崔貴平，劉曉春

(1.中國(guó)艦船研究院，北京100192;2.中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司 第七〇五研究所，陜西 西安710000)

0 引 言

隨著隱身技術(shù)的不斷發(fā)展，世界先進(jìn)國(guó)家海軍現(xiàn)役潛艇均已敷設(shè)先進(jìn)的消聲瓦，在建潛艇的動(dòng)力系統(tǒng)輻射噪聲、水動(dòng)力噪聲進(jìn)一步減小，潛艇目標(biāo)反射強(qiáng)度明顯降低(大約8 ～10 dB)，潛艇的輻射噪聲在低速時(shí)可淹沒(méi)于1 級(jí)海洋環(huán)境噪聲下，美國(guó)的“弗吉尼亞”級(jí)潛艇、英國(guó)的“機(jī)敏”級(jí)、俄羅斯“阿穆?tīng)枴奔?jí)、日本“蒼龍”級(jí)等潛艇的輻射噪聲只有100 dB 左右。同時(shí)尺度聲誘餌(拖曳式誘餌)由于具有模擬潛艇特征的能力，正成為對(duì)抗魚(yú)雷中最重要的水聲干擾手段。許多國(guó)家在魚(yú)雷防御中皆采用多種干擾器材及尺度聲誘餌組合使用的方式來(lái)對(duì)抗魚(yú)雷攻擊，這極大地降低了魚(yú)雷反潛作戰(zhàn)效能。

潛艇及水聲對(duì)抗技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步促進(jìn)了魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)外先進(jìn)新型魚(yú)雷不斷涌現(xiàn)，重型魚(yú)雷主要包括:德國(guó)的DM2A4，意大利的“黑鯊”，美國(guó)與澳大利亞聯(lián)合研制的MK48 -7 型，法國(guó)正在研制的F21 新型重型魚(yú)雷、俄羅斯正在研制的Fizik-1 重型魚(yú)雷等;輕型魚(yú)雷主要包括意大利“黑閃電”(正在研制)，意大利和法國(guó)聯(lián)合研制的MU90，美國(guó)研制的輕型魚(yú)雷MK50/54 等。

這些新型魚(yú)雷均具有卓越的自導(dǎo)性能，主要表現(xiàn)在:先進(jìn)的聲學(xué)系統(tǒng);強(qiáng)大的目標(biāo)探測(cè)能力及目標(biāo)識(shí)別與水聲反對(duì)抗能力;良好的環(huán)境自適應(yīng)能力及淺海作戰(zhàn)性能;魚(yú)雷與發(fā)射平臺(tái)的信息高度融合及陸上逼真的仿真體系功能等方面，說(shuō)明國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)正在向一個(gè)嶄新的高度跨越。

1 國(guó)外魚(yú)雷自導(dǎo)總體技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1.1 目前國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)現(xiàn)狀

1)“黑鯊”魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

“黑鯊”魚(yú)雷安裝有性能先進(jìn)的AS -TRA (先進(jìn)聲吶發(fā)射與接收裝置)聲自導(dǎo)頭，具有主/被動(dòng)聲自導(dǎo)能力，是意大利白頭公司為現(xiàn)代魚(yú)雷專(zhuān)門(mén)研制的。ASTRA 自導(dǎo)頭的形狀可降低流體噪聲，具有多波束陣列聲吶和數(shù)字脈沖壓縮技術(shù)。其多頻制可在主動(dòng)模式(單頻(CW)與調(diào)制頻率(FM))和被動(dòng)模式工作，在每一波瓣的每一頻率皆具有獨(dú)立信號(hào)處理能力。通常魚(yú)雷聲吶采用25 ～35 kHz 高頻段，而ASTRA 工作頻率可低至10 kHz，被動(dòng)探測(cè)距離可達(dá)7 km (一般高頻聲吶僅能達(dá)到2 km)。在聲自導(dǎo)的基礎(chǔ)之上， “黑鯊”魚(yú)雷還裝備有尾流自導(dǎo)裝置，具有尾流探測(cè)和識(shí)別能力，可跟蹤目標(biāo)，優(yōu)化自導(dǎo)引彈道。

“黑鯊”魚(yú)雷實(shí)現(xiàn)了完全數(shù)字信號(hào)和數(shù)據(jù)處理，自導(dǎo)裝置的信號(hào)和數(shù)據(jù)處理采用了空間和頻率濾波、多頻制能力，恒虛警處理、回聲延長(zhǎng)分析、回波空間相干性分析、回聲角延伸分析和DENON 分析等技術(shù)，可探測(cè)微弱信號(hào)特征目標(biāo)，具有強(qiáng)大的水聲對(duì)抗能力。被動(dòng)模式可使用中頻和高頻工作。

其主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:主動(dòng)/被動(dòng)聲自導(dǎo)、尾流自導(dǎo);

