聲自導(dǎo)魚雷雙雷齊射有關(guān)技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)問題分析

張靜遠(yuǎn), 王 鵬

?

聲自導(dǎo)魚雷雙雷齊射有關(guān)技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)問題分析

張靜遠(yuǎn), 王 鵬

(海軍工程大學(xué) 兵器工程系, 湖北, 武漢, 430033)

針對(duì)當(dāng)前聲自導(dǎo)魚雷雙雷齊射有關(guān)問題理解上存在的分歧, 從齊射涉及的戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)問題分析入手, 界定了齊射互導(dǎo)與相互干擾的內(nèi)涵及屬性; 從裝備研制角度分析了齊射防護(hù)措施及其在抗齊射相互干擾和防互導(dǎo)方面的適用性; 從作戰(zhàn)使用角度分析了聲自導(dǎo)魚雷雙雷齊射所能采取的戰(zhàn)術(shù)措施及其作用, 從而明確了從技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)不同角度解決聲自導(dǎo)魚雷齊射問題的思路和能力范圍, 對(duì)齊射能力的檢驗(yàn)內(nèi)容和方法提出建議。

聲自導(dǎo)魚雷; 齊射防護(hù); 作戰(zhàn)使用

0 引言

齊射作為提高聲自導(dǎo)魚雷作戰(zhàn)使用效果的重要手段之一, 是我海軍魚雷裝備研制、試驗(yàn)和使用領(lǐng)域研究的重要問題。國內(nèi)從戰(zhàn)術(shù)層面研究魚雷齊射使用方法的文獻(xiàn)較多[1-10], 研究魚雷齊射互導(dǎo)及其防護(hù)問題的文獻(xiàn)則較少[11-12], 關(guān)于魚雷齊射功能的考核方法也有一定的研究成果[13]。從這些文獻(xiàn)中不難發(fā)現(xiàn), 由于國內(nèi)對(duì)聲自導(dǎo)魚雷齊射問題研究起步較晚, 對(duì)于聲自導(dǎo)魚雷齊射過程中可能產(chǎn)生的互導(dǎo)、相互干擾等問題, 業(yè)內(nèi)缺乏一致的認(rèn)知, 特別是哪些問題應(yīng)該從技術(shù)上解決, 哪些問題應(yīng)該從戰(zhàn)術(shù)使用層面加以注意, 對(duì)于此類問題的理解還存在不同程度的異議, 這導(dǎo)致了在裝備研制、試驗(yàn)考核乃至作戰(zhàn)使用方面對(duì)于齊射及其防護(hù)問題還存在不同的理解和分歧。

本文站在技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)相結(jié)合的角度, 從齊射涉及的戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)問題分析入手, 對(duì)齊射互導(dǎo)與相互干擾的內(nèi)涵及屬性進(jìn)行分析界定; 明確齊射防護(hù)的概念, 并從裝備研制角度分析齊射防護(hù)措施及其在抗齊射相互干擾和防互導(dǎo)方面的適用性; 從作戰(zhàn)使用角度分析聲自導(dǎo)魚雷雙雷齊射所能采取的戰(zhàn)術(shù)措施及其作用, 明確了從技術(shù)上和戰(zhàn)術(shù)使用上解決聲自導(dǎo)魚雷齊射問題的思路和能力范圍; 針對(duì)可能采取的戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)措施, 對(duì)齊射能力的檢驗(yàn)內(nèi)容和方法提出建議, 旨在為魚雷及武器系統(tǒng)研制和部隊(duì)作戰(zhàn)使用提供參考。

1 聲自導(dǎo)魚雷雙雷齊射需要考慮的技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)問題

齊射是使用2枚或2枚以上魚雷同時(shí)對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行射擊[13]。齊射通常是對(duì)水面艦艇或者潛艇管裝發(fā)射而言, 也適用于直升機(jī)HATS發(fā)射。

聲自導(dǎo)魚雷齊射涉及到兩雷之間的互導(dǎo)和相互干擾等戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)問題。“互導(dǎo)”最早由被動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷齊射引發(fā), 隨著主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷的出現(xiàn), 還引申出了主動(dòng)互導(dǎo)和互為目標(biāo)等概念, 下面對(duì)互導(dǎo)和相互干擾等概念進(jìn)行說明, 對(duì)他們的戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)屬性進(jìn)行界定。為表述方便, 后續(xù)分析及示意圖中將齊射的2條魚雷分別稱為雷和雷, 該稱謂僅為區(qū)分2雷, 不特指齊射中的某條魚雷。

1.1 互導(dǎo)

齊射要考慮的首要問題是如何避免互導(dǎo)。互導(dǎo)分為被動(dòng)互導(dǎo)和主動(dòng)互導(dǎo)。

1) 被動(dòng)互導(dǎo)

