徐海珠，袁延藝，余 赟，劉雄厚

（海軍研究院，北京 100161）

0 引言

水面艦艇尾流是艦艇在航行過程中，因螺旋槳卷入空氣、溶于水中的空氣釋放以及螺旋槳空化等原因，在艦艇尾部形成的一道含有大量氣泡的水流航跡。艦船尾流的聲學、光學、磁場及熱特性等物理場與普通海水有明顯區(qū)別，可用于魚雷自導。尾流存在時間久，難以消除且難以偽造，魚雷一旦進入艦艇尾流，艦艇難以對其進行有效探測和對抗。尾流自導魚雷因具有較高的導引精度和命中概率，成為打擊水面艦艇的重要武器［1-2］。美國的MK45F魚雷、德國的DM2A4魚雷、意大利的黑鯊、法國的F17-2魚雷、瑞典的TP62魚雷、俄羅斯的65型魚雷和TEST-96型魚雷均具有尾流自導功能［3］。

近年來，魚雷尾流自導性能不斷提高，給水面艦艇帶來了巨大威脅，世界各國均十分重視發(fā)展尾流自導魚雷的對抗技術［4-9］。盡管在對抗尾流自導魚雷方面進行了較多理論研究，但是水面艦艇對抗尾流自導魚雷是一個復雜的作戰(zhàn)過程，其涉及到報警定位、對抗決策和對抗實施等多個階段。已有研究僅涉及對抗過程的某個階段或某項技術，關于對尾流自導魚雷對抗全過程、尤其是各種態(tài)勢的對抗決策還需要進行深入研究。

針對已有研究的不足，本文根據(jù)艦艇尾流特性分析了尾流自導魚雷的工作原理，從尾流自導魚雷對抗全過程考慮，探討了尾流自導魚雷的報警定位技術和對抗實施手段，并重點研究了對抗決策。

1 尾流自導魚雷的工作原理

水面艦艇尾流特性與艦艇的寬度、吃水深度、航行速度和海面風速等因素有關。就物理場而言，艦船尾流聲學特性、光學特性、磁場特性及熱特性等與普通海水有較大差別，是魚雷對艦艇進行尾流探測、跟蹤和識別的基礎。目前較成熟的尾流自導技術是主動聲尾流自導技術［10］，即魚雷向海面發(fā)射高頻窄脈沖聲信號，非尾流區(qū)的海面混響回波信號強度高、到達時間較晚、脈沖展寬較??；而尾流散射系數(shù)較大使回波信號強度變弱，尾流有一定厚度使回波到達時間較早，聲脈沖在氣泡間多次反射使得回波脈沖展寬較大。魚雷尾流自導開機后首先對非尾流區(qū)回波信號進行分析，通過回波信號的脈沖強度、時間延遲、脈沖展寬等特征變化檢測并識別尾流，并以預定航向角轉向，以正弦狀彈道向艦艇目標運動，直至從艦艇目標下方通過時引信動作［7］。

綜上，尾流自導魚雷的工作原理與聲自導魚雷有本質區(qū)別，因而尾流自導魚雷的對抗方法與聲自導魚雷對抗方法也不相同。

2 尾流自導魚雷的對抗過程

尾流自導魚雷對抗過程分為報警定位、指揮決策和對抗實施3個階段。其中報警定位是利用魚雷報警聲納對來襲魚雷的輻射噪聲、尋的信號或回波信號進行探測、跟蹤、識別、報警和定位，報警定位是指揮決策和對抗實施的基礎；指揮決策是指根據(jù)來襲魚雷的報警信息和制導方式，進行威脅排序和目標選擇，分析魚雷航路，并制定對抗裝備使用方案和艦艇機動方案。對抗實施是指控制各種軟硬對抗裝備工作，并進行戰(zhàn)術機動，對來襲魚雷進行誘騙、干擾和毀傷。

根據(jù)上述對抗過程，尾流自導魚雷對抗裝備一般包括用于魚雷報警定位的魚雷報警聲納、用于指揮決策的水聲對抗顯控臺，以及各種軟硬對抗器材等，如圖1所示。美國的AN/WSQ-ll魚雷防御系統(tǒng)包括SLQ-24魚雷報警聲納、作戰(zhàn)指揮顯控臺、MK-36發(fā)射裝置、SLQ-25A拖曳式誘餌和反魚雷魚雷等［2］。