主動(dòng)探測(cè)距離(在一級(jí)海況，等聲速，海區(qū)深度1 000 m 的條件下):

主動(dòng)反艦:夏/秋:2 000 m/3 500 m，春/冬:3 000 m/4 500 m;

主動(dòng)反潛:＞4 500 m;

被動(dòng)探測(cè)距離:≥7 000 m (雷速24 kn);

可進(jìn)行齊射，同時(shí)攻擊對(duì)抗一個(gè)或多個(gè)目標(biāo);

可使用線(xiàn)導(dǎo)方式;

最大工作深度:600 m。

“黑鯊”魚(yú)雷如圖1 所示。

圖1 意大利“黑鯊”魚(yú)雷Fig.1 Italy Black Shark torpedo

2)MK50/54 輕型魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

MK50/MK54 魚(yú)雷裝有先進(jìn)的低噪聲自導(dǎo)裝置，采用主/被動(dòng)工作方式，具有很強(qiáng)的自動(dòng)搜索和跟蹤能力，并可對(duì)抗各種干擾?；裟犴f爾公司研制的聲學(xué)基陣由52 塊壓電元件組成，采用主/被動(dòng)工作方式，比MK46 魚(yú)雷的聲吶系統(tǒng)擁有更大的發(fā)射功率。聲學(xué)基陣能在水平和垂直2 個(gè)方向以多種頻率連續(xù)發(fā)射單頻脈沖和調(diào)頻脈沖，形成不同波形的波束，然后通過(guò)選擇發(fā)射及接收波束提高數(shù)據(jù)的采集量，具有良好的淺水作戰(zhàn)性能。硬件采用得克薩斯儀器公司的C40 數(shù)字信號(hào)處理芯片和摩托羅拉公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)處理芯片(PowerPc603E，每秒能夠執(zhí)行1 億條指令)，能夠進(jìn)行最復(fù)雜算法的計(jì)算。MK50/MK54 魚(yú)雷采用三速制(28kn/36kn/43 kn)，在發(fā)射前，由自動(dòng)測(cè)試設(shè)備裝入魚(yú)雷戰(zhàn)術(shù)軟件，在航程終了時(shí)，戰(zhàn)術(shù)軟件可被存貯電路自行擦掉。

主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:主/被動(dòng)聲自導(dǎo);

自導(dǎo)作用距離2 743 m;

可同時(shí)生成62 個(gè)獨(dú)立窄波束，6 個(gè)接受波束，其中有1 個(gè)中心波束、4 個(gè)相位波束和1 個(gè)全向波束;

水平、垂直雙向掃描，靠近海面或海底航行時(shí)，垂直波束寬度從24.5°減小到18°，以減少海面、海底反射;

采用多頻制技術(shù);

具備反水面目標(biāo)能力。

MK50/54 魚(yú)雷如圖2 所示。

圖2 美國(guó)MK50/54 魚(yú)雷Fig.2 USA MK50/54 torpedo

3)MU90 輕型魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

湯姆遜-辛特拉反潛公司研制的MU90 魚(yú)雷自導(dǎo)系統(tǒng)是“海鱔”魚(yú)雷的改進(jìn)型，其特點(diǎn)是采用先進(jìn)主動(dòng)聲自導(dǎo)系統(tǒng)。該聲自導(dǎo)系統(tǒng)能克服混響和來(lái)自干擾源的假回波，在淺水中具有極強(qiáng)的抗干擾能力，可應(yīng)對(duì)目前現(xiàn)有的各種反魚(yú)雷手段。機(jī)載型魚(yú)雷入水后具有環(huán)形搜索能力，而艦載型魚(yú)雷入水后具有直航搜索能力。

MU90 魚(yú)雷先進(jìn)的聲自導(dǎo)配備由7 排30 個(gè)圓柱形換能器組成的聲學(xué)基陣，運(yùn)算速度高于5 千萬(wàn)次的Mangouste 計(jì)算機(jī)和7 臺(tái)摩托羅拉68 000 微處理機(jī)。單頻(CW)和調(diào)制頻率(FM)信號(hào)制式，有6 個(gè)工作頻帶，工作帶寬遠(yuǎn)大于10 kHz，可生成47個(gè)發(fā)射和32 個(gè)接收波束，空間扇面范圍為120°H(水平) ×70°V (垂直)。MU90 魚(yú)雷聲自導(dǎo)頭數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大，具有對(duì)淺海、深海潛艇反射的回波進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)的能力，采用多頻平行同步處理方式，可對(duì)接收的各類(lèi)聲學(xué)信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)對(duì)目標(biāo)參數(shù)和信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算與比較，能同時(shí)跟蹤10個(gè)水下作戰(zhàn)目標(biāo)，攻擊數(shù)個(gè)最有威脅性的目標(biāo)，在各種作戰(zhàn)和戰(zhàn)術(shù)軟件的配合支持下，可對(duì)低速目標(biāo)、快速機(jī)動(dòng)目標(biāo)、覆蓋吸聲材料(消聲瓦)的潛艇或處于強(qiáng)干擾環(huán)境中的目標(biāo)進(jìn)行攻擊，可識(shí)別目標(biāo)和干擾器材，分辨目標(biāo)真?zhèn)?，平均殺傷概率大?5%。另外，該自導(dǎo)系統(tǒng)還有測(cè)深功能，使魚(yú)雷更適于淺水作戰(zhàn)，具有良好的淺水性能和抗干擾能力。