“被動(dòng)互導(dǎo)”是指聲自導(dǎo)魚雷齊射時(shí), 兩雷聲自導(dǎo)裝置開啟并以被動(dòng)方式工作后,雷航行噪聲被雷自導(dǎo)裝置接收, 導(dǎo)致雷對(duì)雷的追蹤, 從而改變了雷的預(yù)定搜索航向, 失去了雙雷齊射的意義。由于齊射時(shí), 兩雷通常是沿由單雷射擊的有利提前角所決定的主航向(也稱中線)兩側(cè)向前搜索, 一旦發(fā)生被動(dòng)互導(dǎo), 實(shí)質(zhì)上變成了1條雷搜索目標(biāo), 其實(shí)際搜索效果比單雷射擊時(shí)按主航向搜索要差, 即產(chǎn)生互導(dǎo)后的兩雷齊射效果要遠(yuǎn)低于單雷射擊的效果。

發(fā)生被動(dòng)互導(dǎo)的條件是經(jīng)過一段時(shí)間航行后,雷逐漸超前雷, 并進(jìn)入到雷的自導(dǎo)搜索扇面之中, 同時(shí)兩雷的距離小于雷的被動(dòng)自導(dǎo)作用距離(反之亦然, 下同)。此時(shí)的陣位條件稱為滿足被動(dòng)互導(dǎo)的陣位條件, 見圖1。

2) 主動(dòng)互導(dǎo)

“主動(dòng)互導(dǎo)”是指聲自導(dǎo)魚雷齊射時(shí), 相鄰兩雷自導(dǎo)裝置開啟并以主動(dòng)方式工作后,雷的主動(dòng)探測信號(hào)捕獲到雷, 并判為目標(biāo), 導(dǎo)致雷對(duì)雷的追蹤, 從而改變了雷的預(yù)定搜索航向, 失去了雙雷齊射的意義。

發(fā)生這種主動(dòng)互導(dǎo)的條件是經(jīng)過一段時(shí)間航行后,雷逐漸超前雷, 并進(jìn)入到雷的自導(dǎo)搜索扇面之中(同時(shí)兩雷的距離小于雷對(duì)雷的主動(dòng)自導(dǎo)作用距離)。此時(shí)的陣位條件稱為滿足主動(dòng)互導(dǎo)的陣位條件, 參見圖1。

圖1 互導(dǎo)陣位態(tài)勢

3)互為目標(biāo)

極端情況下, 當(dāng)兩雷呈相向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí), 1枚魚雷的輻射噪聲被相向運(yùn)動(dòng)的另一枚魚雷接收, 并判為被動(dòng)目標(biāo), 形成單向被動(dòng)跟蹤, 或者互為目標(biāo)狀態(tài)而形成雙雷被動(dòng)雙互導(dǎo)跟蹤。1枚魚雷發(fā)射的自導(dǎo)探測信號(hào)被相向運(yùn)動(dòng)的另一枚魚雷接收, 并判為目標(biāo)信號(hào), 形成單向跟蹤, 或者互為目標(biāo)而形成雙雷主動(dòng)雙互導(dǎo)跟蹤, 見圖2。

圖2 互導(dǎo)與互為目標(biāo)陣位態(tài)勢

1.2 相互干擾

除了上面的互導(dǎo)之外, 在聲自導(dǎo)魚雷雙雷齊射時(shí), 還存在齊射兩雷相互干擾問題, 主要包括如下4個(gè)方面。

1)鄰雷航行噪聲的相互干擾

由于雷航行噪聲的存在, 通過水聲環(huán)境的傳播和各種反射、散射, 傳遞到雷的自導(dǎo)聲基陣, 導(dǎo)致自導(dǎo)系統(tǒng)的干擾噪聲增強(qiáng), 影響主動(dòng)或被動(dòng)自導(dǎo)對(duì)目標(biāo)的檢測。

2)鄰雷探測目標(biāo)回波的干擾

對(duì)于主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷來說, 除了鄰雷的航行噪聲影響外, 任意1枚魚雷所發(fā)射探測脈沖經(jīng)目標(biāo)反射所產(chǎn)生的回波會(huì)對(duì)另一枚魚雷產(chǎn)生干擾, 即雷的探測脈沖經(jīng)目標(biāo)反射的回波被雷自導(dǎo)裝置接收并正常處理, 或者反之,雷的探測脈沖回波被雷接收并正常處理, 導(dǎo)致2條魚雷的探測邏輯混亂, 無法實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)目標(biāo)的有效探測、參數(shù)估計(jì)和跟蹤。由于主動(dòng)自導(dǎo)通常采用距離門和隨跟蹤距離的變化改變主動(dòng)探測周期等技術(shù), 因此, 當(dāng)對(duì)鄰雷自導(dǎo)探測回波進(jìn)行處理而不是對(duì)本雷探測回波進(jìn)行處理時(shí), 通常無法實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的正常跟蹤和攻擊, 其危害是巨大的。