3 尾流自導魚雷的報警定位

遠距精確的魚雷報警定位、以及正確快速的制導方式判別，是對抗尾流自導魚雷指揮決策和對抗實施的前提和基礎。

3.1 制導方式判別

魚雷制導方式判別是對抗裝備選擇的前提，不同制導方式的工作原理不同，采用的對抗裝備也不同，如傳統(tǒng)的基于聲學誘騙和干擾的聲誘餌和聲干擾器，無法有效對抗尾流自導魚雷。魚雷制導方式判別還是進行魚雷航路估計進而設置對抗裝備布放區(qū)域的前提。

魚雷制導方式判別技術主要包括基于情報的判別、基于魚雷彈道的判別和基于尋的信號的判別技術。若戰(zhàn)前獲得敵方相關情報信息，則可分析其艇載魚雷的制導方式。尾流自導魚雷搜索目標時一般瞄準艦艇尾部的有效尾流處，在近距離跟蹤彈道為蛇形彈道并反復出入尾流區(qū)域，通過來襲魚雷彈道特點可以輔助判別魚雷的尾流制導方式。尾流自導裝置開機后會向水面發(fā)射高頻聲波進行目標檢測，若能在拖曳式聲納上集成水聽器檢測高頻尋的信號，則可以確認該魚雷為尾流自導方式。

3.2 被動報警定位

魚雷被動報警技術。被動報警技術包括基于輻射噪聲的報警技術和基于尋的信號的報警技術?；谳椛湓肼暤膱缶夹g是利用魚雷出管和點火等瞬態(tài)信號、航行噪聲線譜和調制譜特征，以及方位變化率等特征，對魚雷進行探測、跟蹤、分類識別并自動報警?；趯さ男盘柕膱缶夹g是指偵察尾流自導魚雷的高頻窄脈沖尋的信號，完成跟蹤、分類識別并報警。魚雷進入尾流區(qū)域后，基于輻射噪聲的被動報警能力會大幅下降，基于尋的信號的報警技術可彌補被動魚雷報警能力的不足。

魚雷被動定位技術。魚雷自導裝置具有一定的指向性和作用距離，水聲對抗裝備需要布放在魚雷前方一定的區(qū)域處，因而需要估計魚雷當前位置。魚雷被動定位技術包括基于輻射噪聲的定位技術和基于尋的信號的定位技術。文獻［11］指出魚雷輻射噪聲可激發(fā)多階簡正波，多階簡正波間相互干涉形成在距離-頻率維的聲場強度干涉條紋圖案。這些條紋的斜率是與距離有關的恒定值，稱為波導不變量，可用于魚雷被動估距。用于尾流自導的高頻尋的信號作用距離較小，且尾流自導尋的信號有一定的指向性，因而可通過偵察尾流自導尋的信號實現(xiàn)魚雷被動定位。

3.3 主動報警定位

魚雷被動定位的方位和距離精度較差，限制了對抗效果的提高，尤其是硬對抗裝備的對抗效能受魚雷定位精度影響較大。另外，現(xiàn)代魚雷采用低速線導、泵噴和減振降噪等技術，有效降低了航行噪聲，使得被動報警能力大幅下降。因而各國均在提高魚雷被動報警距離的同時，積極發(fā)展主動報警定位技術。

采用主動魚雷報警聲納可對魚雷方位和距離有較高的定位精度，并根據(jù)多普勒識別和方位變化率等方法對魚雷進行分類識別。主動定位技術一般采用聲信號回波時延實現(xiàn)目標的定位，由于魚雷是高速運動的小目標，相對被動報警距離，目前魚雷主動報警距離較近，因而目前主動報警和被動報警需要聯(lián)合使用。

