樸成日
(海軍大連艦艇學院作戰與訓練系,遼寧 大連 116018)
航渡中反潛直升機的配置
樸成日
(海軍大連艦艇學院作戰與訓練系,遼寧 大連 116018)
水面艦艇編隊航渡時,針對潛艇威脅,通常利用反潛直升機隱蔽、迅速的優勢,將其配置在某一區域實施警戒,以達到對潛防御的目的。本文基于潛艇的威脅方向,分別對編隊前方、側翼以及綜合前方和側翼,探討了反潛直升機警戒線的配置方法。在確定反潛直升機使用吊放聲吶搜索方法的基礎上,采用自同步思想,對反潛直升機警戒線的配置參數給出了定量描述。得出的結論實用、可行,為制定對潛防御方案提供了參考依據。
配置;反潛直升機;對潛防御
由于潛艇具有水下隱蔽性好以及艇載聲吶被動探測距離遠等特點,一般能先于水面艦艇發現并先使用魚雷武器對水面艦艇實施攻擊,使得潛艇在與水面艦艇的對抗中處于優勢地位[1]。而反潛直升機具有隱蔽、突然、迅速等特點,可以在遠距離上獨立或與水面艦艇協同執行對潛防御任務[2]。因此,當水面艦艇編隊在海上航渡時,可以運用反潛直升機,通過對其合理配置警戒線,來達到對潛防御的目的[3]。本文對航渡中反潛直升機警戒線的配置方法進行了探討。
目前,常規動力潛艇水下航速和水面艦艇航速相比,基本上不占優勢。由此可知,水面艦艇編隊在海上航渡時,潛艇威脅方向主要來自編隊航向前方或側翼。下面將針對威脅方向的不同,對反潛直升機的配置方法進行討論。
當潛艇威脅來自編隊航向前方時,需要將直升機配置在編隊前方進行警戒。這種情況下,直升機使用吊放聲吶搜索的步驟可以描述為:在水面艦艇編隊航向前方某一距離DY上配置直升機警戒線,并具有一定的長度DX,直升機使用吊放聲吶在警戒線A1點上開始點水探測,探測一段時間后,飛往警戒線的下一點繼續探測,待搜索1個時間周期T后,根據水面艦艇編隊前進的距離S,警戒線也需要同步向編隊航向前方推進相同的距離,直升機使用吊放聲吶在新的警戒線B1點上繼續搜索,如圖1所示。

圖1 點水搜索步驟示意圖Fig.1 Step of skimming scouting flight
直升機使用吊放聲吶點水搜索時,警戒線上相鄰探測點之間的距離較大時,可在探測點A1和A2之間對A3點補充探測,以彌補較大的空白區域(見圖2),按照A3→A1→A2順序探測。

圖2 點水搜索方法示意圖Fig.2 Method of skimming scouting flight
探測點A3位置確定方法為:A3位于A1A2連線中點的前方,A3到A1A2連線的垂直距離為:

式中:k1為在警戒線上吊放聲吶相鄰吊點間的重疊系數;d為直升機的吊放聲吶有效作用距離。
因此,明確DX,DY,T,S等參數是確定警戒線的關鍵。直升機按照上述方法進行探測,對于潛艇而言,理想的突破時機是:當直升機探測完A1點準備離開到警戒線上的另一點探測,潛艇恰好在O1點開始突破。為防止潛艇突破成功,要求直升機探測完A1點,經過搜索1個時間周期T后,在潛艇到達O2點前,直升機必須在新的警戒線B1點上開始搜索,如圖3所示。由此,可以建立以下關系式:

式中:Vq為潛艇航速;Vb為水面艦艇編隊航速;k2為前后警戒線相鄰吊點間的重疊系數。
由式(2)和式(3)可推導出:

參數T和S可以隨之確定。
考慮到直升機的航程、作戰半徑和留空時間有限,因此警戒線在編隊航向前方不宜過遠,同時應該有效阻止潛艇對編隊實施攻擊。依據上述描述,潛艇從O1點航行到O2點,與此同時水面艦艇編隊向前方推進的距離為S,此時潛艇到水面艦艇編隊前方的距離不應小于潛艇可實施魚雷攻擊的最大距離Dgj,如圖3所示。由此可以推導出:

進一步簡化后得到:

警戒線長度DX的確定方法:假設潛艇在警戒線上的X點,在直升機探測完該海域準備離開到警戒線上的另一點探測,潛艇恰好沿著警戒線開始突破,當編隊航行了距離DY后,潛艇航行了距離Dq,此時潛艇到水面艦艇編隊側翼艦的距離不應小于潛艇可實施魚雷攻擊的最大距離Dgj,如圖3所示。

圖3 編隊前方防潛警戒線配置示意圖Fig.3 Security line disposition of anti-submarine helicopters ahead of formation
由此可以推導出:

則警戒線的長度為:

式中:Dbd為水面艦艇編隊的寬度。
經過以上討論,可以確定直升機警戒線配置的長度和前出的距離。
為防止潛艇從編隊的側翼實施魚雷攻擊,需要將直升機配置在編隊的側翼實施警戒。警戒線DY的長度等于編隊的前導艦到殿后艦之間的縱向距離,警戒線的始點(即吊放聲吶在警戒線上的第1個探測點,如圖4中的A1點)到編隊殿后艦的縱向距離以及警戒線的終點(即吊放聲吶在警戒線上的最后1個探測點,如圖中的A2點)到編隊前導艦的縱向距離為kd。

圖4 編隊側翼防潛警戒線配置示意圖Fig.4 Security line disposition of anti-submarine helicopters side of formation
直升機使用吊放聲吶搜索的步驟為:直升機使用吊放聲吶在警戒線上點水探測,要求相鄰探測點的探測范圍有重疊,待搜索1個時間周期T后,根據水面艦艇編隊前進的距離S,警戒線也需要同步向編隊航向前方推進相同的距離,直升機使用吊放聲吶在新的警戒線上繼續探測。
直升機按照上述方法進行探測,對于潛艇而言,理想的突破時機是:當直升機探測完A2點準備離開到警戒線上的另一點探測,潛艇恰好在O1點開始突破。為防止潛艇突破成功,要求直升機探測完A1點,經過搜索1個時間周期T后,在潛艇到達O2點前,直升機必須在新的警戒線B1點上開始搜索,如圖4所示。由此可以建立以下關系式:

式中:k為警戒線上相鄰吊點間的重疊系數。得到以下關系式:

考慮到直升機的航程、作戰半徑和留空時間有限,因此警戒線到編隊側翼艦的距離D不宜過遠,同時應該有效阻止潛艇對編隊實施攻擊。依據上述描述,潛艇從O1點航行到O2點,與此同時水面艦艇編隊向前方推進的距離為S,此時潛艇到水面艦艇編隊側翼艦的距離不應小于潛艇可實施魚雷攻擊的最大距離Dgj,如圖4所示。由此可以推導出:

經過以上討論,可以確定直升機警戒線配置的長度和到編隊側翼艦的距離。
當潛艇威脅方向不定時,需要將直升機配置在編隊的前方和側翼實施警戒。為便于討論,定義k1為編隊航向前方前后警戒線相鄰吊點間的重疊系數;k2為側翼警戒線相鄰吊點間的重疊系數;T1為編隊前方直升機搜索周期;T2為編隊側翼直升機搜索周期。
比較式(4)與式(11),可推導出k1<k2,T1<T2。為便于艦機協同前進,以編隊前方警戒線配置要素為基準,這樣每隔搜索周期T1,前方警戒線和側翼警戒線與水面艦艇編隊向航向前方推進相同的步長2k1d。這樣,參數k2需要調整,以T1為推進周期,可得出:

簡化后得到:

這樣即得到了側翼警戒線相鄰探測點的重疊系數。
綜合以上2種情況的討論,可以確定直升機警戒線配置的基本參數。編隊前方警戒線到前導艦的距離,按式(6)求得,側翼警戒線到編隊側翼艦的距離,按式(12)求得,側翼警戒線的始點到編隊殿后艦的縱向距離為k2d,3條警戒線相交即可,如圖5所示。