3)鄰雷探測信號(hào)所產(chǎn)生混響的干擾

對(duì)于主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷來說, 除了鄰雷探測目標(biāo)回波的干擾外, 鄰雷發(fā)射的探測脈沖所產(chǎn)生的混響也將嚴(yán)重影響本雷對(duì)目標(biāo)的探測。從信號(hào)處理的角度分析, 魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)自身發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生混響的到達(dá)時(shí)間和規(guī)律基本已知, 因此可以采用自動(dòng)增益控制(automatic gain control, AGC)、混響增益控制(reverberation gain control, RGC)等信號(hào)處理手段, 針對(duì)性地進(jìn)行混響抑制。而對(duì)于鄰雷發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生的混響, 由于本雷無從得知其到達(dá)時(shí)間和衰減規(guī)律, 無法進(jìn)行類似的混響抑制, 這使得鄰雷產(chǎn)生的混響成為重要的外來干擾。無論齊射兩雷處于何種陣位態(tài)勢, 只要兩雷自導(dǎo)波束指向同一方向(區(qū)域), 混響的相互干擾就不可避免地存在。這種情況當(dāng)兩雷同時(shí)跟蹤目標(biāo)到達(dá)一定距離, 使得兩雷相距較近時(shí)尤其顯著。

4)引信的相互干擾

由于齊射兩雷目的是命中目標(biāo), 因此還有兩雷引信方面的相互干擾問題, 即當(dāng)相鄰兩雷(跟蹤目標(biāo))航行距離較近時(shí), 可能會(huì)由于電磁等非觸發(fā)引信的相互干擾而造成引信的不動(dòng)作或者誤動(dòng)作, 從而影響命中毀傷目標(biāo), 這也是必須要考慮的重要問題。

1.3 互導(dǎo)與相互干擾的戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)屬性

互導(dǎo)與相互干擾都是由齊射引發(fā)的不利于魚雷使用的問題。這些問題可能發(fā)生在初始搜索階段, 也可能發(fā)生在跟蹤攻擊目標(biāo)過程中的某一階段。互導(dǎo)和相互干擾的出現(xiàn)并非單一的, 往往是多種情況同時(shí)存在, 但是這兩種問題的性質(zhì)并不相同。

首先, 產(chǎn)生互導(dǎo)的條件是兩雷相對(duì)陣位滿足互導(dǎo)陣位條件。而陣位條件的選擇是戰(zhàn)術(shù)使用問題, 因此, 應(yīng)該從魚雷戰(zhàn)術(shù)使用的角度考慮避免形成互導(dǎo)陣位, 從技術(shù)角度考慮如何避免在已經(jīng)形成互導(dǎo)陣位條件時(shí),實(shí)際不產(chǎn)生互導(dǎo)。總之, 要避免互導(dǎo), 需要在戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)兩方面同時(shí)做工作。

其次, 齊射魚雷之間的相互干擾是由魚雷使用環(huán)境帶來的, 不管齊射兩雷相對(duì)陣位如何, 這些干擾始終存在, 只能通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)手段解決。換句話說, 要降低或者消除相互干擾, 只能通過技術(shù)手段解決。

同時(shí)也應(yīng)該看到, 各種相互干擾的危害性不盡相同。其中鄰雷探測目標(biāo)回波的干擾最為嚴(yán)重, 如果聲自導(dǎo)魚雷不具備抑制鄰雷探測目標(biāo)回波干擾的能力, 那么本質(zhì)上說該型魚雷就不具備雙雷齊射功能。其次是抑制鄰雷探測信號(hào)所產(chǎn)生混響的干擾問題, 該問題解決得如何, 將在很大程度上決定齊射使用效果。而引信相互干擾問題則是引信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的問題, 在此不做探討。

現(xiàn)代自導(dǎo)魚雷多為主動(dòng)自導(dǎo)或者主被動(dòng)聯(lián)合自導(dǎo)工作方式, 因此應(yīng)同時(shí)考慮如何避免各類互導(dǎo)和相互干擾問題。由上述分析可知, 互導(dǎo)與相互干擾屬于不同屬性的問題, 其解決途徑也不同。其中自導(dǎo)、引信的相互干擾等問題必須通過采取對(duì)應(yīng)的防干擾等技術(shù)措施, 在魚雷設(shè)計(jì)時(shí)解決; 而主動(dòng)或者被動(dòng)互導(dǎo)則必須通過作戰(zhàn)使用的組織實(shí)施并結(jié)合技術(shù)手段來解決。下面分別從技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)層面給予分析。