MU90 魚(yú)雷進(jìn)攻非常隱蔽，被潛艇被動(dòng)聲吶探測(cè)到的可能性很低，敵方僅能在近距離探測(cè)MU90魚(yú)雷，故具有快速多次攻擊和多目標(biāo)攻擊能力。MU90 自導(dǎo)軟件可根據(jù)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)和所受威脅實(shí)時(shí)自動(dòng)編制程序，調(diào)整戰(zhàn)術(shù)攻擊策略。

主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:主/被動(dòng)聲自導(dǎo);

主動(dòng)探測(cè)距離:＞2 500 m;

被動(dòng)探測(cè)距離:＞1 500 m;

具有淺海作戰(zhàn)能力;

可同時(shí)跟蹤10 個(gè)目標(biāo);

平均殺傷概率大于75%。

MU90 魚(yú)雷如圖3 ～圖4 所示。

圖3 MU90Fig.3 MU90 torpedo

圖4 MU90 魚(yú)雷聲自導(dǎo)裝置Fig.4 The acoustic homing device of MU90 torpedo

4)“黑閃電”輕型魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

2012 年3 月23 日，意大利魚(yú)雷制造商白頭阿萊尼亞水下系統(tǒng)公司在印度新德里防務(wù)展中發(fā)布了一款新型輕型魚(yú)雷，命名為“黑閃電”。阿萊尼亞水下系統(tǒng)公司宣稱(chēng)，“黑閃電”魚(yú)雷充分利用了A244/SMod3，A290，MU90 輕型魚(yú)雷和“黑鯊”重型魚(yú)雷技術(shù)，可以像重型雷一樣使用線(xiàn)導(dǎo)、主動(dòng)自導(dǎo)、尾流自導(dǎo)和被動(dòng)自導(dǎo)。采用主動(dòng)自導(dǎo)時(shí)探測(cè)范圍超過(guò)3 000 m，采用被動(dòng)自導(dǎo)時(shí)探測(cè)距離超過(guò)4 000 m。并且采用了新型的可再充電聚合物鋰電池技術(shù)，電池能夠充電100 次，使得該雷電池壽命更長(zhǎng)、航程更遠(yuǎn)、精度更準(zhǔn)確，對(duì)抗敵方魚(yú)雷時(shí)具有高命中概率。

“黑閃電”魚(yú)雷采用復(fù)合材料制造，是多用途魚(yú)雷，可裝備于飛機(jī)、水面艦艇、有人或無(wú)人潛艇，主要用于攻擊在海底、深水區(qū)和沿岸區(qū)域進(jìn)行巡航或駐守的常規(guī)潛艇、核潛艇和小型船只，也可攻擊水面艦船，可摧毀或嚴(yán)重毀壞小型和中型艦船。另外該雷通過(guò)轉(zhuǎn)接裝置可實(shí)現(xiàn)從潛艇533 mm 魚(yú)雷發(fā)射管發(fā)射。

主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:主動(dòng)/被動(dòng)聲自導(dǎo)、尾流自導(dǎo);

主動(dòng)探測(cè)距離:＞3 000 m;

被動(dòng)探測(cè)距離:＞4 000 m;

可進(jìn)行齊射，同時(shí)攻擊對(duì)抗一個(gè)或多個(gè)目標(biāo);

可以像重型魚(yú)雷一樣使用線(xiàn)導(dǎo);

最大工作深度:600 m。

“黑閃電”魚(yú)雷如圖5 所示。

圖5 發(fā)射中的“黑閃電”魚(yú)雷Fig.5 The launch of the Flash Black torpedo

5)MK48 改進(jìn)型自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

MK48 -6AT 于2001 年交付使用，采用了自噪聲較低的聲學(xué)基陣以提高被動(dòng)聲自導(dǎo)能力。它有預(yù)先設(shè)定的淺水戰(zhàn)術(shù)邏輯，并能選擇自導(dǎo)頻率和作戰(zhàn)方式，以允許多條魚(yú)雷齊射。該雷自導(dǎo)發(fā)射和接收波束為數(shù)控制式，以便能有效地進(jìn)行大扇面搜索，在大帶寬下具有低多普勒探測(cè)能力，具有低強(qiáng)度混響波形;它有波束設(shè)定，海底和海面多次反射跟蹤戰(zhàn)術(shù)，防碰海底的海底跟蹤邏輯及跟蹤分辨多個(gè)目標(biāo)的能力。

