胡 平 顧雪峰 劉 凱 唐 勇

（1.海軍工程大學(xué)艦船與海洋學(xué)院 武漢 430033）（2.武漢東湖學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 武漢 430212）

1 引言

隨著各國(guó)潛艇兵力的發(fā)展，反潛成為各國(guó)的重要課題。航空反潛是重要的反潛方式，反潛飛機(jī)機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)、作戰(zhàn)半徑較大；航空搜潛設(shè)備探測(cè)效率高、背景影響小；航空反潛魚(yú)雷攻潛命中概率高、突發(fā)性強(qiáng)。而潛艇相當(dāng)于反潛飛機(jī)來(lái)說(shuō)，其特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性能較差、對(duì)空探測(cè)能力較弱、對(duì)空攻擊武器較少。所以相對(duì)于潛艇反潛和水面艦艇反潛來(lái)說(shuō)，飛機(jī)反潛具有難以比擬的優(yōu)勢(shì)[1～2]。

2 航空反潛平臺(tái)發(fā)展趨勢(shì)

航空反潛平臺(tái)的分類(lèi)，按照保障基地來(lái)說(shuō)包括岸基反潛飛機(jī)和艦載反潛飛機(jī)。按照飛行方式來(lái)說(shuō)包括固定翼反潛巡邏機(jī)和反潛直升機(jī)。按照有無(wú)人員駕駛來(lái)說(shuō)包括有人駕駛反潛飛機(jī)和無(wú)人駕駛反潛飛機(jī)。比較常見(jiàn)的航空反潛平臺(tái)包括反潛直升機(jī)、固定翼反潛巡邏機(jī)和反潛無(wú)人機(jī)等，而固定翼反潛巡邏機(jī)又包括艦載型和岸基型[3～7]。

2.1 岸基固定翼反潛巡邏機(jī)

岸基固定翼反潛巡邏機(jī)以陸地機(jī)場(chǎng)為保障基地，具有航速高、載重量大、搜潛裝備多、攻潛武器多等特點(diǎn)，是世界各國(guó)的主要航空反潛平臺(tái)。

1）遠(yuǎn)程化，提高了反潛作戰(zhàn)半徑

近年來(lái)，反潛巡邏機(jī)的航程增大、留空時(shí)間提高，使得反潛作戰(zhàn)半徑和控制區(qū)域顯著增大。由于采用了噴氣式飛機(jī)作為載機(jī)平臺(tái)，P-8A反潛機(jī)在巡航速度和任務(wù)航程等性能指標(biāo)方面全面超越采用渦槳?jiǎng)恿Φ腜-3C反潛機(jī)，相比P-3C反潛機(jī)，P-8A反潛機(jī)的最大航程由7600余千米提高到9200千米。

2）大型化，提高了反潛裝備攜帶量

相比P-3C反潛機(jī)，P-8A反潛機(jī)的最大起飛重量由64t提高到85t，P-1反潛機(jī)的最大起飛重量接近80t，俄羅斯下一代反潛機(jī)圖-214反潛機(jī)最大起飛重量為110t。最大起飛重量增大，可有效提高探測(cè)裝備和攻擊武器的攜帶量。

3）高空化，提高了反潛作業(yè)安全性

反潛巡邏高度提高，可擴(kuò)大監(jiān)視區(qū)域，還可應(yīng)對(duì)作戰(zhàn)能力日益提高的潛射防空導(dǎo)彈。P-3C反潛機(jī)的最大巡航高度為8600m，但進(jìn)行魚(yú)雷攻擊時(shí)必須下降到150m，圖-142反潛機(jī)使用АПР反潛導(dǎo)彈時(shí)需下降到500m～600m高度。低空俯沖投彈所導(dǎo)致機(jī)體壽命縮短和燃油消耗增大，還容易遭到敵潛艇和水面艦艇的攻擊。P-8A反潛機(jī)的最大巡航高度可達(dá)12500m，正在開(kāi)展高空反潛試驗(yàn)，其核心思想是反潛飛機(jī)位于高空投放聲納浮標(biāo)，采用無(wú)人機(jī)攜帶磁探儀對(duì)潛探測(cè)，并采用滑翔翼投放魚(yú)雷對(duì)潛攻擊。