2 聲自導(dǎo)魚雷防止齊射干擾的有關(guān)技術(shù)手段

2.1 聲自導(dǎo)魚雷齊射防護(hù)技術(shù)措施

聲自導(dǎo)魚雷為了實(shí)現(xiàn)齊射而專門采取的防相互干擾的技術(shù)措施, 此前有稱為齊射保護(hù)措施[10,12]。從保護(hù)一詞的屬性分析不是很貼切, 因此本文將其改稱為齊射防護(hù)技術(shù)。目前, 齊射防護(hù)技術(shù)主要應(yīng)用于主動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷齊射, 目的是解決鄰雷探測目標(biāo)回波的干擾和鄰雷探測信號(hào)所產(chǎn)生混響的干擾。從應(yīng)用情況看, 解決聲自導(dǎo)魚雷主動(dòng)齊射防護(hù)問題的技術(shù)途徑主要有下面幾種[10,12]。

1)采用標(biāo)記頻率加保護(hù)通道。在魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)中設(shè)置標(biāo)記頻率和保護(hù)通道, 每1條魚雷的標(biāo)記頻率可以在發(fā)射前設(shè)定。自導(dǎo)開機(jī)工作后, 在發(fā)射探測脈沖之前較短時(shí)間, 發(fā)射一窄的前置脈沖, 該脈沖通常為矩形包絡(luò)的CW信號(hào), 其載波頻率為該雷的標(biāo)記頻率。接收機(jī)系統(tǒng)同時(shí)設(shè)置一保護(hù)通道, 對(duì)自導(dǎo)接收信號(hào)處理通道實(shí)施控制。當(dāng)系統(tǒng)接收到回波脈沖后, 首先在保護(hù)通道進(jìn)行對(duì)前置脈沖回波信號(hào)的處理, 僅當(dāng)接收到屬于本雷標(biāo)記頻率的脈沖信號(hào)時(shí), 保護(hù)通道才開啟自導(dǎo)接收通道, 進(jìn)行對(duì)真實(shí)探測脈沖回波的接收處理; 如果保護(hù)通道處理的標(biāo)記頻率不屬于本雷, 則保護(hù)通道關(guān)閉自導(dǎo)接收通道, 不對(duì)探測脈沖回波進(jìn)行分析處理, 以此避免誤處理其他魚雷發(fā)射脈沖的回波。

2)采用不同的脈沖重復(fù)周期。2條雷的探測脈沖周期不同(發(fā)射前設(shè)定), 其中雷比雷的脈沖周期長一定比例(比如20%)。兩雷自導(dǎo)開機(jī)工作后, 盡管雷有可能會(huì)在某個(gè)時(shí)刻接收并處理雷的回波脈沖信號(hào), 但是由于魚雷自導(dǎo)距離門的作用, 可以在下一個(gè)周期錯(cuò)開并正確接收處理自身發(fā)射的探測脈沖回波。而一個(gè)周期的錯(cuò)誤判定不會(huì)影響總的探測效果。

3)采用不同的探測波形。這一點(diǎn)很好理解, 比如2條雷在同樣頻帶范圍內(nèi)分別采用正、負(fù)不同的調(diào)頻方式, 避免互相干擾。還可以專門設(shè)計(jì)不同形式的探測波形, 利用齊射兩雷在波形上的差異對(duì)自身探測脈沖回波進(jìn)行識(shí)別處理。

4)采用不同的工作頻段。當(dāng)換能器基陣頻帶范圍允許時(shí), 可以設(shè)定2條雷工作于不同的頻段, 徹底排除相互干擾。

兩年前的2016年6月，鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院（以下簡稱“鄭大一附院”）神經(jīng)內(nèi)科開始關(guān)注卒中后吞咽障礙患者營養(yǎng)管理。

5)采用抗干擾信號(hào)處理手段。通過信號(hào)處理手段, 對(duì)本雷探測脈沖回波信號(hào)之外的信息進(jìn)行抑制, 排除鄰雷探測脈沖所產(chǎn)生的回波、混響和噪聲等干擾。

6)采用抗互導(dǎo)信號(hào)處理手段。通過目標(biāo)識(shí)別等信號(hào)處理手段, 盡可能避免當(dāng)兩雷已形成互導(dǎo)陣位態(tài)勢時(shí), 一方將另一方作為主動(dòng)或者被動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤攻擊。顯然一般的抗干擾信號(hào)處理手段解決不了抗互導(dǎo)問題, 需要專門針對(duì)性地研究信號(hào)處理方法。

上述方法在一型雷上可能應(yīng)用其中一種或者同時(shí)應(yīng)用幾種。比如, 同時(shí)采用標(biāo)記頻率加保護(hù)通道和采用不同脈沖重復(fù)周期的組合等。