MK48 -6AT 魚(yú)雷自導(dǎo)系統(tǒng)有多種發(fā)射信號(hào)波形可應(yīng)用于不同的環(huán)境特性和對(duì)付不同目標(biāo)。它能對(duì)所有環(huán)境及態(tài)勢(shì)下的所有目標(biāo)自動(dòng)作戰(zhàn)，并可通過(guò)線(xiàn)導(dǎo)進(jìn)行控制。低自噪聲頭部形狀、聲基陣與先進(jìn)的聲自導(dǎo)信號(hào)處理和武器控制戰(zhàn)術(shù)的配合，使得MK48 -6AT 魚(yú)雷具有優(yōu)良的作戰(zhàn)效能。并應(yīng)用了魚(yú)雷下載系統(tǒng)(TDS)，該系統(tǒng)具有對(duì)裝載在潛艇上的MK48 -6 型魚(yú)雷新的戰(zhàn)術(shù)軟件進(jìn)行再編程能力。

MK48 -MOD7 于2006 年9 月交付，自導(dǎo)系統(tǒng)采用了先進(jìn)的通用寬帶先進(jìn)聲吶系統(tǒng) (CBASS)，能有效地進(jìn)行淺水區(qū)域作戰(zhàn)。同時(shí)，該魚(yú)雷還能有效地參與反潛和反水面作戰(zhàn)，其作戰(zhàn)能力也因?yàn)槁晠认到y(tǒng)性能的提高而得到了大幅度改進(jìn)。是對(duì)付水面艦艇和潛艇的極其有效的武器。在美國(guó)和澳大利亞水域進(jìn)行的多種多次測(cè)試表明，該魚(yú)雷在噪聲環(huán)境復(fù)雜的淺水區(qū)域是一種高效、高性能的水下攻擊武器。

MK48 魚(yú)雷如圖6 所示。

圖6 MK48 魚(yú)雷Fig.6 MK48 torpedo

主要自導(dǎo)戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)如下:

自導(dǎo)方式:線(xiàn)導(dǎo)、主/被動(dòng)聲自導(dǎo);

自導(dǎo)作用距離:＞3 658 m;

具有良好目標(biāo)識(shí)別與對(duì)抗能力;

具有良好的淺海作戰(zhàn)能力;

具備工作頻率選擇能力，可多條齊射;

可用于反潛艇和反水面艦船。

6)其他國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)特點(diǎn)

DM2A4 重型魚(yú)雷: “海鱈”Mod4 增程型魚(yú)雷是DM2A4 重型魚(yú)雷的最新型。該魚(yú)雷的航程達(dá)到了140 km，極大地超過(guò)了水面艦船和潛艇發(fā)射的重型魚(yú)雷的常規(guī)航程，一般重型魚(yú)雷最大航程為18 ～41 km (常規(guī)為30 km);通過(guò)采用鋅—氧化銀電池來(lái)增加功率—重量比，同時(shí)魚(yú)雷可接受額外的電池模塊;DM2A4 魚(yú)雷采用了共形聲學(xué)基陣，也是目前唯一采用共形陣的魚(yú)雷，共形陣具有全景視角，可以覆蓋更大扇面的優(yōu)勢(shì);而平面陣需要魚(yú)雷作蛇形機(jī)動(dòng)才可以覆蓋很大的扇面，相應(yīng)增加了航程損失。德國(guó)“海鱈”Mod4 增程型魚(yú)雷如圖7 所示。

圖7 德國(guó)“海鱈”Mod4 增程型魚(yú)雷Fig.7 German heavyweight torpedo Sea Hake mod4 ER

F21 重型魚(yú)雷:法國(guó)造船局正在研制F21 重型魚(yú)雷，并預(yù)計(jì)2014 年在法國(guó)海軍的核潛艇上進(jìn)行發(fā)射試驗(yàn)，法國(guó)期望在2015 年后完成第一批產(chǎn)品的生產(chǎn)。F21 魚(yú)雷長(zhǎng)度6 m，口徑533 mm，工作深度是15 ～500 m，重量1.2 t，航程50 km，航速可達(dá)50 kn，操雷可使用鋰電池。

F21 采用大幅改進(jìn)了淺海和深海目標(biāo)探測(cè)能力的新一代聲學(xué)裝置，具有可以自適應(yīng)改變探測(cè)角度的平面陣，通過(guò)在水平方向和垂直方向上調(diào)整發(fā)射波束，可減輕界面反射的影響，采用全數(shù)字化新型處理系統(tǒng)改進(jìn)信號(hào)處理能力和總體性能，實(shí)現(xiàn)了較強(qiáng)的淺海和深海的作戰(zhàn)能力。具有光纖導(dǎo)引，可以攻擊多個(gè)目標(biāo)。多聲吶系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合和高性能信號(hào)處理系統(tǒng)的組合使F21 成為智能魚(yú)雷，大大改善了復(fù)雜海況、淺海、攻擊階段的作戰(zhàn)性能。F21 魚(yú)雷主要研制目標(biāo):反艦/反潛、可在深海區(qū)和淺海區(qū)使用、高速且更具耐力、遠(yuǎn)航程光纖線(xiàn)導(dǎo)、具有較強(qiáng)的水聲反對(duì)抗能力、非常高的安全性，適用于核潛艇、低噪聲輻射等。F21 魚(yú)雷如圖8 所示。

