盾和彈之間的那點事(三十一)

涂林峰

尾流自導(dǎo)魚雷

美國“尼米茲”級航母航行時產(chǎn)生的尾流

尾流自導(dǎo)魚雷攻擊艦艇示意圖

前篇介紹了線導(dǎo)魚雷的制導(dǎo)原理，接下來談?wù)勎擦髯詫?dǎo)魚雷。尾流自導(dǎo)魚雷，就是指魚雷利用敵方艦艇航行時產(chǎn)生的尾流來對目標(biāo)艦艇進(jìn)行跟蹤。水面艦艇在航行時，由于螺旋槳攪動會在海水表面形成明顯的尾流痕跡，尾流與毗鄰的海水相比具有截然不同的聲特性和熱特性，壓力場和溫度等物理特性也會變化，同時產(chǎn)生大量氣泡，并長時間存在于海水中而無法消散。因此尾流自導(dǎo)魚雷可以利用目標(biāo)艦艇尾流多種形式的物理場特征，從而探測到目標(biāo)艦艇的存在，以及目標(biāo)艦艇的航行方向。艦艇在水面航行時產(chǎn)生的尾流一般可持續(xù)幾十分鐘，其長度可達(dá)數(shù)千米，這給了魚雷利用尾流進(jìn)行跟蹤和攻擊目標(biāo)艦艇的可能。尾流自導(dǎo)又可以分為尾流聲自導(dǎo)、尾流磁自導(dǎo)、尾流電阻抗自導(dǎo)、尾流熱自導(dǎo)、尾流光自導(dǎo)、尾流放射性自導(dǎo)等，目前實際應(yīng)用的主要有尾流聲自導(dǎo)和尾流電阻抗自導(dǎo)等。雖然名字里都有聲自導(dǎo)，但與普通聲自導(dǎo)魚雷不同的是，采取了尾流聲自導(dǎo)技術(shù)的魚雷在航行過程中是向雷體上方發(fā)射聲脈沖信號的，而不像普通聲自導(dǎo)魚雷一樣是向航向前方發(fā)射聲信號。尾流聲自導(dǎo)魚雷向上方發(fā)射探測信號后，可以通過不同的回波信號特征來對艦艇尾流和普通海面進(jìn)行區(qū)分，從而實現(xiàn)對艦艇尾流的檢測和跟蹤。此外，尾流聲自導(dǎo)魚雷向上方發(fā)射的聲信號由于不追求遠(yuǎn)距離探測能力，因此可以采取高頻率發(fā)射信號。尾流自導(dǎo)魚雷與聲自導(dǎo)魚雷相比，不受水文條件的影響，可貼近水面進(jìn)行高速航行，用于攻擊水面艦艇時具有較強的威力。

由于現(xiàn)代軍艦靜音技術(shù)的不斷發(fā)展，而且普遍都配備了較為完善的水聲對抗措施，這對傳統(tǒng)聲自導(dǎo)魚雷的制導(dǎo)性能和抗干擾能力提出了很大的挑戰(zhàn)。而大型艦艇的尾流是很難模擬的，因此很難利用假目標(biāo)對尾流自導(dǎo)魚雷進(jìn)行欺騙。而且，尾流自導(dǎo)魚雷向上發(fā)射的高頻率聲信號在水中的衰減速度非常快，很難被目標(biāo)艦艇截獲，也就無法進(jìn)行針對性的干擾。因此目前廣泛應(yīng)用于反魚雷防御作戰(zhàn)的各種水聲對抗措施對尾流自導(dǎo)魚雷幾乎不起作用。可見尾流自導(dǎo)魚雷的抗干擾性能非常強。此外，水面艦艇產(chǎn)生的尾流需要很長時間消散，而且目前也沒有太好的措施來主動控制和消除尾流，因此艦艇也沒有什么方法可以主動規(guī)避尾流自導(dǎo)魚雷的跟蹤與攻擊。此外，尾流自導(dǎo)魚雷還可以通過預(yù)編程設(shè)定，實現(xiàn)對預(yù)定目標(biāo)的攻擊，比如高價值的大型航母類目標(biāo)。這是因為水面艦艇的噸位越大，航速越高，尾流就越明顯。據(jù)稱美國海軍航母編隊為了保護(hù)航母不受尾流自導(dǎo)魚雷的威脅，不得不在航母的航線后方部署一艘常規(guī)艦艇，來替航母背鍋。