2.2 各種齊射防護(hù)技術(shù)措施的適用性分析

上述齊射防護(hù)措施方法各異, 使用效果也不盡相同。

1)無論采用哪種齊射防護(hù)措施, 鄰雷噪聲的干擾是無法徹底消除的, 只能通過抗干擾信號(hào)處理手段進(jìn)行抑制。因此抗干擾信號(hào)處理手段是任何齊射防護(hù)措施都需要的。

2)采用標(biāo)記頻率加保護(hù)通道的方法可以有效避開對(duì)鄰雷探測脈沖回波的處理, 但是無法消除由鄰雷探測脈沖所產(chǎn)生的混響對(duì)本雷的影響。同時(shí), 采用該方法會(huì)帶來額外的好處: 當(dāng)被攻擊對(duì)象采用聲誘餌進(jìn)行水聲對(duì)抗作戰(zhàn)時(shí), 其前置脈沖具有一定的水聲反對(duì)抗功能, 即當(dāng)誘餌識(shí)別出前置脈沖頻率并進(jìn)行應(yīng)答時(shí), 脈沖突然中止; 當(dāng)誘餌正在應(yīng)答前置脈沖時(shí), 后續(xù)正式的探測脈沖來到, 誘餌來不及對(duì)探測脈沖進(jìn)行頻率識(shí)別和應(yīng)答處理, 對(duì)抗效果將受到影響。因此, 魚雷水聲反對(duì)抗措施之一, 就是在探測脈沖之前發(fā)射誘騙誘餌應(yīng)答的窄脈沖, 稱為前置誘發(fā)脈沖。用于齊射時(shí)作為標(biāo)記頻率使用的前置脈沖, 本身就是前置誘發(fā)脈沖。

3)采用不同發(fā)射波形的方法整體看效果不會(huì)太理想。首先, 類似正負(fù)調(diào)頻這樣的波形在對(duì)抗鄰雷回波干擾時(shí)會(huì)有一定效果, 但是會(huì)使檢測門限有所抬高, 使檢測距離有所下降; 其次, 由于不同的發(fā)射波形屬于同一個(gè)頻帶范圍, 無法對(duì)抗鄰雷探測信號(hào)所產(chǎn)生混響的干擾。因此, 單純利用該方法效果將十分有限。

4)采用不同的工作頻帶, 由于齊射兩雷的自導(dǎo)探測信號(hào)頻段不同, 所產(chǎn)生的混響不會(huì)對(duì)鄰雷造成本質(zhì)的影響, 因此無論是抑制鄰雷探測目標(biāo)回波的干擾, 還是抑制鄰雷探測信號(hào)所產(chǎn)生混響的干擾都將是最為有效的方法。同時(shí)該方法最為直接, 在信號(hào)處理上也較為簡單, 其最大不足是損失了寶貴的自導(dǎo)換能器有效帶寬。另外, 當(dāng)要求2枚以上魚雷齊射時(shí), 對(duì)換能器帶寬的要求就更高了。

綜合各種齊射防護(hù)技術(shù)措施分析可知, 通過技術(shù)設(shè)計(jì), 可以在一定程度上解決魚雷齊射所產(chǎn)生的相互干擾, 但是無法解決滿足互導(dǎo)陣位態(tài)勢時(shí)可能產(chǎn)生的主動(dòng)或者被動(dòng)互導(dǎo)。要避免互導(dǎo), 必須采用抗互導(dǎo)信號(hào)處理手段, 而這樣的技術(shù)要求在當(dāng)前是非常難以實(shí)現(xiàn)的, 需要結(jié)合合理的戰(zhàn)術(shù)使用來解決。

3 聲自導(dǎo)魚雷齊射作戰(zhàn)使用可以采取的戰(zhàn)術(shù)措施

廣義上講, 聲自導(dǎo)魚雷的搜索彈道分為兩大類: 主航向類和圖形類。所謂主航向類搜索彈道是指魚雷發(fā)射后, 以某一運(yùn)動(dòng)方式(直航、蛇行、折線、梯形等)沿搜索主航向方向搜索。圖形類搜索彈道是指魚雷并不固定地向某一方向長時(shí)間、遠(yuǎn)距離地搜索, 而是以某一運(yùn)動(dòng)方式(圓形、螺線形、螺旋形、“8”字形等)圍繞入水點(diǎn)附近搜索。聲自導(dǎo)魚雷根據(jù)其使用工作方式不同, 可能采取單一的主航向類彈道、圖形類彈道進(jìn)行初始搜索, 也可能采用主航向加圖形類初始搜索彈道。通常魚雷齊射主要指采用主航向類搜索彈道魚雷的應(yīng)用, 下面專門給予分析。