4）高機(jī)動(dòng)，提高了反潛多任務(wù)能力

近年來(lái)，反潛飛機(jī)航速包線不斷增大，即最大航速增大，巡邏反潛速度降低，且低空機(jī)動(dòng)性能更強(qiáng)。最大航速增大，可提高抵達(dá)戰(zhàn)區(qū)的快速性，應(yīng)召反潛時(shí)可減小目標(biāo)散布誤差，提高對(duì)潛探測(cè)效率和魚(yú)雷攻擊效能；反潛巡邏速度和最小飛行高度降低，可提升磁探儀、雷達(dá)、紅外設(shè)備、廢氣探測(cè)儀和電視的目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率。相比P-3C反潛機(jī)，P-8A反潛機(jī)最大速度由761km/h提高到907km/h，低空巡邏速度由381km/h降低到333km/h，并具有60m高度戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)的飛行能力。

2.2 艦載固定翼反潛巡邏機(jī)

相比岸基反潛巡邏機(jī)，艦載固定翼反潛巡邏機(jī)巡邏時(shí)間短、反潛控制區(qū)域小、武器攜帶量小、可靠性低，維護(hù)成本高。水面艦艇編隊(duì)附近高噪聲條件下，相比艦載反潛直升機(jī)，艦載固定翼反潛機(jī)的聲納浮標(biāo)比吊放聲納搜潛距離近、精度低，聲納浮標(biāo)和武器攜帶量?jī)?yōu)勢(shì)也不明顯?；谝陨显?，20世紀(jì)50年代服役的英國(guó)的Gannet“塘鵝”、法國(guó)的Alize“貿(mào)易風(fēng)”、美國(guó)的Tacker“追蹤者”航母艦載巡邏機(jī)早已退役，美軍航母上的S-2/S-3飛機(jī)于1999年拆除反潛設(shè)備，2009年全部退役。

2.3 艦載反潛直升機(jī)

艦載反潛直升機(jī)通過(guò)載艦平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了全球海域到達(dá)，相對(duì)水面艦艇具有快速到達(dá)，探測(cè)效率高的特點(diǎn)，有效擴(kuò)大了水面艦艇的反潛控制區(qū)域。國(guó)外海軍現(xiàn)役艦載反潛直升機(jī)主要有美國(guó)的SH-60B/F“海鷹”和 MH-60R“攻擊鷹”，俄羅斯的卡-27“蝸?！敝鄙龣C(jī)、歐洲的 EH-101“灰背隼”和NFH-90直升機(jī)等。

1）通用化，提高反潛載荷重視度

國(guó)外艦載反潛直升機(jī)正在通過(guò)發(fā)展一代平臺(tái)、多代任務(wù)載荷的方式快速提升反潛能力，實(shí)現(xiàn)反潛直升機(jī)平臺(tái)通用化。如美海軍正在將航母的SH-60F、驅(qū)護(hù)艦的SH-60B、以及輕型HH-60H三型艦載直升機(jī)任務(wù)綜合到MH-60R多用途通用直升機(jī)上，型號(hào)減少后，可顯著提高經(jīng)濟(jì)效益和保障水平。

2）大型化，提高反潛武器攜帶量

目前反潛直升機(jī)大多在10t左右，平臺(tái)搭載能力和作戰(zhàn)半徑有限，目前各國(guó)正在把提升反潛平臺(tái)最大起飛重量及作戰(zhàn)半徑。

3）搜潛手段多樣化，提高發(fā)現(xiàn)概率

反潛直升機(jī)普遍采用綜合搜潛系統(tǒng)，搜潛設(shè)備包括吊放聲納、聲納浮標(biāo)、磁探儀、雷達(dá)、紅外和電視等，可滿足晝夜、深海和淺海搜潛需求。

2.4 無(wú)人反潛飛機(jī)

近年來(lái)，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，西方國(guó)家在無(wú)人機(jī)反潛方面開(kāi)展了大量研究。反潛無(wú)人機(jī)從保障基地方面，可分為岸基反潛無(wú)分機(jī)、機(jī)載反潛無(wú)分機(jī)、艦載反潛無(wú)人機(jī)等。無(wú)人機(jī)可以和岸基反潛巡邏機(jī)、衛(wèi)星、水面艦艇甚至潛艇進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。其續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，可晝夜連續(xù)對(duì)大面積海域進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，且可執(zhí)行大量枯燥、乏味、長(zhǎng)時(shí)間的搜潛任務(wù)，無(wú)人員疲勞和人員傷亡問(wèn)題。