與其它類型魚雷不同的是，尾流自導(dǎo)魚雷捕獲的對象是目標(biāo)艦艇產(chǎn)生的尾流而不是目標(biāo)艦艇本身，其能夠探測到的目標(biāo)艦艇的尾流長度是目標(biāo)艦艇自身長度的數(shù)倍乃至數(shù)十倍。從這個角度上講，尾流自導(dǎo)魚雷相當(dāng)于跟蹤一個數(shù)百米乃至于數(shù)千米長的目標(biāo)，跟蹤效果要比其它魚雷更好，從而有利于降低射控系統(tǒng)的難度，提高命中概率。通常情況下，只要射程允許，尾流自導(dǎo)魚雷對目標(biāo)的跟蹤能力可以達(dá)到魚雷射程的極限，而且因為是追尾攻擊，一旦命中就有可能使目標(biāo)艦艇喪失機動能力（比如對螺旋槳推進(jìn)裝置造成破壞），因此非常適合對付大型艦艇。總結(jié)來說，尾流自導(dǎo)魚雷具有抗干擾性能強、適合攻擊高速和大型水面艦艇目標(biāo)、具備選擇攻擊對象能力、跟蹤效果好等優(yōu)點，是各國海軍重點發(fā)展的一種魚雷制導(dǎo)技術(shù)。

當(dāng)然，尾流自導(dǎo)魚雷也有它的缺點。首先，尾流自導(dǎo)魚雷一般只能用于攻擊水面艦艇類目標(biāo)，處于水下較深處的潛艇在航行時所產(chǎn)生的尾流相對較弱，并且隨著潛深的增加其尾流還會繼續(xù)減弱，弱到一定程度后也就無法被探測和跟蹤了。其次，尾流自導(dǎo)魚雷的制導(dǎo)原理決定了它并不適合攻擊低速水面目標(biāo)，也不能攻擊已處于錨泊或漂泊狀態(tài)下的水面艦艇（是指一直處于停泊狀態(tài)的艦艇）。事實上，當(dāng)水面艦艇在茫茫大洋中進(jìn)行作戰(zhàn)時，其始終是處于不斷的機動狀態(tài)的，如果目標(biāo)艦艇企圖靠突然停機來擺脫尾流自導(dǎo)魚雷的跟蹤是不可能的，因為此時尾流仍然存在。此外，尾流自導(dǎo)魚雷在攻擊時，只能處于尾追艦艇的狀態(tài)，由于目標(biāo)艦艇本身即具備了較強的高速性能和機動能力，而魚雷的最大航速相比目標(biāo)艦艇并沒有明顯優(yōu)勢，因此尾流自導(dǎo)魚雷在追趕目標(biāo)的過程中會消耗掉更多的航程。相比其它類型的魚雷，尾流自導(dǎo)魚雷的實際有效射程會有較大損失，并且也存在著目標(biāo)艦艇利用高速機動能力擺脫魚雷追擊的可能。

同樣航速下，大型航母的尾流要比噸位小的水面艦艇的尾流更明顯

像DDG1000這樣的隱身艦艇也沒有很好的辦法來控制和消除尾流

魚雷接近靶艦，很顯然這不是一枚尾流自導(dǎo)魚雷

從潛艇發(fā)射出水的美國“海長矛”反潛導(dǎo)彈

蘇聯(lián)SS-N-14反潛導(dǎo)彈發(fā)射裝置

裝備范圍最廣的、著名的美制“阿斯洛克”反潛導(dǎo)彈發(fā)射裝置

正在發(fā)射的法、意合作研制的“米拉斯”反潛導(dǎo)彈

疑似我國魚-8反潛導(dǎo)彈發(fā)射瞬間

與重型線導(dǎo)魚雷相比，反潛導(dǎo)彈最大的優(yōu)勢在于可以同時兼顧速度與射程。我們知道，由于水下環(huán)境的特殊性，魚雷在水下的航速非常有限，其數(shù)十節(jié)左右的最大航速只是相比軍艦和潛艇這種目標(biāo)有一定的優(yōu)勢，跟空中飛行的導(dǎo)彈相比就是龜速一樣的存在。因為海水的阻力遠(yuǎn)比空氣大的多，現(xiàn)代魚雷往往是“要快不能遠(yuǎn)，要遠(yuǎn)不能快”，魚雷在不同航速時的有效射程是不同的，其航速和射程始終是個矛盾。比如名氣很大的MU90輕型反潛魚雷在29節(jié)航速時可以達(dá)到50千米的有效射程，但采取50節(jié)的速度進(jìn)行高速沖刺時，射程損失將超過一半。其實空中飛行的導(dǎo)彈也存在這個問題，即飛行速度與最大射程之間的矛盾，但空氣阻力影響相對較小，所以這個矛盾遠(yuǎn)沒有水下航行的魚雷那么嚴(yán)重。也正因如此，有些魚雷型號采取了“雙速制”，即在魚雷航行的巡航階段（前段和中段）采取較低的航速以節(jié)省燃料，增加有效航程;在末段的攻擊階段則采取高航速，以提高對高機動目標(biāo)的攻擊成功概率。但在最后的攻擊階段，魚雷的航速也不能無限制提高，因為航速越高魚雷的航行自噪聲就越大，從而產(chǎn)生自我干擾，影響魚雷聲自導(dǎo)系統(tǒng)的探測性能。而反潛導(dǎo)彈由于中段在空中飛行，飛行阻力相對要小的多，速度可以超過音速，因此反潛導(dǎo)彈一般不存在速度與射程之間的矛盾。而且只要需要，反潛導(dǎo)彈可以較容易地增加射程，制約射程的主要因素還在于發(fā)射平臺的聲吶探測距離和測量精度。