作為魚雷報警定位的主要裝備，魚雷報警聲納按照裝備形態(tài)可分為艦殼聲納、舷側聲納和拖曳式聲納等。法國“信天翁”拖曳線列陣聲納魚雷報警距離達10 km，可進行被動定位。俄羅斯水面艦艇采用艦殼聲納和拖曳式聲納的聯(lián)合報警技術，可消除探測盲區(qū)，還可提高報警的正確率和定位精度。美國的SLQ-24拖曳線列陣聲納在被動報警的基礎上集成了主動報警功能，裝備了美國和盟國的所有大中型水面艦艇［2］。

4 尾流自導魚雷的對抗手段

尾流自導魚雷的對抗手段可分為軟對抗、硬對抗、軟硬綜合對抗等手段。軟對抗主要是指采用誘騙干擾等手段破壞魚雷的探測和跟蹤性能，使魚雷丟失目標或者跟蹤錯誤目標最終耗盡航程。硬對抗是指將帶有戰(zhàn)斗部的對抗裝備布放到魚雷附近，通過自身爆炸炸傷魚雷，使魚雷失去自導能力或航行能力。軟硬綜合對抗是將魚雷誘騙至附近后對抗裝備自身爆炸、或者誘騙魚雷自爆從而毀傷魚雷。除了以上對抗裝備，采用尾流隱身和艦艇機動等手段，削弱或破壞魚雷自導區(qū)域內目標的物理場，使魚雷無法檢測到目標。

4.1 軟對抗手段

對尾流自導魚雷的軟對抗手段主要有模擬尾流法，發(fā)射多枚氣幕彈入水，或通過自航式誘餌產生氣泡的方式，在來襲魚雷的航路上設置一條模擬尾流，模擬艦艇尾流對魚雷高頻尋的信號的散射特性，使魚雷跟蹤假尾流，可隔斷其對真實艦艇尾流的接觸。

利用模擬氣泡尾流的方式可對抗基于高頻聲探測的聲尾流自導魚雷，以檢測聲阻抗變化的聲尾流自導魚雷，以及基于激光尾流探測手段的光尾流自導魚雷。在氣幕藥劑中添加磁性材料和發(fā)熱材料，還可對抗熱尾流自導魚雷和磁尾流自導魚雷。

美國在水面艦艇發(fā)射的21B12自航式聲誘餌上加裝了尾流模擬裝置，在水面艦艇裝備的SLQ-25A拖曳式聲誘餌上集成了尾流自導魚雷干擾裝置，法國研制了自航式氣幕彈用于對抗尾流自導魚雷［12］。

4.2 硬對抗手段

艦艇僅靠軟對抗手段難以消除反艦尾流自導魚雷的威脅，因而各國均在發(fā)展硬對抗手段。硬對抗手段有火箭深彈、懸浮式攔截彈、魚雷攔截網(wǎng)和反魚雷魚雷等。

火箭深彈爆炸在近距離能摧毀魚雷，爆炸沖擊波較遠距離上會使魚雷電子設備失靈，還可攪亂尾流痕跡。該裝備簡單可靠，但火箭深彈入水后通過延時引信或水壓引信爆炸，要求布放在魚雷較近距離，其對魚雷的定位精度和航路估計精度要求較高。懸浮式攔截彈可布放在艦船尾流中形成攔截陣，利用引信感知經(jīng)過的魚雷，引爆戰(zhàn)斗部從而毀傷魚雷，必須布放在魚雷的航路上，其對魚雷航路估計精度要求較高。魚雷攔截網(wǎng)可集成在拖曳式聲納上或者布置在甲板上，根據(jù)指令釋放到尾流中并適時展開，來襲魚雷觸網(wǎng)則引爆炸藥或者失去動力。反魚雷魚雷可采用線導、主動自導、被動自導、脈沖偵察自導、誘騙自導等工作方式，具有較強的機動性能、較大的自導扇面和較遠的自導距離，是理想的魚雷自導魚雷對抗裝備。

俄羅斯在大型水面艦艇上裝備了1 200 m、2 500 m和6 000 m射程的火箭深彈，形成了多層次的魚雷防御能力，俄羅斯還研究了水面艦艇使用懸浮式攔截彈形成攔截陣的魚雷防御方法。美國以MK46魚雷為基礎，歐洲以MU90魚雷為基礎研制了反魚雷魚雷［10］。

