水中氣幕對潛艇的防護(hù)技術(shù)分析

湯曉迪 劉 棱 太祿東

（中國人民解放軍海軍蚌埠士官學(xué)校，安徽 蚌埠233012）

0 引言

潛艇能夠遠(yuǎn)離母港，長期在水下航行，對敵方的水上目標(biāo)以及重要的陸上目標(biāo)構(gòu)成威脅。由于水體的天然遮掩，其行動非常隱蔽，不易被敵方發(fā)現(xiàn)，攻擊具有很強(qiáng)的突然性，因此一直是各國海軍武備發(fā)展的重點(diǎn)研究方向。

然而，雖然擁有水體的天然遮蔽，但由于軍事技術(shù)的進(jìn)步，曾經(jīng)一片混沌的水下世界如今卻變得愈加透明。潛艇在水下的活動，也遇到了越來越多的來自各個方面的威脅。在各種威脅中，又以聲自導(dǎo)魚雷的威脅為最大。

針對各種水下威脅，各國海軍也相應(yīng)的研究并采取了各種反制技術(shù)與手段。其中，采用水下氣幕對潛艇進(jìn)行防護(hù)是一種應(yīng)用廣泛、簡便實(shí)用、經(jīng)濟(jì)可靠、隱蔽性也較好的措施。[1]

1 水中氣幕技術(shù)簡介

水中煙幕是氣幕彈發(fā)出的，氣幕彈是一種重要的潛用水聲對抗器材，重要的性能參數(shù)主要有：聲壓反射系數(shù)、插入損失、氣幕形成時(shí)間以及氣幕有效持續(xù)時(shí)間。

氣幕彈并不是一種新武器，在第二次世界大戰(zhàn)中就已出現(xiàn)，并得到實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)時(shí)，德國潛艇利用“狼群戰(zhàn)術(shù)”偷襲盟軍的運(yùn)輸船隊(duì)與海上艦艇，盟軍相應(yīng)的加強(qiáng)了反潛力量，使德軍損失慘重。為了反制盟軍，減少損失，德軍研制出了一種武器，便是氣幕彈。在作戰(zhàn)中，通過氣幕彈在水下產(chǎn)生大量氣泡，來迷惑對方的反潛武器，掩護(hù)己方的作戰(zhàn)行動，取得了良好的作戰(zhàn)效果。

二戰(zhàn)以后，隨著聲納技術(shù)及聲自導(dǎo)魚雷技術(shù)的長足進(jìn)步，水中氣幕技術(shù)曾一度發(fā)展遇阻，為人所遺忘。但隨著一系列現(xiàn)代科技手段的應(yīng)用，氣幕彈又東山再起，再次進(jìn)入了人們的視線，在防護(hù)潛艇方面發(fā)揮著越來越重要的作用。[2]

2 水中氣幕技術(shù)原理

2.1 基本技術(shù)原理

氣幕彈作為對抗反潛聲自導(dǎo)魚雷的常用干擾器材，在作戰(zhàn)中所起到的作用是聲屏蔽和聲誘騙。氣幕彈發(fā)射后所產(chǎn)生的水中氣幕與陸地上使用的煙幕彈產(chǎn)生的煙幕不同，它不是由發(fā)煙劑產(chǎn)生的，而是利用了化學(xué)方法。

當(dāng)氣幕彈發(fā)射以后，在助推器的作用下，航行一段距離后，彈體會引爆，中的化學(xué)成分通過與海水的接觸，會產(chǎn)生大量不溶于水，或難溶于水的氣泡，并漂浮在一定范圍內(nèi)，在潛艇周圍形成氣泡幕，從而對潛艇起到遮蔽效果。根據(jù)需要，采取適當(dāng)?shù)姆椒梢詠碚{(diào)節(jié)氣泡的體積，產(chǎn)生不同大小、不同直徑的氣泡，從而使得它們的諧振頻率、上浮速度以及及在水中滯留時(shí)間均不同。直徑較大的氣泡，上浮到水面的速度較快，在水中逗留時(shí)間也較短；而體積較小的小氣泡，則在水中漂浮速度較慢，在水中逗留時(shí)間較長。因此，只要控制了氣泡的體積，就能在水中形成一片氣幕。由于體積不同，所產(chǎn)生的氣泡的諧振頻率就也不同，這樣就可以在形成氣幕的同時(shí)，增大氣幕彈的工作頻帶，使它與反潛艦艇和反潛飛機(jī)上的聲納及聲自導(dǎo)魚雷的工作頻帶相接近或一致，形成內(nèi)諧振，從而對聲納與聲自導(dǎo)魚雷起到迷惑作用，使?jié)撏У靡噪[蔽。[3]

一般而言，那些直徑在0.02～0.2厘米范圍內(nèi)的氣泡諧振皮率，正好在聲納和聲自導(dǎo)魚雷曲主要工作頻段間，防護(hù)效果最佳。

2.2 提高防護(hù)作用的技術(shù)手段

為了提高水中煙幕的遮蔽效果，可以采用以下三種手段。

2.2.1 增大水中氣幕的工作頻帶

通過控制氣泡的體積，就可以增大氣幕彈的工作頻帶，使其在艦艇及反潛飛機(jī)上的聲納工作頻帶和聲自導(dǎo)魚雷聲自導(dǎo)工作頻帶內(nèi)，從而產(chǎn)生諧振，便可以達(dá)到理想的工作效果。

2.2.2 提高水中氣幕的吸收強(qiáng)度

通過提高水中氣幕的吸收強(qiáng)度，使得聲納、聲聲自導(dǎo)魚雷等武器所發(fā)出的聲波被氣幕所吸收，從而使大部分入射聲波都被氣泡幕吞噬，不產(chǎn)生反射，達(dá)到良好的防護(hù)效果。