3.1 聲自導(dǎo)魚雷扇面齊射的組織實(shí)施

魚雷齊射有2種組織實(shí)施方法: 扇面齊射和平行航向齊射。其中扇面齊射則是分析齊射戰(zhàn)術(shù)使用問題的基礎(chǔ)。

聲自導(dǎo)魚雷扇面齊射要解決的基本問題是雷數(shù)和散角。對(duì)自導(dǎo)魚雷而言, 由于需要自導(dǎo)齊射防護(hù)等技術(shù)措施, 齊射雷數(shù)通常不多于2條。因此, 需要著重討論的是雙雷齊射下的散角問題。

所謂齊射散角是指齊射中線與魚雷航向線之間的角度。顯然, 齊射散角是針對(duì)齊射的每1枚魚雷單獨(dú)而言的, 不是同時(shí)針對(duì)齊射的2條雷。也就是說, 齊射的2枚魚雷有各自的齊射散角, 不同魚雷的齊射散角可以不同。

分析聲自導(dǎo)魚雷齊射散角的基本思路: 按保證齊射兩雷不發(fā)生互導(dǎo)的陣位關(guān)系確定最小允許散角; 按齊射兩雷自導(dǎo)扇面在齊射中線與目標(biāo)航向線交點(diǎn)處相銜接的陣位關(guān)系, 確定最大允許理論散角。在此基礎(chǔ)上, 優(yōu)化求得在一定射擊條件下, 保證兩雷不發(fā)生互導(dǎo)時(shí), 使齊射魚雷發(fā)現(xiàn)目標(biāo)總概率最高的散角, 即自導(dǎo)魚雷扇面齊射的最優(yōu)散角[12]。其形式為(參見圖3)

式中: 系數(shù)為優(yōu)化所得, 通常依據(jù)水聲環(huán)境的不同取某一小于1的值; 為自導(dǎo)作用距離, 當(dāng)系統(tǒng)的系數(shù)取定值時(shí), 可以根據(jù)水聲環(huán)境的不同, 通過調(diào)整自導(dǎo)作用距離的取值, 得到不同的齊射散角; 為自導(dǎo)扇面開角; 為齊射中線上魚雷發(fā)射點(diǎn)到期望命中點(diǎn)的距離, 中線可由單雷射擊的有利提前角確定。

3.2 聲自導(dǎo)魚雷平行航向齊射的組織實(shí)施

平行航向齊射是指齊射兩雷先向齊射主航向兩側(cè)扇形展開, 然后轉(zhuǎn)入與齊射主航向平行的方向上以一定間隔平行向前搜索目標(biāo)。由于魚雷技術(shù)水平的不斷提高, 平行航向齊射因其有較好的使用效果, 已成為自導(dǎo)魚雷齊射的主要組織實(shí)施方法。

圖4 平行航向齊射時(shí)的陣位態(tài)勢

平行航向齊射魚雷射擊參數(shù)求解依據(jù)下面原則建模。

1)兩雷自導(dǎo)搜索扇面的等信號(hào)區(qū)的中心和目標(biāo)應(yīng)同時(shí)達(dá)到提前點(diǎn)(齊射中線與目標(biāo)航向線的交點(diǎn));

2)在自導(dǎo)系統(tǒng)開機(jī)開始搜索目標(biāo)時(shí)刻, 齊射的所有魚雷應(yīng)同時(shí)到達(dá)與齊射中線相垂直的線上, 形成平行航向狀態(tài);

3)魚雷自導(dǎo)開機(jī)和魚雷轉(zhuǎn)至與齊射中線相平行的航向后, 魚雷航行線之間應(yīng)保持一定距離, 以確保相鄰兩雷不會(huì)產(chǎn)生互導(dǎo)。

平行航向齊射時(shí), 通常根據(jù)魚雷特性首先設(shè)定展開距離值, 再依據(jù)下面公式計(jì)算出齊射散角

齊射中線可通過2種方法確定。

無論平行航向齊射還是扇面齊射, 所有可以采取的戰(zhàn)術(shù)措施只能防止魚雷初始搜索階段形成互導(dǎo)的陣位態(tài)勢, 無法避免魚雷發(fā)現(xiàn)并跟蹤目標(biāo)過程中自然形成的可能造成互導(dǎo)的陣位形勢, 這一點(diǎn)務(wù)必引起魚雷設(shè)計(jì)人員的重視。