美軍的MQ-4C岸基反潛無(wú)人機(jī)是以全球鷹無(wú)人機(jī)為基礎(chǔ)研制的，與P-8A反潛機(jī)形成高低搭配，可對(duì)海上進(jìn)行監(jiān)視、偵察、巡邏以及打擊，其雷達(dá)和紅外探測(cè)儀對(duì)通氣管和潛望狀態(tài)的潛艇具有很高的發(fā)現(xiàn)概率。美軍的P8-A反潛機(jī)取消了磁探儀，可采用小型無(wú)人機(jī)攜帶磁探儀進(jìn)行低空探測(cè)。由于反潛直升機(jī)飛行高度低，旋翼噪聲特點(diǎn)明顯，吊放聲納工作容易被潛艇發(fā)現(xiàn)，且其搜潛時(shí)必須懸停，易被潛艇攻擊，艦載無(wú)人反潛直升機(jī)近年越來(lái)越受到重視，西方國(guó)家驅(qū)護(hù)艦開(kāi)始裝備無(wú)人反潛直升機(jī)。

3 航空搜潛裝備發(fā)展趨勢(shì)

3.1 航空吊放聲納

1）低頻大功率

近年來(lái)潛艇減振降噪工作使中高頻段輻射噪聲大幅降低，潛艇消聲瓦也使中高頻聲反射強(qiáng)度大幅下降，導(dǎo)致傳統(tǒng)中高頻的主被動(dòng)聲納探測(cè)效能大幅下降，同時(shí)由于低頻工作可減小傳播損失，吊放聲納普遍開(kāi)始采用低頻、大功率體制。若要使用低頻，則需要增大基陣尺寸，而吊放聲納采用直升機(jī)為平臺(tái)，其尺寸和重量受限，因而其接收陣普遍采用可收攏的擴(kuò)展陣，使展開(kāi)后的直徑遠(yuǎn)大于收攏后尺寸[8～9]。

2）寬帶多頻制

吊放聲納發(fā)射信號(hào)采用大帶寬調(diào)頻信號(hào)，能較好地保證在淺海強(qiáng)混響條件下檢測(cè)低速目標(biāo)，提供精確的距離分辨能力。AQS-22吊放聲納共有五個(gè)頻率點(diǎn)，每個(gè)頻率點(diǎn)的帶寬超過(guò)1kHz。

3）復(fù)雜長(zhǎng)脈沖

吊放聲納普遍采用復(fù)雜長(zhǎng)脈沖的體制，用以提高抗混響能力，以及速度和距離的分辨力。

4）基陣深水工作

現(xiàn)代潛艇極限下潛深度不斷增大，由于海水聲速梯度垂直分布，將聲納基陣布放到潛艇同深度時(shí)探測(cè)效果最好，因而近年吊放聲納基陣最大布放深度不斷增大。AQS-13F吊放聲納基陣最大工作深度450m，基陣最大入水速度為4.88m/s，最大提升速度為6.71m/s。

3.2 航空聲納浮標(biāo)

1）低頻大功率

和吊放聲納一樣，聲納浮標(biāo)也向低頻大功率方向發(fā)展，接收陣為實(shí)現(xiàn)大尺寸，采用了垂直擴(kuò)展陣、水平擴(kuò)展陣和空間擴(kuò)展陣的形式。其中美國(guó)的SSQ-77VLAD垂直線列陣浮標(biāo)采用了11個(gè)全向水聽(tīng)器和一個(gè)定向水聽(tīng)器的垂直擴(kuò)展陣，實(shí)現(xiàn)了被動(dòng)定向。澳大利亞的BARRA浮標(biāo)，展開(kāi)后為空間擴(kuò)展陣，采用5個(gè)擴(kuò)展臂，每個(gè)臂上有5個(gè)水聽(tīng)器。

2）分布式探測(cè)

以聲納浮標(biāo)技術(shù)為基礎(chǔ)的可快速布設(shè)、分布式使用的廉價(jià)水下傳感器日益受到重視，其性能和使用方式介于聲納浮標(biāo)和海底固定式聲納。美國(guó)的DADS（分布式快速布放系統(tǒng)）封裝在類(lèi)似A尺寸聲納浮標(biāo)的容器內(nèi)，由電池、處理模塊、通信節(jié)點(diǎn)、水聽(tīng)器陣、磁力計(jì)、電場(chǎng)傳感器等組成。DADS可由飛機(jī)或水面艦船布設(shè)，布設(shè)深度是最大可達(dá)500m，接收的數(shù)據(jù)可由水聲-無(wú)線電浮標(biāo)傳至飛機(jī)或衛(wèi)星。

3.3 非聲探測(cè)裝備

潛艇減振降噪和消聲瓦技術(shù)的發(fā)展使水聲裝備探測(cè)效能降低，因而非聲探測(cè)裝備日益受到重視。現(xiàn)代反潛機(jī)普遍裝備了合成孔徑雷達(dá)，具備下方360°的監(jiān)視能力，對(duì)通氣管狀態(tài)潛艇探測(cè)距離可達(dá)幾十千米[10]。