2.2.3 延長水中氣幕的有效持續(xù)時(shí)間

通過控制彈體內(nèi)所裝填的發(fā)泡材料的產(chǎn)生氣泡量以及與海水的反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)一步的控制所產(chǎn)生氣泡的上浮速度、濃度，從而最終控制水中氣幕的有效持續(xù)時(shí)間。通過各種技術(shù)手段使水中氣幕的有效持續(xù)時(shí)間得以延長，從而加強(qiáng)了對潛艇的防護(hù)。[4]

3 水中氣幕技術(shù)的戰(zhàn)斗應(yīng)用

3.1 在戰(zhàn)斗使用中氣幕彈的主要性能

在實(shí)際的戰(zhàn)斗使用當(dāng)中，潛艇一般裝備有6~12個氣幕彈發(fā)射裝置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)來襲魚雷時(shí)，在魚雷的前方投放若干個氣幕彈，用以形成一堵氣墻，如下圖所示。發(fā)射氣幕彈后，潛艇迅速向背離方向快速機(jī)動逃離。

圖1

在這樣的一個過程中，形成氣墻的氣幕彈所產(chǎn)生的氣泡有很好的反射能力，反射系數(shù)甚至可大于0.9，而且其反射波形與艦艇及潛艇尾流非常相似，因此產(chǎn)生了極好的迷惑效果。而且產(chǎn)生的水中氣幕可以按照要求持續(xù)一定的時(shí)間。在整個過程中，產(chǎn)生氣泡以及氣泡爆破時(shí)，其噪聲并不明顯，所以在使用氣幕彈時(shí)隱蔽性很好。正是利用了水中氣幕的隔聲效果和其使用的隱蔽性，潛艇得以得到良好的防護(hù)。

3.2 水中氣幕技術(shù)的戰(zhàn)斗使用方法

在使用水中氣幕技術(shù)時(shí)，要通過選擇合適的航速、舷角，并且采用多層分布的方法，來達(dá)到防護(hù)潛艇的目的。

3.2.1 采用適宜的航速

在潛艇高航速下，發(fā)射氣幕彈以后，發(fā)泡物質(zhì)散布的距離就更遠(yuǎn)，形成的氣墻就越寬。除此之外，航速高則尾流大，氣幕受到尾流攪拌，可增大對聲波的反射強(qiáng)度。但若航速過高，則連續(xù)發(fā)射的氣幕間隔距離就會過大，以致使形成的氣幕稀薄，甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，從而降低了氣幕的作用。所以，航速通常采用較為適宜的中速。

3.2.2 采用適宜的舷角

潛艇與攻擊艦的方位不同，潛艇反射強(qiáng)度與水中氣幕反射強(qiáng)度的關(guān)系也不同。當(dāng)潛艇處于攻擊艦首尾線方位時(shí)，潛艇反射強(qiáng)度小于水中氣幕的反射強(qiáng)度；但當(dāng)攻擊艦處于潛艇正橫方位時(shí)，潛艇反射強(qiáng)度大于水中幕的反射強(qiáng)度；當(dāng)攻擊艦處于120°～140°的舷角時(shí)，潛艇反射強(qiáng)度等于水中氣幕的反射強(qiáng)度。

3.2.3 采用多層分布的方式

在戰(zhàn)斗使用過程中，通過多次發(fā)射，可把氣幕彈分布成多層結(jié)構(gòu)，在魚雷前進(jìn)方向上形成多層氣幕。當(dāng)聲自導(dǎo)魚雷進(jìn)入氣幕層后，由于發(fā)射聲脈沖受氣泡的散射，形成很強(qiáng)的混響，使得魚雷的自導(dǎo)無法正常工作，從而使其失去目標(biāo)。[5]

4 水中氣幕技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著軍事科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，為了更加適應(yīng)為了水下戰(zhàn)場作戰(zhàn)使用的需要，世界各國海軍均在不遺余力的研發(fā)各種新手段與裝備，賦予水中氣幕技術(shù)以全新的生命力和戰(zhàn)斗力。

當(dāng)前水中氣幕技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)還是圍繞著以下三個方面來進(jìn)行，即是增大水中氣幕的工作頻帶，延長水中氣幕的有效作用時(shí)間以及提高水中氣幕的反射及散射強(qiáng)度。而在裝備的發(fā)展上，更是將最新的電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)融入其中，有效的提升了作戰(zhàn)效能。

5 結(jié)束語

利用氣幕彈產(chǎn)生氣幕對潛艇進(jìn)行防護(hù)的水中氣幕技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉、可靠實(shí)用以及水下隱蔽性好等顯著優(yōu)點(diǎn)，在水下戰(zhàn)場的水聲對抗作戰(zhàn)中起著越來越重要的作用。通過與干擾器、聲誘餌等多種對抗器材與手段相結(jié)合使用，共同構(gòu)筑了潛艇水下防護(hù)的銅墻鐵壁。

［1］徐國強(qiáng),韓冬.氣幕彈能保護(hù)潛艇[J].軍事文摘,2001,12.

［2］侯明強(qiáng).撲朔迷離的水下“煙幕彈”[J].現(xiàn)代軍事,2000,1.

［3］易紅,何辰,陳春玉.對抗尾流自導(dǎo)魚雷的防御技術(shù)[J].魚雷技術(shù),2007,2.

［4］施鶴群.核潛艇的“護(hù)身符”——水中氣幕[J].國防科技,2001,6.

［5］劉保果,章新華.魚雷防御對抗裝備及戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用研究[J].艦船輪船參考,2001,3.