3.3 空投發(fā)射和助飛發(fā)射方式下的齊射使用問題

當(dāng)魚雷空投發(fā)射(HATS發(fā)射除外)或者火箭助飛發(fā)射時(shí), 通常采用圖形類初始搜索彈道。無論對(duì)于何種搜索圖形, 在一定距離內(nèi)有2枚魚雷同時(shí)工作時(shí), 必然會(huì)形成1枚魚雷處于另一枚魚雷自導(dǎo)搜索扇面之內(nèi)的互導(dǎo)陣位形勢, 甚至可能會(huì)形成2枚魚雷同時(shí)存在于對(duì)方自導(dǎo)扇面之內(nèi)而形成互為目標(biāo)的陣位態(tài)勢(參見圖2)。

由于魚雷航向俯仰姿態(tài)的不穩(wěn)定性, 要想通過設(shè)定不同初始搜索深度的方式來避免圖形類初始搜索彈道下互導(dǎo)陣位的形成也是不現(xiàn)實(shí)的。要真正實(shí)現(xiàn)在助飛發(fā)射方式下的齊射攻擊, 必備的條件是魚雷具有在已經(jīng)形成互導(dǎo)陣位條件下, 主動(dòng)和被動(dòng)均不會(huì)產(chǎn)生互導(dǎo)的能力。這需要在技術(shù)層面做大量的工作, 特別是對(duì)同類魚雷目標(biāo)的識(shí)別能力要求非常之苛刻。縱觀世界各國魚雷技術(shù)發(fā)展, 目前階段要求魚雷實(shí)現(xiàn)這種能力似乎過于苛刻。但是對(duì)一次具體的作戰(zhàn)行動(dòng)來說, 并不等于不可以使用助飛魚雷實(shí)施雙雷齊射攻擊, 對(duì)于威脅較大的水下目標(biāo)或者緊急情況下, 使用助飛魚雷進(jìn)行齊射也是可以嘗試的, 因此對(duì)其作戰(zhàn)使用方法進(jìn)行研究十分必要。同樣, 還應(yīng)進(jìn)一步對(duì)助飛魚雷連射使用方法進(jìn)行研究。

4 結(jié)束語

本文從戰(zhàn)術(shù)使用與技術(shù)措施2個(gè)方面, 詳細(xì)分析了聲自導(dǎo)魚雷齊射中的互導(dǎo)與相互干擾的內(nèi)涵及屬性。研究表明, 聲自導(dǎo)魚雷齊射中, 互導(dǎo)和相互干擾都是影響齊射作戰(zhàn)使用效果的不利因素, 然而兩者屬性不盡相同。相互干擾是技術(shù)層面的問題, 由魚雷使用環(huán)境條件決定, 因此只能通過技術(shù)措施來降低其影響和危害。互導(dǎo)的出現(xiàn)既包括戰(zhàn)術(shù)使用方法的問題, 又包括魚雷本身的技術(shù)防護(hù)能力問題, 要避免互導(dǎo)則要從技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)2個(gè)層面進(jìn)行考慮。

自導(dǎo)魚雷齊射能力檢驗(yàn)的問題同樣是該領(lǐng)域的關(guān)鍵問題, 重點(diǎn)應(yīng)放在以防止和抑制齊射相互干擾為主的齊射防護(hù)能力檢驗(yàn)上。當(dāng)前條件下對(duì)魚雷自導(dǎo)抗互導(dǎo)技術(shù)能力的檢驗(yàn)應(yīng)該以定性考核為主, 即通過形成互導(dǎo)陣位后魚雷對(duì)鄰雷是否產(chǎn)生跟蹤以及在什么條件下才能產(chǎn)生跟蹤進(jìn)行試驗(yàn), 得到相關(guān)的數(shù)據(jù), 為后續(xù)齊射防護(hù)能力的改進(jìn)和提高奠定基礎(chǔ)。

[1] 夏佩倫, 朱偉良, 陳志鵬. 尾流自導(dǎo)魚雷齊射極限射距的計(jì)算與分析[J]. 艦船電子工程, 2009, 179(5): 45-48.

Xia Pei-lun, Zhu Wei-liang, Chen Zhi-peng. Calculation and Analysis of the Largest Launch Range for Wake Homing Torpedo Salvo[J]. Ship Electronic Engineering, 2009, 179(5): 45-48.

[2] 夏佩倫, 劉勇, 陳志鵬. 直航雷齊射命中間隔的計(jì)算與分析[J]. 魚雷技術(shù), 2010, 18(4): 308-311.Xia Pei-lun, Liu Yong, Chen Zhi-peng. Calculation and Analysis of Hit Spread for Straight Running Torpedo Salvo[J]. Torpedo Technology, 2010, 18(4): 308-311.

[3] 劉鑫, 唐獻(xiàn)平, 初磊. 艦載聲自導(dǎo)魚雷雙雷平行齊射參數(shù)優(yōu)化仿真研究[J]. 魚雷技術(shù), 2010, 18(5): 397-400. Liu Xin, Tang Xian-ping, Chu Lei. Simulation on Firing Parameters Optimization of Parallel Salvo for Shipborne Acoustic Homing Torpedo[J]. Torpedo Technology, 2010, 18(5): 397-400.