圖8 法國(guó)F21 魚(yú)雷Fig.8 France F21 torpedo

Fizik-1 新型魚(yú)雷:俄羅斯海洋熱動(dòng)力技術(shù)研究所正在研制Fizik -1 新型魚(yú)雷，該魚(yú)雷將裝備885 計(jì)劃中的核動(dòng)力攻擊潛艇“北德文斯克”號(hào)和其他潛艇以及相應(yīng)的改進(jìn)型潛艇。Fizik -1 魚(yú)雷自2012 年年底開(kāi)始設(shè)計(jì)，魚(yú)雷試驗(yàn)樣機(jī)如圖9所示。

圖9 俄羅斯Fizik-1 魚(yú)雷Fig.9 Russian Fizik-1 torpedo

1.2 國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及特點(diǎn)分析

國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷聲自導(dǎo)可工作在主動(dòng)、被動(dòng)和主被動(dòng)聯(lián)合的工作模式。

自導(dǎo)系統(tǒng)主要由寬帶基陣、數(shù)字發(fā)射波束及發(fā)射機(jī)板、接收機(jī)及模數(shù)轉(zhuǎn)換板、數(shù)字機(jī)(數(shù)字濾波及波束形成板、信號(hào)處理板、聲吶控制及波形產(chǎn)生板、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)引數(shù)據(jù)處理板)等組成。

國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)主要圍繞自導(dǎo)工作體制、寬帶基陣、全數(shù)字化硬件平臺(tái)、信號(hào)處理及識(shí)別技術(shù)、環(huán)境自適應(yīng)能力、信息融合技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)軟件、陸上仿真體系等方面開(kāi)展研究工作，具體如下:

1)寬帶基陣技術(shù)

目前除德國(guó)的DM2A4 魚(yú)雷自導(dǎo)采用共形陣外，其余國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷自導(dǎo)皆采用寬帶平面陣(如:美國(guó)的MK54 魚(yú)雷、MK48 魚(yú)雷，意大利的A244/Smod 3 魚(yú)雷、“黑鯊”魚(yú)雷，意大利和法國(guó)聯(lián)合研制的輕型魚(yú)雷MU90 等)， “黑鯊”平面陣與DM2A4 共形陣的主要差別是:

①平面陣在轉(zhuǎn)向(旋回)時(shí)自噪聲基本不變，而共形陣在轉(zhuǎn)向角較大時(shí)自噪聲將增加;

②平面陣的所有換能器都參與發(fā)射/接收，在水平和垂直面上同時(shí)具有較低的旁瓣，具有較高的聲源級(jí);而共形陣是分幾個(gè)子陣工作，只在水平面上具有較低的旁瓣，但在垂直面上旁瓣降低的較少，并且由于在發(fā)射中只涉及部分換能器，故其聲源級(jí)也不高。所以，平面陣相對(duì)于共形陣來(lái)說(shuō)具有較高的聚集系數(shù)，其探測(cè)距離比共形陣要遠(yuǎn);

③共形陣具有全景視角，可以覆蓋很大的扇面;而平面陣需要魚(yú)雷作蛇形機(jī)動(dòng)才可以覆蓋很大的扇面，相應(yīng)增加了航程損失;

④平面陣可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行俯仰角(垂直方位)精確測(cè)量，從而有利于攻擊目標(biāo)和目標(biāo)識(shí)別;而共形陣測(cè)量精度一般。俯仰角精確測(cè)定是非常有用的信息，目標(biāo)俯仰角與魚(yú)雷深度有關(guān)，目標(biāo)深度測(cè)定使魚(yú)雷具備了強(qiáng)大的反潛/反艦?zāi)芰Γ岣吡诵畔⒘?。可使魚(yú)雷工作在其最佳下潛深度搜索/跟蹤。同時(shí)俯仰角(垂直方位)精確測(cè)定提供了體目標(biāo)與干擾裝置的差別，有利于提高對(duì)抗先進(jìn)干擾器材的性能。

可見(jiàn)，平面聲學(xué)基陣和共形陣各有特點(diǎn)，平面聲學(xué)基陣仍是未來(lái)新型魚(yú)雷的主要陣型。

目前國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷自導(dǎo)通常的布陣頻率在20 ～30 kHz 之間，工作帶寬大于10 kHz;發(fā)展趨勢(shì)是魚(yú)雷自導(dǎo)工作頻段由高頻段(20 ～40 kHz)向中/高頻段(10 ～30 kHz)方向發(fā)展，中頻用于提高作用距離，高頻保證近距離的目標(biāo)高分辨率。

