于丹丹
(海軍大連艦艇學(xué)院,遼寧大連 116018)
在海洋資源、海洋權(quán)益日益受到重視 的今天,魚雷作為最活躍、最具殺傷力的水中武器一直為人矚目。世界軍事強(qiáng)國(guó)為應(yīng)對(duì)未來(lái)海戰(zhàn)的復(fù)雜形勢(shì),無(wú)不利用當(dāng)今先進(jìn)技術(shù)研發(fā)裝備了各種新式反潛魚雷武器。我國(guó)于2011年開(kāi)始了新型智能多速制輕型魚雷的研制工作。是順應(yīng)武器裝備發(fā)展趨勢(shì),滿足未來(lái)反潛作戰(zhàn)需求的迫切問(wèn)題。
魚雷彈道是指魚雷從發(fā)射時(shí)起,至命中目標(biāo)(或燃料耗盡)時(shí)止的魚雷運(yùn)動(dòng)軌跡。多速制輕型魚雷具有多種發(fā)射方式,不同發(fā)射方式下對(duì)應(yīng)的彈道也各有不同,根據(jù)魚雷反潛過(guò)程的不同時(shí)段,可以把全彈道分為以下幾個(gè)階段,如圖1所示。
圖1 魚雷彈道組成
魚雷搜索彈道是反潛戰(zhàn)術(shù)研究的重要內(nèi)容,對(duì)于多速制魚雷而言,彈道的設(shè)計(jì)需要關(guān)注以下幾點(diǎn):一是搜索階段速度配置策略;二是主動(dòng)聲自導(dǎo)裝置開(kāi)機(jī)時(shí)機(jī);三是發(fā)射提前角求解問(wèn)題。
射擊方法的定義為:能保證在具體態(tài)勢(shì)的條件下殺傷目標(biāo)的概率最高、從理論上經(jīng)過(guò)論證并通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的使用武器規(guī)則的總和。
魚雷射擊方法可分為以下幾種:有利提前角射擊方法、對(duì)目標(biāo)現(xiàn)在位置射擊方法、對(duì)目標(biāo)區(qū)域射擊方法、對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)射擊方法。
魚雷對(duì)潛攻擊過(guò)程又可分為接敵、發(fā)射、發(fā)射后機(jī)動(dòng)3個(gè)階段,如圖2所示。
圖2 魚雷對(duì)潛攻擊過(guò)程示意圖
1.3.1 接敵階段
從戰(zhàn)斗警報(bào)發(fā)起到艦艇進(jìn)入戰(zhàn)斗航向止為反潛接敵階段。
多速制魚雷射擊裝訂參數(shù)主要包括:射擊方式、海區(qū)深度及海況、初始搜索深度、一次轉(zhuǎn)角航向、二次轉(zhuǎn)角前直航距離、二次轉(zhuǎn)角航向、變速時(shí)機(jī)、自導(dǎo)開(kāi)機(jī)時(shí)機(jī)等。
1.3.2 發(fā)射階段
艦艇進(jìn)入戰(zhàn)斗航向起到魚雷發(fā)射離管為止為發(fā)射階段,此階段主要任務(wù)是實(shí)時(shí)修正戰(zhàn)斗航向和魚雷的準(zhǔn)確發(fā)射。
1.3.3 發(fā)射后機(jī)動(dòng)階段
魚雷發(fā)射出管后,反潛則進(jìn)入發(fā)射后機(jī)動(dòng)階段,此階段的主要任務(wù)是:確定機(jī)動(dòng)方案,判明攻擊效果,再次攻擊準(zhǔn)備。
以信息化為主導(dǎo)的世界新軍事變革快速發(fā)展,使得武器裝備性能和智能化程度大幅度提升,技術(shù)戰(zhàn)術(shù)參數(shù)指標(biāo)也隨之有了質(zhì)的飛躍,主要體現(xiàn)在航程的提升、發(fā)射平臺(tái)的多樣化、自導(dǎo)方式的多樣化、速制的變化、多目標(biāo)識(shí)別能力、垂直命中、定向爆破、智能對(duì)抗等多個(gè)方面。國(guó)外部分高性能輕型魚雷部分技術(shù)參數(shù)如表1所示。
表1 國(guó)外輕型反潛魚雷性能表
2.1.1 注重魚雷反水聲對(duì)抗能力及目標(biāo)識(shí)別能力
水聲對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展迫使反潛作戰(zhàn)更加倚重魚雷本身的戰(zhàn)技戰(zhàn)術(shù)性能的提升,新式反潛武器本身就有較強(qiáng)的反水聲對(duì)抗和智能自導(dǎo)能力,歐美國(guó)家反潛作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)更加倚重魚雷武器的先進(jìn)性能以及魚雷對(duì)目標(biāo)的智能化識(shí)別能力。