4.3 軟硬綜合對抗

軟硬綜合對抗主要有引信誘騙方法和引爆式誘餌等技術手段。引信誘騙是指在拖曳線列陣上集成引信檢測裝置，檢測魚雷的引信發(fā)射信號并進行艦船的回波信號模擬，誘騙魚雷引信動作使魚雷爆炸。美國的MK30型自航式聲靶具備艦船電磁場模擬能力，SLQ-25D拖曳式聲誘餌上也集成了引信誘騙功能［3］。引爆式誘餌是指可在自航式氣幕彈上集成戰(zhàn)斗部，則誘餌可邊航行邊生成模擬尾流，將尾流自導魚雷誘騙至附近后，通過自身爆炸毀傷魚雷。

4.4 其他對抗手段

在使用軟硬對抗裝備的同時，還可進行尾流隱身和艦艇機動規(guī)避。常用的尾流隱身手段包括泵噴推進技術和超聲消除尾流技術［13］等，其中超聲消除尾流法是指艦船尾部發(fā)射超聲作用于尾流，使氣泡迅速融合而破滅，可降低尾流自導魚雷的檢測概率。艦艇機動規(guī)避是指艦船通過加速、減速、轉向等方式擺脫或干擾尾流自導魚雷的跟蹤。如艦艇高速航行可快速駛離魚雷自導搜索帶，通過減速可減小尾流目標強度，大角度轉向可使尾流自導魚雷丟失目標。

各種對抗裝備各有優(yōu)勢和局限，水面艦艇應根據(jù)裝備射程、對魚雷定位精度要求、對抗效能等情況合理配置，使水面艦艇具備多手段、軟硬結合和多層次的對抗能力。如美國的WSQ-11反魚雷防御系統(tǒng)包括SLQ-25A拖曳式誘餌和反魚雷魚雷，俄羅斯水面艦艇配備了助飛式聲干擾器和不同射程的火箭深彈，法國水面艦艇配備了助飛式聲干擾器和助飛式聲誘餌等。

5 對抗尾流自導魚雷的指揮決策

指揮決策是指根據(jù)來襲魚雷的報警信息和制導方式，分析魚雷航路，制定對抗裝備使用方案和艦艇機動方案，并可開啟尾流隱身裝備。

5.1 對抗裝備使用方案

一般根據(jù)來襲魚雷的報警距離、制導方式、對抗裝備的射程，以及對抗效果來選擇對抗裝備。

魚雷在較遠距離時，尾流自導魚雷尚未跟蹤到艦艇時，可采用火箭布放模擬尾流的方式和自航引爆式誘餌的對抗方式。這兩種方法要求魚雷報警距離較遠，魚雷尚未探測到真實尾流，對抗裝備工作后艦艇可通過機動規(guī)避和開啟尾流隱身設備等方法，擺脫尾流自導魚雷探測和跟蹤。魚雷在中等距離時，一般進入主動報警能力范圍內，魚雷定位精度較高時，可采用懸浮式攔截彈、深水炸彈和反魚雷魚雷，此時可有效發(fā)揮裝備的對抗效能；魚雷在較近距離時，助飛式對抗裝備無法發(fā)射，可采用拖曳式引信誘騙法、投擲攔截網(wǎng)等方法進行對抗。

若魚雷報警較近，選擇某一種或多種對抗裝備只能進行一次對抗，若報警距離較遠且聲納可保持對魚雷的跟蹤時，可在不同距離上多次使用對抗裝備，形成多層次的對抗能力，從而提高對抗效能。

5.2 其他對抗手段的使用

在使用水聲對抗裝備對尾流自導魚雷進行干擾、誘騙和毀傷時，同時配合使用尾流隱身手段和艦艇機動規(guī)避手段，可有效提高艦艇生存概率。

6 結論

本文在分析尾流自導魚雷工作原理的基礎上，研究了尾流自導魚雷的報警定位技術、指揮決策方法、對抗實施手段等。結果表明：遠距精確的魚雷報警定位和目標識別技術，快速科學的指揮決策，以及多手段、多層次的水聲對抗裝備是有效對抗尾流自導魚雷必不可少的要素。