2)全數(shù)字化硬件平臺(tái)技術(shù)

國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷自導(dǎo)系統(tǒng)采用具有強(qiáng)大運(yùn)算能力的并行高速信號(hào)處理芯片構(gòu)成數(shù)字硬件平臺(tái)，采用最新的可迅速升級(jí)軟、硬件的商用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的現(xiàn)成數(shù)字技術(shù)(如MK54 魚(yú)雷自導(dǎo)系統(tǒng)采用處理能力可以達(dá)到14 千兆赫的G4)，并采用了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)方式和通訊協(xié)議。

數(shù)字處理機(jī)組件包括VME 底板、數(shù)字濾波及波束形成板、信號(hào)處理板、聲吶控制及波形產(chǎn)生板、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)引數(shù)據(jù)處理板、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)記錄控制板(MRECS)、接口以及用于擴(kuò)展的空插槽。

數(shù)字濾波及波束形成板:完成經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換后的多路多頻段數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波以及形成多路隨遇定向的數(shù)字波束;

信號(hào)處理板:完成多頻段、多波束的主/被動(dòng)信號(hào)處理;

聲吶控制及波形產(chǎn)生板:控制管理其他電路板協(xié)調(diào)工作;實(shí)時(shí)產(chǎn)生頻率、波束、幅值變化的的聲波脈沖，用來(lái)給每個(gè)換能器提供獨(dú)立的輸出信號(hào);

魚(yú)雷戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)處理板:接收信號(hào)處理的結(jié)果，用于跟蹤、標(biāo)記、分類(lèi)、估算目標(biāo)各種參數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，然后通過(guò)分析多個(gè)接收周期，判斷出可能的目標(biāo)，剔除假目標(biāo)，繼續(xù)跟蹤可能的目標(biāo)。同時(shí)還包括戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)引指令(自導(dǎo)及全雷彈道)。

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)記錄控制板(MRECS):記錄存儲(chǔ)大容量的自導(dǎo)信號(hào)數(shù)據(jù)和魚(yú)雷操作指令。

數(shù)字發(fā)射波束及發(fā)射機(jī)板:采用數(shù)字信號(hào)源生成復(fù)雜信號(hào)(包括CW 信號(hào)與FM 信號(hào))，可對(duì)每個(gè)發(fā)射通道信號(hào)的相位與幅度加權(quán)編程控制(降低波束旁瓣)，形成數(shù)字發(fā)射波束，具有發(fā)射靈活的特點(diǎn)。

接收機(jī)及模數(shù)轉(zhuǎn)換板:采用可編程控制的接收機(jī)(由數(shù)字濾波及波束形成板的軟件控制)對(duì)聲學(xué)基陣接收的多路微弱信號(hào)進(jìn)行處理及模數(shù)轉(zhuǎn)換。

3)自導(dǎo)工作體制建立

①采用寬帶多頻段工作體制

目前美國(guó)的MK48 魚(yú)雷準(zhǔn)備將自導(dǎo)系統(tǒng)升級(jí)為“通用寬帶先進(jìn)聲吶系統(tǒng)”(MK48 -7 型魚(yú)雷)。具體的工作方式(如純寬帶方式、多頻制方式、純寬帶與多頻制混合使用方式等)目前仍不清楚。采用寬帶信號(hào)方式工作，理論分析低頻可以激發(fā)更多的目標(biāo)特征，使目標(biāo)回波攜帶更多的目標(biāo)信息量，具有更強(qiáng)的目標(biāo)識(shí)別及水聲對(duì)抗能力，但魚(yú)雷自導(dǎo)工作在中/高頻段，并且工程上與多頻制方式相比是否具有優(yōu)勢(shì)仍需要進(jìn)一步通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。而純寬帶自導(dǎo)則存在聲基陣和發(fā)射機(jī)阻抗匹配困難，發(fā)射效率較低;波束束控困難，不同頻段的波束寬度難以達(dá)到一致;并且采用寬帶信號(hào)處理技術(shù)，存在算法復(fù)雜，計(jì)算量大，系統(tǒng)復(fù)雜程度(硬件開(kāi)銷(xiāo))大等問(wèn)題。

目前國(guó)外其他先進(jìn)魚(yú)雷自導(dǎo)皆采用寬帶多頻段工作體制(如:MK54，A244/S mod 3，MU90，“黑鯊”，DM2A4)，通常采用6 個(gè)左右不同的頻段，每周期同時(shí)工作4 個(gè)頻段的方式。所以，目前國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷寬帶多頻段工作體制仍是魚(yú)雷自導(dǎo)信號(hào)制式發(fā)展的主流工作體制。