2.1.2 多速制高輕魚雷作戰(zhàn)使用注重魚雷彈道
國(guó)外在魚雷反水聲對(duì)抗彈道研究中,彈道規(guī)劃具有很強(qiáng)的針對(duì)性,注重再搜索彈道研究,為魚雷規(guī)劃設(shè)計(jì)了多種再搜索彈道,更加注重利用魚雷航程優(yōu)勢(shì),更加關(guān)注航程和自導(dǎo)作用距離、航程和目標(biāo)命中概率等矛盾,力求在各個(gè)相互制約的矛盾之間尋找平衡點(diǎn),以達(dá)到提升魚雷作戰(zhàn)效能的終極目標(biāo)。
2.1.3 充分利用變速機(jī)制來(lái)提升魚雷反潛效果
變速是魚雷技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要理念突破,使用變速機(jī)制可以靈活地規(guī)劃魚雷攻擊彈道,增加魚雷攻擊的隱蔽性,提高魚雷反潛的成功率,多速制魚雷彈道速度配置策略總原則為:低速接近搜索目標(biāo),高速跟蹤摧毀目標(biāo)。
2.1.4 發(fā)展多種魚雷射擊新方法,趨于聯(lián)合反潛和立體反潛
俄羅斯海軍主張實(shí)施區(qū)域反潛和要點(diǎn)反潛;美國(guó)及其盟國(guó)海軍確立立即攻擊和有準(zhǔn)備攻擊;日本海軍經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展形成的“九?十艦隊(duì)”反潛樣式,是驅(qū)護(hù)艦編隊(duì)的典型反潛樣式,其編隊(duì)編成在突出反潛能力的同時(shí)也充分重視防空和反潛能力的平衡。
外軍不僅在武器研發(fā)技術(shù)上領(lǐng)先,而且魚雷反潛作戰(zhàn)理論同樣超前,具有以下特點(diǎn):注重新型反潛器材的使用;注重先敵發(fā)現(xiàn)、先敵攻擊;注重水面艦艇與艦載機(jī)的協(xié)同反潛等。
國(guó)內(nèi)關(guān)于智能魚雷作戰(zhàn)使用的研究主要集中魚雷作戰(zhàn)效能評(píng)估、魚雷作戰(zhàn)使用樣式、射擊參數(shù)解算、魚雷彈道規(guī)劃設(shè)計(jì)、反水聲對(duì)抗彈道、目標(biāo)識(shí)別技術(shù)等方面。我國(guó)自主研制的新一代輕型智能雙速制聲自導(dǎo)魚雷,具備反水聲對(duì)抗能力和多目標(biāo)識(shí)別能力,可以使用多種平臺(tái)發(fā)射,自導(dǎo)方式靈活,且具有垂直命中目標(biāo)能力,設(shè)計(jì)參數(shù)已經(jīng)達(dá)到了當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)水平,勢(shì)必成為21世紀(jì)我國(guó)反潛主戰(zhàn)武器之一。
2.2.1 魚雷作戰(zhàn)效能評(píng)估研究
武器裝備的作戰(zhàn)效能是武器裝備在規(guī)定的作戰(zhàn)條件下完成規(guī)定作戰(zhàn)任務(wù)的能力,近年來(lái)關(guān)于魚雷作戰(zhàn)效能研究工作國(guó)內(nèi)開(kāi)展的比較多[1-2]。該作戰(zhàn)效能評(píng)估同樣適用于多速制輕型魚雷。研究成果對(duì)于武備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)技戰(zhàn)術(shù)參數(shù)設(shè)定、型號(hào)升級(jí)改造、武備使用環(huán)境條件等工作具有重大意義,對(duì)火控、戰(zhàn)術(shù)決策軟件開(kāi)發(fā)具有理論指導(dǎo)作用。
2.2.2 國(guó)產(chǎn)雙速制魚雷直航搜索階段速度配置策略及變速時(shí)機(jī)的解算
趙正業(yè)在文獻(xiàn)[3]中提出魚雷設(shè)計(jì)時(shí)為解決魚雷航速與自導(dǎo)作用距離的矛盾,采用變速制,在魚雷到達(dá)預(yù)定目標(biāo)區(qū)之前,采用高速制,到達(dá)預(yù)定目標(biāo)區(qū)后采用低速制,近程階段,可再度轉(zhuǎn)為高速追擊。
