一種艦載反魚雷深彈武器系統設想

【裝備理論與裝備技術】

一種艦載反魚雷深彈武器系統設想

閆巖a, 趙向濤b

(海軍大連艦艇學院a.研究生1隊;b.水武與防化系，遼寧 大連116018)

摘要：使用硬殺傷器材對抗魚雷是目前水面艦艇在魚雷防御作戰中需要重點解決的問題之一。介紹了國外艦載反魚雷深彈的發展現狀和典型代表武器。從作戰使用的角度出發，分析了限制反魚雷深彈作戰效能的因素，研究了武器系統設計應著重考慮的問題并給出改進建議，同時提出了一種水面艦艇反魚雷深彈武器系統設想，說明了各組成模塊的功能和武器系統的基本作戰過程。

關鍵詞：水面艦艇；反魚雷深彈；武器系統；魚雷防御

收稿日期：2015-05-06

作者簡介：閆巖(1982—)，男，碩士研究生，主要從事水面艦艇防御戰術研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.09.010

中圖分類號：TJ650.1

文章編號：1006-0707(2015)09-0038-04

收稿日期：2015-03-05

基金項目：國家自然科學基金面上項目(51475189)；中央高校基本科研業務費專項資金資助課題

本文引用格式：閆巖,趙向濤.一種艦載反魚雷深彈武器系統設想[J].四川兵工學報，2015(9):38-40.

Citationformat:YANYan,ZHAOXiang-tao.ProjectofShip-BorneAnti-TorpedoDepthChargeSystem[J].JournalofSichuanOrdnance,2015(9):38-40.

ProjectofShip-BorneAnti-TorpedoDepthChargeSystem

YANYana, ZHAO Xiang-taob

(a.PostgraduateTeam1;b.DepartmentofUnderwaterWeaponandChemicalDefense,

DalianNavalAcademy,Dalian116018,China)

Abstract:The hard-kill technology against sub-launched torpedo is an important problem that needs to be mainly solved in surface ship’s anti-torpedo operation. Firstly, the development of foreign ship-borne anti-torpedo depth charge and some representative weapons were briefly introduced in this paper. Secondly, some limited factors which affect weapon’s operational application were analyzed and some effective recommendations were discussed for improving weapon system’s operational effectiveness from operational perspective. Finally, a project of surface ship’s anti-torpedo depth charge weapon system was introduced and the functions of each part of the system and basic operational process were generalized.

Keywords:surfaceship;anti-torpedodepthcharge;weaponsystem;torpedodefense

魚雷武器自誕生起就對水面艦艇的生存構成了巨大威脅，其具有高航速、遠航程、強殺傷力等戰術使用特點。因此，世界各國一直重視如何有效防御和抗擊魚雷。然而，伴隨現代魚雷中復合制導方式、低噪聲、目標識別技術等反對抗措施的運用，魚雷抗干擾和識別真假目標的能力顯著增強，加之魚雷防御作戰涉及因素多、技術難度大，水面艦艇僅依靠傳統的聲誘餌、氣幕彈等軟對抗器材已很難形成有效的防御。為此，各國海軍普遍開始重視研發旨在直接摧毀來襲魚雷的硬殺傷武器，其中以俄羅斯海軍已裝備的反魚雷深彈和英美等國正在發展的反魚雷魚雷最具代表性[1]。

1國外艦載反魚雷深彈現狀

火箭式深彈作為傳統反潛武器具有結構簡單、造價低、抗干擾能力強等特點。因此，前蘇聯及俄羅斯一直重視發展。他們于20世紀五六十年代先后研發出PBy-1200和PBy-2500反潛系統，深彈配有主動聲非觸發引信，最大射程可達2 800m[2,3]。20世紀70年代，伴隨聲納裝備及潛射自導魚雷的出現，使得潛艇可以在遠距離發現目標并發起攻擊，水面艦艇已很難快速接近潛艇進行打擊，于是他們以增加深彈射程的方式研發了PBy-6000系統，它最大射程可達5 700m，彈體配備主動聲非觸發引信并加裝自導裝置，采用12管發射[3]。通過實際運用，他們并不滿意對抗效果。原因一是發射深彈存在不可避免的散布誤差，并且在彈體容積一定的前提下射程增加，戰斗部裝藥勢必減少，攻擊效果減弱；二是與航程更大、裝藥量更多、反潛效率更為高效的自導魚雷相比，即便取得同等的殺傷效果，其彈體的成本也與反潛魚雷相差無幾，效費比不高。但俄羅斯并未因此放棄深彈，而是將它向多用途發展，應用于艦載火箭式反魚雷系統，很值得借鑒。