磁探儀可探測(cè)潛艇存在導(dǎo)致的磁場(chǎng)變化，一般用于聲納浮標(biāo)發(fā)現(xiàn)潛艇后進(jìn)行目標(biāo)確認(rèn)，在狹窄和淺水水域也可單獨(dú)使用。目前磁噪聲干擾是影響磁探儀探測(cè)距離的主要因素，磁噪聲的干擾抑制及補(bǔ)償方法主要有多探頭、矢量磁強(qiáng)計(jì)和高精度加速度計(jì)多種輔助傳感器。傳統(tǒng)磁場(chǎng)檢測(cè)只重視高頻靜磁場(chǎng)的檢測(cè)，但潛艇產(chǎn)生的軸頻磁場(chǎng)、尾流磁場(chǎng)和渦流磁場(chǎng)等低頻交變磁場(chǎng)傳播距離更遠(yuǎn)，是提高探測(cè)距離的重要手段。雷聲公司ASQ-81型磁異探測(cè)儀是美軍標(biāo)準(zhǔn)反潛探測(cè)裝備，裝備了SH-2D/F、SH-60B和P-3C等平臺(tái)。

紅外探測(cè)儀可測(cè)量潛艇冷卻水導(dǎo)致的海水溫度變化，也可測(cè)量潛艇通氣管狀態(tài)或水面航行時(shí)產(chǎn)生的熱量，常用于夜間使用。

4 航空攻潛裝備發(fā)展趨勢(shì)

航空攻潛裝備主要包括航空反艦導(dǎo)彈、航空反潛魚(yú)雷和航空自導(dǎo)深彈等[11～13]。

現(xiàn)代航空反潛魚(yú)雷自導(dǎo)裝置采用主被動(dòng)聯(lián)合工作、寬帶多頻制、低頻大功率等途徑，大幅提高了抗干擾能力和淺海作戰(zhàn)能力，并采用高空遠(yuǎn)距離發(fā)射提高反潛飛機(jī)的安全性。

近年來(lái)，潛艇水聲對(duì)抗裝備發(fā)展迅速，尤其是各種聲誘餌可模擬潛艇輻射噪聲、潛艇回波、并可模擬潛艇的運(yùn)動(dòng)特性，使魚(yú)雷作戰(zhàn)效能大幅下降。

為應(yīng)對(duì)近海作戰(zhàn)的常規(guī)潛艇，航空反潛魚(yú)雷需要加強(qiáng)淺水作戰(zhàn)能力，淺水惡劣的水文環(huán)境、嘈雜的背景噪聲和界面混響是制約魚(yú)雷自導(dǎo)性能的關(guān)鍵因素。魚(yú)雷對(duì)深海和淺海采用不同的搜索圖形和自導(dǎo)波束。搜索圖形方面，深海作戰(zhàn)時(shí)，采用空間的螺線形搜索，可適應(yīng)較大的深度；淺海作戰(zhàn)時(shí)，采用平面的環(huán)形搜索或者螺旋形搜索方式，以適應(yīng)較小的深度。自導(dǎo)波束方面，深海時(shí)采用較寬的垂直波束，可搜索更大深度，淺海時(shí)采用較窄的垂直波束，以降低海底和海面混響。

為應(yīng)對(duì)日益增強(qiáng)的潛艇防空導(dǎo)彈威脅，反潛巡邏機(jī)開(kāi)始采用高空遠(yuǎn)距發(fā)射魚(yú)雷。高空投放魚(yú)雷的關(guān)鍵設(shè)備為滑翔機(jī)，一般由側(cè)翼、控制部件和制導(dǎo)設(shè)備等組成。美國(guó)的波音公司和洛克希德-馬丁公司正在開(kāi)展高空滑翔機(jī)投雷試驗(yàn)，其制導(dǎo)裝置由GPS和慣性制導(dǎo)元件結(jié)合而成，高空遠(yuǎn)距離發(fā)射現(xiàn)役水雷、普通炸彈、激光制導(dǎo)炸彈和反潛魚(yú)雷等裝備。

5 結(jié)語(yǔ)

本論文從航空反潛平臺(tái)、航空搜潛裝備、航空攻潛裝備等三個(gè)方面分析了航空反潛裝備的現(xiàn)狀、作戰(zhàn)使用方式及其發(fā)展趨勢(shì)，研究結(jié)果對(duì)我國(guó)航空反潛裝備的發(fā)展具有一定的參考價(jià)值。