[4] 吳曉海. 艦載聲自導(dǎo)魚雷齊射使用問題探討[J]. 艦艇學(xué)術(shù)研究, 2000, 21(2): 18-20.

[5] 林宗祥, 周明, 門金柱. 直升機(jī)懸停雙雷齊射初探[J]. 魚雷技術(shù), 2008, 16(3): 49-51.Lin Zong-xiang, Zhou Ming, Men Jin-zhu. Two-Torpedo Salvo Method for Helicopter Hovering Attack[J]. Torpedo Technology, 2008, 16(3): 49-51.

[6] 門金柱, 周明, 鄭亞波. 雙艦齊射火箭助飛魚雷協(xié)同攻潛研究[J]. 魚雷技術(shù), 2010, 18(4): 316-320. Men Jin-zhu, Zhou Ming, Zheng Ya-bo. Simulation of Rocket Assisted Torpedo Salvo Attack from a Two-Warship Formation[J]. Torpedo Technology, 2010, 18(4): 316-320.

[7] 門金柱, 周明, 初磊. 編隊(duì)使用火箭助飛魚雷齊射問題探討[J]. 魚雷技術(shù), 2008, 16(5): 60-62. Men Jin-zhu, Zhou Ming, Chu Lei. Study on Rocket Assisted Torpedo Salvo for Surface Formation[J]. Torpedo Technology, 2008, 16(5): 60-62.

[8] 寇祝, 馬愛民. 編隊(duì)使用火箭助飛魚雷齊射實(shí)施方法[J]. 魚雷技術(shù), 2009, 17(3): 61-64.Kou Zhu, Ma Ai-min. Salvo Implement Scheme of Surface Formation for Rocket-Assited Torpedo[J]. Torpedo Technology, 2009, 17(3): 61-64.

[9] 寇祝, 趙向濤, 李文哲. 火箭助飛魚雷與空投魚雷齊射攻潛射擊方法[J]. 指揮控制與仿真, 2012, 34(1): 61-63.Kou Zhu, Zhao Xiang-tao, Li Wen-zhe. The Method for Shooting of Using Rocket Assisted Torpedo and Airborne Torpedo Salvo[J]. Command Contorl & Simulation, 2012, 34(1): 61-63.

[10] 張靜遠(yuǎn), 梁濤, 艾東, 等. 自導(dǎo)魚雷齊射的作戰(zhàn)使用與技術(shù)方法分析[J]. 水中兵器, 2009(2): 7-14.

[11] 劉影, 周明, 高勇. 聲自導(dǎo)魚雷互導(dǎo)問題初探[J]. 艦船科學(xué)技術(shù), 2006, 28(4): 58-60.Liu Ying, Zhou Ming, Gao Yong. On Mutual Conductance of Acoustic Torpedo[J]. Ship Science and Technology, 2006, 28(4): 58-60.

[12] 張靜遠(yuǎn). 魚雷作戰(zhàn)使用與作戰(zhàn)能力分析[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2005.

[13] 賀成剛, 唐世軒, 鄧南明. 兩雷齊射試驗(yàn)及評(píng)定分析[J]. 魚雷技術(shù), 2010, 18(6): 466-470.He Cheng-gang, Tang Shi-xuan, Deng Nan-ming. Analysis of Salvo Test and Evaluation for Two Torpedoes[J]. Torpedo Technology, 2010, 18(6): 466-470.

Technical and Tactical Analysis of Two-Torpedo Salvo for Acoustic Homing Torpedo

ZHANG Jing-yuan, WANG Peng

(Department of Weaponry Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China )

For clarifying different understandings of two-torpedo salvo of an acoustic homing torpedo, the meanings and attributions of mutual-homing and mutual-interference are discriminated. Measures of salvo protection are analyzed, and the applicability of the measures to anti mutual-homing and anti mutual-interference is discussed. Considering operational application, the possible tactical ways of two-torpedo salvo is analyzed. Thus the solutions to solve the technical and tactical problems in the two-torpedo salvo and the corresponding limitation are described. In addition, test items and test methods of salvo capability of an acoustic homing torpedoes are suggested.

acoustic homing torpedo; salvo protection; operational application

TJ631.5

A

1673-1948(2013)04-0299-07

2013-05-07;

2013-05-18.

張靜遠(yuǎn)(1964-), 男, 教授, 博士生導(dǎo)師, 研究方向?yàn)樗曋茖?dǎo)信號(hào)處理, 魚雷作戰(zhàn)使用與武器系統(tǒng)分析.

(責(zé)任編輯: 許 妍)