深彈作為反魚雷武器，具有如下特點：① 造價低廉，成本較低。② 是硬殺傷武器，能對來襲魚雷直接進行殺傷，避免了自導魚雷利用航程優勢和自身再搜索能力再次威脅艦艇的可能。③ 爆炸時產生的水下氣幕屏可覆蓋水面艦艇的噪聲及攪亂尾流航跡，使自導魚雷迷惑或丟失目標，從而達到軟殺傷的效果。④ 易于在淺海使用。俄羅斯于20世紀80年代末期發展了其獨具特色的系統PBy-12000[3-5]：它是國外首個為航母設計的高效魚雷防御硬殺傷系統，目前已裝備“庫茲涅佐夫”航母及“基洛夫”級巡洋艦等大型水面艦艇，主要包括主被動聯合魚雷報警聲納、UDAV-1或RBU-1000深彈發射系統及相應的對抗器材。可以將聲誘餌發射到3km遠的魚雷航道附近，引誘魚雷遠離目標，也可將深彈布放到來襲魚雷的航道上，組成懸浮防雷網，通過可編程音響引信引爆深彈炸毀魚雷，在100～500m距離上還可直接使用近程深彈，以爆破為主直接毀傷來襲魚雷。

2使用反魚雷深彈對抗魚雷存在的問題及改進建議

2.1存在問題

2.1.1武器作戰使用受限于艦載探測平臺

水面艦艇魚雷報警聲納警戒跟蹤能力有限。目前的魚雷報警聲納多以被動方式工作，對來襲魚雷難以快速定位，并且它不能直接給出目標距離信息，采用各種算法間接給出的目標運動要素誤差比較大[6,7]。加之淺海環境對聲傳播不利，背景噪聲和混響大，聲納對目標的探測、識別、跟蹤和定位更加困難，因而艦艇通常很難準確獲得目標的航向、航速、距離等信息。而這些要素又恰是確定反魚雷深彈發射時機、發射瞄準點、發射數量及間隔等射擊諸元的重要依據。

2.1.2武器作戰使用受限于自身戰技性能

火箭深彈作戰半徑小，殺傷范圍有限。通常深彈對魚雷的殺傷半徑只有幾十米[8]，加上其發射時存在不可避免的縱向、橫向散布誤差、對來襲魚雷航跡、彈道預測散布偶然性大、魚雷報警聲納遠距離對目標定位誤差等因素，這使得艦艇不得不最大限度發射以有效遮蓋魚雷運動要素誤差，導致彈藥消耗過大。那么如何確定深彈的裝藥量與攜彈基數才能使防抗效果最優？系統怎樣改進才能使抗擊時間最短？這些問題如果解決不當，就不能有效殺傷魚雷。

2.1.3武器作戰使用受限于艦載發射平臺

伴隨魚雷防御作戰對象和作戰環境的復雜多變，未來魚雷防御武器系統必定朝向集成化、多層次方向發展[6,9]，多種對抗器材勢必會采取共架、共管或共控發射技術。而深彈武器所需的發射裝置、輸備彈裝置和彈庫所占空間過大，這顯然難以適裝現代艦艇。那么諸如如何在保證武器殺傷效能的前提下設計彈體以適應發射裝置的通用化？反魚雷深彈同其他功能單一的對抗器材如何使用效果最好等問題，都應是裝備頂層設計者和指揮員不應忽視和回避的問題。

2.2改進建議

2.2.1提高艦載探測平臺對目標的定位能力

使用火箭深彈抗擊魚雷，不僅要求火控單元裝訂的射擊諸元準確，而且要求發射時機準確。發射過早，則深彈陣可能在魚雷到達之前已經自毀；發射過晚，則魚雷可能已經穿過深彈陣，而發射時機是否得當很大程度上取決于艦載水聲站對目標的定位能力。解決問題可從兩方面考慮：

1) 從探測平臺配置的角度出發，利用主被動聯合拖曳陣聲納和艦殼聲納合并成一個完整的系統，通過采用基元數目眾多的長線陣實現對目標的遠距離識別探測[10]，充分發揮艦艇艦艏陣和拖曳線列陣的多頻段優勢。

2) 從作戰使用的角度出發，應注意拖曳線列陣合適的拖纜長度。若拖曳過長，則拖纜可能會受到海流影響而出現偏航，進而影響魚雷報警聲納測向的精度；拖曳過短，則拖纜可能會受到艦艇輻射噪聲的干擾，同樣影響使用效能。因此，水面艦艇應確定合適的拖纜長度以有效發揮拖曳線列陣的戰術作用。