②發(fā)/收波束及扇面覆蓋

通過(guò)發(fā)/收波束控制技術(shù)可更靈活調(diào)整覆蓋扇面。預(yù)形成多個(gè)發(fā)射波束，可以單獨(dú)發(fā)射，也可以幾個(gè)組合發(fā)射;預(yù)形成多個(gè)接收波束覆蓋不同的方向，每周期有超過(guò)一半的多個(gè)波束同時(shí)工作;通過(guò)采用在不同方向上連續(xù)發(fā)射多個(gè)信號(hào)，并采用隨遇定向的多個(gè)接收波束方式，使得單個(gè)工作周期內(nèi)能覆蓋較大的扇面;波束寬度隨選擇頻率不同而變化。最窄的波束寬度應(yīng)用在淺水區(qū)域小入射角的條件下，以減少混響背景的影響。如:法國(guó)F21 可以在水平方向和垂直方向上任意調(diào)整發(fā)射波束，可以有效減小海底、海面的影響。

③發(fā)射信號(hào)形式

發(fā)射信號(hào)由單頻(CW)、寬帶調(diào)頻(FM)脈沖信號(hào)或者由子脈沖序列組成，各子脈沖具有不同的頻率，在聲自導(dǎo)發(fā)射對(duì)抗信號(hào)(ACCM)命令之前，先發(fā)射一個(gè)偽脈沖。且同時(shí)以單頻(CW)、寬帶調(diào)頻(FM)和相位調(diào)制(PSK，BPSK)的方式進(jìn)行發(fā)射。其中相位調(diào)制的發(fā)射信號(hào)有利于使魚(yú)雷把低速或零多普勒的目標(biāo)從混響背境中分辨出來(lái)，且可以覆蓋各種速制的敵方目標(biāo)。

4)信號(hào)處理及識(shí)別技術(shù)

CW 脈沖信號(hào)有利于捕獲遠(yuǎn)距離目標(biāo)、高分辨目標(biāo)速度和角度，相應(yīng)的自導(dǎo)信號(hào)處理技術(shù)采用與空域?yàn)V波相結(jié)合的基于FFT 處理的方法(如互譜定向等)，可對(duì)目標(biāo)水平和垂直方位精確估計(jì)。FM 脈沖信號(hào)有利于對(duì)目標(biāo)回波信號(hào)的單獨(dú)亮點(diǎn)和亮點(diǎn)背景的高度、寬度以及擴(kuò)散特征進(jìn)行分類(lèi)，相應(yīng)的自導(dǎo)信號(hào)處理技術(shù)采用數(shù)字脈沖壓縮技術(shù)，即與空域?yàn)V波相結(jié)合的多副本相關(guān)處理方法。在惡劣環(huán)境中，采用主/被動(dòng)聯(lián)合檢測(cè)算法檢測(cè)目標(biāo)，多重抑制算法過(guò)濾方式剔除假目標(biāo)。同時(shí)還可以采用頻域?yàn)V波、恒定虛警率(CFAR)處理、回聲延長(zhǎng)分析、回聲角延伸分析和回波空間相干性(DENON)分析等信號(hào)處理技術(shù)。

目前，對(duì)日趨安靜的潛艇的遠(yuǎn)距離探測(cè)和近距離復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下對(duì)抗誘餌并識(shí)別潛艇的水聲對(duì)抗技術(shù)仍然是魚(yú)雷聲自導(dǎo)技術(shù)研究的重要課題;對(duì)于低速或錨泊水面目標(biāo)，魚(yú)雷主動(dòng)聲自導(dǎo)反艦可以彌補(bǔ)被動(dòng)聲自導(dǎo)和尾流自導(dǎo)反艦的不足，對(duì)于水面變速目標(biāo)及各種組合干擾器材與復(fù)雜水文環(huán)境，主動(dòng)自導(dǎo)及多模式自導(dǎo)聯(lián)合反艦將是魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的新領(lǐng)域。

5)環(huán)境自適應(yīng)能力

隨著海戰(zhàn)對(duì)抗日趨復(fù)雜及淺海作戰(zhàn)的需要，魚(yú)雷自導(dǎo)需要能夠根據(jù)水文環(huán)境、回波混響特性、海洋背景噪聲特性，目標(biāo)特性等信息更加靈活的調(diào)整信號(hào)發(fā)射方式、信號(hào)形式及波束，航深，航速等攻擊參數(shù)，并匹配魚(yú)雷速度以及其他環(huán)境條件優(yōu)化魚(yú)雷自導(dǎo)的搜索、跟蹤效果。從而大幅提高魚(yú)雷在復(fù)雜海況、淺海作戰(zhàn)能力。

環(huán)境自適應(yīng)技術(shù)尚處于發(fā)展階段，但日益凸現(xiàn)其重要性，將成為未來(lái)提高復(fù)雜環(huán)境下魚(yú)雷自導(dǎo)性能重要的發(fā)展方向之一。