胡宏?duì)N在文獻(xiàn)[4]中提出魚雷速度配置策略應(yīng)該考慮以下因素:一是魚雷與目標(biāo)的陣位關(guān)系;二是魚雷自導(dǎo)方式;三是魚雷所處的彈道階段,是搜索階段、跟蹤階段還是末制導(dǎo)階段。在目標(biāo)搜索階段,宜采用低速航行,如果采用主動(dòng)自導(dǎo)工作方式,則通常采用高速制;當(dāng)魚雷捕獲到目標(biāo)進(jìn)入跟蹤階段以后,應(yīng)使用高速航行。
2.2.3 國(guó)產(chǎn)雙速制魚雷發(fā)射提前角及主動(dòng)聲自導(dǎo)開(kāi)機(jī)時(shí)機(jī)研究[5]
有利提前角的計(jì)算是魚雷反潛最重要的戰(zhàn)術(shù)任務(wù)之一,雙速制魚雷發(fā)射仍然要遵循這一指導(dǎo)性理論。
根據(jù)反潛理論,提前角的選擇在考慮雷目預(yù)定相遇點(diǎn)捕獲概率的同時(shí),還要兼顧剩余航程的保留。良好海況下魚雷高速航行時(shí),潛艇魚雷報(bào)警距離將大幅度增加,設(shè)定雙速制魚雷遠(yuǎn)距離攻潛時(shí)的變速策略為:低速航行接近目標(biāo),當(dāng)雷目距離等于潛艇魚雷低速魚雷報(bào)警距離時(shí)轉(zhuǎn)為高速航行,以便于跟蹤摧毀目標(biāo)。基于此變速策略,魚雷主動(dòng)聲自導(dǎo)裝置開(kāi)機(jī)時(shí)刻定為雷目距離等于魚雷主動(dòng)聲自導(dǎo)探測(cè)距離之時(shí)。
2.2.4 國(guó)產(chǎn)雙速制魚雷反水聲對(duì)抗彈道研究
我國(guó)在研究水聲對(duì)抗器材工作機(jī)理和潛艇對(duì)抗新型高性能智能聲自導(dǎo)魚雷攻擊方法的基礎(chǔ)上,基于國(guó)產(chǎn)雙速制輕型魚雷智能目標(biāo)識(shí)別和變速功能,研究雙速型輕型魚雷反水聲對(duì)抗彈道的設(shè)計(jì)。
魚雷發(fā)射至命中目標(biāo)(或燃料耗盡)整個(gè)彈道轉(zhuǎn)換如圖3所示。
圖3 反水聲對(duì)抗彈道轉(zhuǎn)換流程圖
潛艇性能的提升,反過(guò)來(lái)勢(shì)必促進(jìn)魚雷武器的發(fā)展,高性能多速制輕型魚雷就是在這種背景下產(chǎn)生的。未來(lái)多速制輕型魚雷作戰(zhàn)使用發(fā)展方向具有以下特點(diǎn):
(1)發(fā)展多功能擴(kuò)展平臺(tái),滿足多樣化任務(wù)執(zhí)行能力;
(2)采用先進(jìn)的噪聲控制技術(shù)發(fā)展?jié)撏щ[身技術(shù),通過(guò)有效降低自身噪聲水平,達(dá)到增加對(duì)方反潛難度的目的;
(3)利用高可靠性的電子設(shè)備和具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力的芯片提高聲納探測(cè)系統(tǒng)的性能,使得模塊化分系統(tǒng)進(jìn)一步向綜合化、自動(dòng)化和一體化的方向發(fā)展;
(4)研發(fā)配備多種類型的水聲對(duì)抗器材,提升潛艇在實(shí)戰(zhàn)中的生存能力;
(5)采用新型高性能耐壓材料,擴(kuò)大潛艇的活動(dòng)范圍;
(6)配備多種類型的攻擊性武器,可以完成反潛、反艦、洲際戰(zhàn)略攻擊等多種戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略任務(wù),發(fā)展多種魚雷射擊新方法,使魚雷攻潛作戰(zhàn)使用更加趨于聯(lián)合反潛和立體反潛;
(7)作戰(zhàn)使用更加注重魚雷反水聲對(duì)抗能力及目標(biāo)識(shí)別能力,不斷優(yōu)化魚雷直航搜索彈道速度配置策略,更加注重魚雷彈道,并充分利用變速機(jī)制來(lái)提升魚雷反潛效果。
國(guó)內(nèi)針對(duì)多速制高性能輕型魚雷的研制工作仍在進(jìn)行中,針對(duì)新型多速制輕型魚雷作戰(zhàn)使用方面的研究也較少。國(guó)產(chǎn)多速制輕型魚雷的多速、目標(biāo)的智能識(shí)別等新特性為魚雷作戰(zhàn)使用研究帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),亟需展開(kāi)研究。