2.2.2提高武器的設計指標，適應未來綜合防御魚雷趨勢的需要

當前國內外魚雷防御作戰體系的構建無論是從對抗器材的配置來看，還是從武器系統、發射裝置的設計來講，都趨向于綜合使用軟硬對抗器材多層次防抗魚雷。首先，反魚雷深彈的設計指標在彈體滿足發射裝置尺寸標準化的同時應適應武器系統綜合防御魚雷在遠、中、近等區域射程上的需要；其次，應對現有深彈進行合理的改進(例如彈體采用聲探測引信、加裝自導或誘騙裝置、配有充氣裝置及自控系統)等，使其可懸浮在水中在來襲魚雷航路前形成具有一定寬度的深彈陣，增加爆破面積，實現從“點殺傷”到“域殺傷”效果。此外，還應通過充分地研究論證，確定合適的攜彈基數。若彈體小，作用距離近，應攜帶較大基數盡量滿足布陣寬度的需要；彈體大，作用距離遠，可攜帶較小基數盡量不影響其他對抗器材的攜彈量；最后，應改裝發射裝置(如使用箱式發射裝置)并配置在艦艇兩舷的中后部[2,5]，以有效結合艦艇規避機動等戰術手段的運用及消除射界限位對武器作戰使用的影響。

2.2.3提高火力控制單元的性能，發展多功能系統

隨著水聲對抗體系作戰的發展，深彈系統在未來應具備接收、處理及融合多基站、多平臺、多系統信息的能力，能在火力控制的基礎上增加作戰指揮和戰術輔助決策功能，特別是在魚雷防御作戰中，艦艇發現目標距離往往很近，留給系統反應的時間有限。因此，控制單元應建立完備的目標威脅數據庫，可顯示敵我態勢并使用戰術軟件在較短時間內解算射擊諸元，選擇射擊方式，為指揮員提供最優化的射擊陣位等數據和建議，實現控制發射裝置在全自動、半自動以及手動等工作方式下的抗擊多批來襲目標的能力。

3一種反魚雷深彈武器系統設想

3.1系統構成及主要模塊功能

鑒于前文所述水面艦艇使用火箭深彈反魚雷的必要性和可行性，設想一種反魚雷深彈系統如圖1所示，該系統高度集成，主要由火力控制模塊、發控模塊、發射裝置和反魚雷深彈組成。

圖1　反魚雷深彈武器系統構成

1) 火力控制模塊

該控制單元主要通過系統信息處理單元及系統信息接口與艦載作戰指揮系統相聯系。主要完成對目標的威脅判斷、生成對抗方案、進行射擊要素計算、裝訂射擊諸元并控制發射裝置發射反魚雷深彈。

2) 發控模塊

本模塊主要實現武器系統的備用或應急發射。當火力控制單元故障或作戰態勢緊急情況下可完成對發射裝置及反魚雷深彈的手控操作。

3) 反魚雷深彈發射裝置

武器系統可采用2種深彈發射裝置[2]：一種是實現與火箭助飛魚雷和火箭式魚雷誘餌發射裝置共架；一種是實現箱式發射，取消龐大的輸彈裝置。

4) 反魚雷深彈[2,3,5,11]

對艦載火箭深彈的研發和改進應充分借鑒諸如俄羅斯等國的經驗，以提高武器戰技性能和適裝性為目的走多用途道路。本研究設想的反魚雷深彈可配備充氣閥，深彈發射入水下沉后能在水下一定深度懸浮，彈體憑借聲探測引信發現并殺傷目標，性能指標如表1所示。

表1　反魚雷深彈技術指標

3.2武器系統基本作戰過程

作戰過程如圖2所示。系統信息處理單元可與作戰指揮系統交互，接收艦艇平臺的運動數據、導航數據、遠程潛艇威脅信息、友鄰艦艇信息及聲納站目標告警信息，利用信息融合技術處理數據，與反潛武器系統共享后傳送給火力控制模塊，火控系統迅速進行威脅判斷、生成對抗方案、進行射擊要素解算、裝訂射擊諸元并控制發射裝置發射反魚雷深彈。多枚深彈入水后能在來襲魚雷航向前方形成懸浮防雷陣，利用非觸發聲引信探測目標，當魚雷進入其引信作用范圍內引爆戰斗部。

圖2　反魚雷深彈對抗魚雷示意圖

4結論

當前，潛射魚雷嚴重威脅著水面艦艇的生存。為應對自導性能更先進、攻擊范圍更大、抗干擾能力更強的魚雷攻擊，水面艦艇僅憑借水聲對抗系統和機動規避措施還遠達不到要求。可以預見，如能改進現役火箭深彈系統，提高其自動化程度，減少系統反應時間和深彈落點散布，采用聲引信近距離爆炸技術等，最終會形成水面艦艇極具特色的火箭深彈反魚雷作戰能力[5]。艦載火箭深彈作為近程、末端反魚雷硬殺傷武器無疑將會對未來魚雷防御體系作戰效能的提升發揮重要作用。

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(責任編輯唐定國)