6)信息融合技術(shù)

信息融合技術(shù)是魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)的又一重要發(fā)展趨勢(shì)，包括魚(yú)雷上多聲吶系統(tǒng)信息的融合和魚(yú)雷與發(fā)射平臺(tái)的信息融合2 種。

多聲吶系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合大幅提高了魚(yú)雷自導(dǎo)系統(tǒng)的整體性能。聲自導(dǎo)作為平臺(tái)的遙感器，通過(guò)魚(yú)雷先進(jìn)的光纖線(xiàn)導(dǎo)，可使魚(yú)雷和平臺(tái)間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，通過(guò)將聲自導(dǎo)頭數(shù)據(jù)以及其他魚(yú)雷數(shù)據(jù)，同發(fā)射艇聲吶數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，可共同對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理，并采用先進(jìn)的分類(lèi)算法提高魚(yú)雷對(duì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)分析 (TMA)、目標(biāo)分類(lèi)和對(duì)抗干擾器材(ACCM)的性能。

發(fā)展魚(yú)雷與平臺(tái)信息融合技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)魚(yú)雷與平臺(tái)間的信息交換，魚(yú)雷可以充分利用平臺(tái)(如潛艇)上的計(jì)算資源、龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)、平臺(tái)聲吶探測(cè)信息，從而實(shí)現(xiàn)信息的綜合和融合，可以更加準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別、甚至敵我識(shí)別等功能。

7)戰(zhàn)術(shù)軟件

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，魚(yú)雷上的探測(cè)、識(shí)別、控制等信號(hào)已完成由模擬到全數(shù)字化的技術(shù)進(jìn)化，全新的高性能數(shù)字平臺(tái)給戰(zhàn)術(shù)軟件的設(shè)計(jì)提供了相當(dāng)大的空間。目前功能集中、復(fù)雜邏輯密集的單一固化戰(zhàn)術(shù)軟件已嚴(yán)重影響自導(dǎo)平臺(tái)的性能發(fā)揮，將由可靈活實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)加載的多個(gè)功能專(zhuān)一、簡(jiǎn)單有效的戰(zhàn)術(shù)軟件取代，以滿(mǎn)足未來(lái)更加靈活、可現(xiàn)場(chǎng)定制攻擊策略實(shí)施的需要。

目前，根據(jù)自導(dǎo)特點(diǎn)、對(duì)抗及攻擊策略等研究新一代魚(yú)雷自導(dǎo)系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)軟件設(shè)計(jì)框架迫在眉睫。意大利和法國(guó)聯(lián)合研制的MU90、美國(guó)的MK54 -O及MK48 -mod7 已具備現(xiàn)場(chǎng)重編程、實(shí)時(shí)調(diào)整戰(zhàn)術(shù)策略等能力。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信息迅速生成更具針對(duì)性地攻擊方案將可能成為魚(yú)雷的發(fā)展方向。

8)陸上仿真體系

建立陸上魚(yú)雷自導(dǎo)及目標(biāo)特性與水聲信道仿真體系，通過(guò)基于歷史實(shí)航數(shù)據(jù)的大量陸上仿真及驗(yàn)證測(cè)試試驗(yàn)，使研發(fā)過(guò)程非常高效，大大減少魚(yú)雷自導(dǎo)開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)和評(píng)估所需的水中試驗(yàn)條次數(shù)量，加快研制進(jìn)度。另外，環(huán)境自適應(yīng)等技術(shù)的深入研究、測(cè)試、考核也需要功能完善、性能強(qiáng)大的仿真體系支撐。

2 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)對(duì)國(guó)外先進(jìn)魚(yú)雷技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析，可預(yù)知魚(yú)雷自導(dǎo)系統(tǒng)今后將向多模式復(fù)合智能化自導(dǎo)方向發(fā)展，亦將采用大深度中低頻寬帶基陣及組合基陣、強(qiáng)大運(yùn)算能力的商用開(kāi)放式高速數(shù)字信號(hào)處理硬件平臺(tái)、寬帶多頻段自導(dǎo)工作體制，進(jìn)一步建立完善陸上魚(yú)雷自導(dǎo)及目標(biāo)特性與水聲信道仿真體系，更加適應(yīng)復(fù)雜水文環(huán)境、融合魚(yú)雷與平臺(tái)信息，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信息可迅速生成更具針對(duì)性地攻擊目標(biāo)方案，提高魚(yú)雷遠(yuǎn)距離探測(cè)能力及目標(biāo)識(shí)別與水聲對(duì)抗能力，實(shí)現(xiàn)與提高魚(yú)雷多模式復(fù)合智能化自導(dǎo)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下打擊變速、變向目標(biāo)的技術(shù)能力。通過(guò)以上分析，我國(guó)魚(yú)雷自導(dǎo)技術(shù)還將有更大的可發(fā)展空間。

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