重型線導(dǎo)魚雷的有效射程通常只有數(shù)十千米，雖然最遠(yuǎn)的射程已經(jīng)超過了100千米，但這個射程已經(jīng)基本喪失了實戰(zhàn)價值，因為魚雷在水下的航速過低，攻擊過程耗時太長，魚雷就算游完了全程也基本不可能擊中目標(biāo)了，除非目標(biāo)是固定不動的。此外，重型線導(dǎo)魚雷導(dǎo)線的長度、強度以及信號衰減等問題也會限制射程的提升。而反潛導(dǎo)彈可以直接從空中接收無線電指令信號，因此從制導(dǎo)的角度上講，反潛導(dǎo)彈的限制比線導(dǎo)魚雷要小的多。當(dāng)射程較近時，反潛導(dǎo)彈僅憑慣性制導(dǎo)就可以將輕型反潛魚雷以較高的精度投送到預(yù)定水域，更別提反潛導(dǎo)彈還可以采取無線電指令制導(dǎo)或GPS制導(dǎo)等制導(dǎo)方式，因此其遠(yuǎn)比線導(dǎo)魚雷靈活，反應(yīng)速度快，制導(dǎo)精度高，而且不存在線導(dǎo)魚雷因斷線、纏線而導(dǎo)致攻擊失敗的問題。反潛導(dǎo)彈為了提高中制導(dǎo)精度，保證魚雷在目標(biāo)區(qū)準(zhǔn)確入水，往往還需要反潛直升機等其它反潛探測平臺的支援，僅憑借發(fā)射艦艇自身的聲吶系統(tǒng)很難保證對遠(yuǎn)距離目標(biāo)潛艇的探測精度。

反潛導(dǎo)彈也有缺點，那就是攻擊隱蔽性比線導(dǎo)魚雷要差，因此反潛導(dǎo)彈用于潛射時存在一定的限制，而更多的是配備于水面艦艇上，因為潛艇對隱蔽性的要求比水面艦艇要高的多。對于潛艇來說，一直在水下航行的重型線導(dǎo)魚雷具有很好的隱蔽性和攻擊突然性，為此潛艇往往不惜冒著巨大風(fēng)險抵近目標(biāo)艦艇以發(fā)動魚雷攻擊。而且潛艇要精確探測和測量目標(biāo)的運動參數(shù)也存在很大的困難（潛艇主動聲吶系統(tǒng)的探測精度雖高，但卻不能輕易使用），如果不能對目標(biāo)精確測量與定位，那么很難保障反潛導(dǎo)彈的攻擊精度和成功率。再加上潛艇從水下控制空中飛行的反潛導(dǎo)彈也有很大困難，這也限制了反潛導(dǎo)彈的制導(dǎo)與攻擊精度，因此冷戰(zhàn)時期美蘇核潛艇裝備的一些潛射反潛導(dǎo)彈都采取了核戰(zhàn)斗部（核深水炸彈），以彌補制導(dǎo)和打擊精度的不足。此外，反潛導(dǎo)彈的主要任務(wù)是反潛，而很少被用于反艦等用途。這是因為反潛導(dǎo)彈與反艦導(dǎo)彈相比，用來反艦時的攻擊效率并不高，最多只能是其它反艦武器的補充手段。

