí), 部分國(guó)家也考慮了兼顧反潛的能力。美國(guó)的海軍水下防御系統(tǒng)項(xiàng)目主任曾表示, 盡管ATT不能預(yù)期替代輕型和重型魚雷, 但也給艦艇指揮員提供了多一種攻擊選擇, ATT同樣也可作為反潛武器, 分析表明, 在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái), ATT同樣也可以給潛艇以致命有效的毀傷。美國(guó)目前發(fā)展的超輕型ATT(CVLWT)主要作為反魚雷使用, 同時(shí)可以裝備到無(wú)人小潛艇和輕型小直升飛機(jī)上, 作為反潛艇魚雷使用。

ATT主要關(guān)鍵技術(shù)包括自導(dǎo)技術(shù)、引信技術(shù)、攔截彈道和動(dòng)力技術(shù)等。這些關(guān)鍵技術(shù)之所以關(guān)鍵, 是由ATT以上的特點(diǎn)和作戰(zhàn)使用環(huán)境等決定的。脫離開(kāi)以上特點(diǎn), 則不可能很好地理解ATT, 也不可能設(shè)計(jì)出滿足真正使用要求的ATT武器。

5 結(jié)束語(yǔ)

ATT是世界各個(gè)主要魚雷防御武器國(guó)家都在積極研發(fā)的硬對(duì)抗武器, 目前主要防御的對(duì)象是來(lái)襲的各種魚雷, 防御的區(qū)域?yàn)橹薪鼘? 屬于近程防御。隨著ATT裝備部隊(duì), 解決了近程防御問(wèn)題后, 未來(lái)必然出現(xiàn)多種目的和功能的ATT, 如遠(yuǎn)程攔截ATT、特種防御ATT等。同時(shí)隨著魚雷報(bào)警性能的提高和ATT武器系統(tǒng)的完善, 會(huì)衍生出很多用途和多種形式的ATT。從這個(gè)意義而言, ATT一方面有著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn), 同時(shí)也是一個(gè)具有廣闊發(fā)展空間的新領(lǐng)域。在不久的將來(lái), 必然會(huì)出現(xiàn)多種ATT裝備部隊(duì), 形成完善的水下防御主動(dòng)硬殺傷體系。

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(責(zé)任編輯: 陳 曦)

Current and Future Technology for Anti-Torpedo Torpedo in the World

CUI Gui-ping

(Industry Department, China Shipbuilding Industry Corporation, Beijing 100192, China)

Major significant development stages of foreign anti-torpedo torpedo(ATT) is summarized. Main performances of some developing ATTs in the world are introduced, and the advantages and disadvantages of each ATT’s technical route are analyzed preliminarily. The generality and trend of ATT technology development in the world are discussed in such aspects as high-frequency homing system, acoustic fuze, and omnidirectional heavy-charge blast warhead. In addition, some ATTs, which may be developed in the future, with different purposes and functions, are forecasted.

anti-torpedo torpedo; high-frequency homing system; acoustic fuze; omnidirectional heavy-charge blast warhead

TJ630

A

1673-1948(2012)06-0472-04

2012-06-11;

2012-08-15.

崔貴平(1961-), 男, 高級(jí)工程師, 主要從事水中兵器研究.