圖5 編隊前方和側翼直升機防潛警戒線配置示意圖Fig.5 Security line disposition of anti-submarine helicopters ahead and side of formation
根據以上分析,可以設定一些參數進行計算驗證。假設水面艦艇編隊以單橫隊在海上航渡,相關參數的設定如表1所示,計算后的結果分別如表2~表4所示。

表1 設定參數Tab.1 Given parameters

表2 編隊前方警戒線配置參數Tab.2 Parameters of security line disposition of anti-submarine helicopters ahead of formation

表3 編隊側翼警戒線配置參數Tab.3 Parameters of security line disposition of anti-submarine helicopters side of formation

表4 編隊前方和側翼警戒線配置參數Tab.4 Parameters of security line disposition of anti-submarine helicopters ahead and side of formation
本文采用自同步思想,基于潛艇的威脅方向對反潛直升機防潛警戒線的配置方法進行研究,對警戒線配置參數給出了定量的描述,得出的結論對于制定對潛防御方案具有一定的參考價值。
[1]吳曉海,沈培華,樊洪港.艦載直升機反潛區域探討[J].海軍航空工程學院學報,2009,24(2):229 -232.
WU Xiao-hai,SHEN Pei-hua,FAN Hong-gang.Research on antisubmarine region of ship carried helicopter[J].Journal of Naval Aeronautical and Astronautical University,2009,24(2):229 -232.
[2]王磊,吳福初,陳鈺寧,史海龍.基于聲納浮標的反潛直升機應召搜潛仿真研究[J].指揮控制與仿真,2010,32(2):84-88.
WANG Lei,WU Fu-chu,CHEN Yu-ning,SHI Hai-long.Simulative research ofon-callantisubmarineofASW helicopter using sonar buoy[J].Command Control &Simulation,2010,32(2):84 -88.
[3]李長明,楊健,王晶.艦載直升機反潛搜索最佳方案優選模型及應用[J].火力與指揮控制,2005,(8):68-71.
LI Chang-ming,YANG Jian,WANG Jing.Optimization model ofoptimalplan forshipbornehelicopterantisubmarine searching and its application[J].Fire Control&Command Control,2005,(8):68 -71.
[4]白晶,韓亮.艦載直升機吊聲的搜潛方法探討[J].北京航空航天大學學報,2007,33(3):282 -285.
BAI Jing,HAN Liang.Search method of dipping sonar on ship borne antisubmarine aircraft[J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2007,33(3):282-285.
[5]王曉輝,陳建勇,趙紅軍.直升機吊放聲納搜索方法效能研究[J].火力與指揮控制,2009,34(9):18 -20.
WANG Xiao-hui,CHEN Jian-yong,ZHAO Hong-jun.Research on effectiveness of dipping sonar search algorithm for submarine[J].Fire Control and Command Control,2009,34(9):18 -20.
[6]吳福初,王磊,劉衛東.反潛直升機吊放聲納搜潛效能[J].火力與指揮控制,2010,35(11):73 -75.
WU Fu-chu,WANG Lei,LIU Wei-dong.Discussion about search efficiency model of dipping sonar[J].Fire Control&Command Control,2010,35(11):73 -75.
Method on the disposition of anti-submarine helicopters in navigation
PIAO Cheng-ri
(Department of Operation and Training,Dalian Naval Academy,Dalian 116018,China)
In order to defend submarine,anti-submarine helicopter which have the advantages in concealment and high-speed should be disposed in some area to guard threaten of submarine for the surface ship formations in navigation.A method on the disposition of anti-submarine helicopters is discussed according to the direction of threaten caused by submarine which maybe appears ahead of the surface ship formations and/or side of the surface ship formations,the scouting flight method of anti-submarine helicopter with dipping sonar is determined,the idea of self-synchronous operation is adopted,the parameters about the security line disposition of anti-submarine helicopters are described quantitatively.Therefore,practical and feasible conclusions are obtained,scientific reference basis is provided to work out a plan which is used to defend submarine.
disposition;anti-submarine helicopter;anti-submarine defense
TJ630;E925
A
1672-7649(2012)03-0118-04
10.3404/j.issn.1672-7649.2012.03.027
2011-06-07;
2011-07-11
全軍軍事學研究生重大課題資助項目(2010JY1004-604)
樸成日(1975-),男,博士研究生,講師,研究方向為兵種戰術學。