為保證攻擊精度，反潛導(dǎo)彈往往需要反潛直升機等其它高精度反潛探測平臺的支援

加裝了滑翔翼組件的輕型魚雷

還有，反潛導(dǎo)彈受限于彈體尺寸和重量，一般只能選擇輕型魚雷作為戰(zhàn)斗部（如324毫米輕型反潛魚雷），這使得它對潛艇的殺傷威力不如重型線導(dǎo)魚雷，對付大型雙殼體潛艇時可能會因為威力不足而難以有效殺傷。而且輕型魚雷的聲自導(dǎo)頭口徑有限，作用距離較近，當(dāng)反潛導(dǎo)彈飛抵目標(biāo)區(qū)并投放魚雷后，對方潛艇很可能已經(jīng)機動出了目標(biāo)區(qū)域，入水后的魚雷會有很大的概率搜索不到目標(biāo)。這是限制反潛導(dǎo)彈射程提升的一個重要因素。反潛導(dǎo)彈的射程越大，投放魚雷入水時的誤差也就越大（這不僅取決于反潛導(dǎo)彈自身的制導(dǎo)誤差和彈道誤差，還取決于目標(biāo)潛艇的水下機動能力），魚雷丟失目標(biāo)的概率也就越大。在這種情況下，反潛導(dǎo)彈在飛行過程中就必須通過數(shù)據(jù)鏈由外部反潛探測平臺（如反潛直升機或周圍的反潛艦）進(jìn)行中段指令修正制導(dǎo)，以保證魚雷入水時靠近目標(biāo)潛艇所在的區(qū)域。可見，反潛導(dǎo)彈的制導(dǎo)精度嚴(yán)重依賴于外部反潛探測平臺對潛艇的精確測量與定位，這使得它在某些情況下的反潛效能比不上搜潛/攻潛功篚合一的反潛平臺（如反潛直升機和固定翼反潛機）。不過，反潛導(dǎo)彈與艦載反潛直升機、反潛魚雷一同構(gòu)成了水面艦艇的遠(yuǎn)、中、近多層反潛體系，是現(xiàn)代反潛艦的重要反潛手段之一。

高空滑翔魚雷

滑翔魚雷的工作示意圖

高空滑翔魚雷，就是在反潛魚雷的基礎(chǔ)上，加裝一套具備空中滑翔飛行和制導(dǎo)功能的滑翔翼組件，使魚雷由反潛機在高空投放后，滑翔飛行至正常投放魚雷的高度和位置，魚雷打開降落傘緩緩落入水中，然后搜索、跟蹤與攻擊潛艇。同樣是“會飛的魚雷”，滑翔魚雷與反潛導(dǎo)彈不同的是，后者一般是通過水面艦艇發(fā)射，而前者則是通過航空平臺（主要是固定翼反潛機）在高空投放，這種滑翔類武器的射程更依賴于空中平臺的飛行高度與速度。由于空投魚雷時必須滿足一定的高度和速度，以減緩魚雷入水時受到的沖擊，因此反潛機在投放魚雷時必須降低飛行高度和速度。比如輕型反潛魚雷的投放高度通常都不能超過30米，大型反潛巡邏機必須從萬米高空下降到30米的魚雷投放高度，投放后再重新上升至巡航高度。這不但對反潛機的低空低速飛行性能提出了較高的要求，還耗費了燃料，并且使攻潛效率下降，增大了反潛機被攻擊的風(fēng)險。

很顯然，滑翔魚雷可以大幅提高反潛機的攻擊靈活性和攻擊范圍。不過由于滑翔魚雷自身沒有動力，而是憑借慣性慢悠悠地“滑”過去，其飛行速度跟反潛導(dǎo)彈相比完全不是一個級別。如果魚雷從9000米左右的高空投放，其滑翔時間大約需要7～10分鐘，而且還要取決于反潛機投放時的飛行速度。反潛作戰(zhàn)是需要爭分奪秒的，耗費過長的飛行時間也會影響到魚雷的入水精度，因此滑翔魚雷的射程提升也很有限，一般只有數(shù)十千米，其更大的意義還是在于防區(qū)外投放，以提高投放飛機的生存能力。美國海軍就計劃在現(xiàn)役MK54輕型反潛魚雷的基礎(chǔ)上，加裝滑翔翼組件（組件內(nèi)包括飛行控制計算機、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和電源等設(shè)備），由P-3C反潛巡邏機攜帶并投放，新一代P-8A反潛巡邏機也將引入這種滑翔魚雷以增大打擊范圍和打擊靈活性。不過，這種高空魚雷投放方式相比傳統(tǒng)的反潛機低空投放方式而言，也存在一些缺點，并不能明顯提升空投魚雷的攻潛效率，因此目前發(fā)展這種技術(shù)的國家相對較少，主要還是美國海軍在進(jìn)行相關(guān)的研發(fā)。

[編輯/山水]