航空布雷訓(xùn)練裝備現(xiàn)狀及功能需求

汪曉雨，呂 收，李居偉

（海軍航空大學(xué) 青島校區(qū)，山東 青島 266041）

0 引言

航空布雷作為一種重要的水雷布放方式，具有速度快、航程遠(yuǎn)、機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)、能夠?qū)嵤┭a(bǔ)充布雷和內(nèi)水布雷等特點(diǎn)，可以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)成對(duì)海區(qū)、航道、基地碼頭的有效封鎖，尤其適用于布設(shè)攻勢(shì)水雷障礙和機(jī)動(dòng)水雷障礙[1]。同時(shí)，航空布雷在布放精度控制、布雷隱蔽性和安全性上面臨更大挑戰(zhàn)，對(duì)布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練提出了更高要求。航空布雷訓(xùn)練裝備應(yīng)該從滿足航空布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練和實(shí)戰(zhàn)化對(duì)抗訓(xùn)練要求出發(fā)，研究論證技術(shù)需求，豐富完善訓(xùn)練功能，為部隊(duì)訓(xùn)練提供有力保障。

1 航空布雷訓(xùn)練裝備分析

進(jìn)行航空布雷訓(xùn)練時(shí)，根據(jù)不同的訓(xùn)練任務(wù)要求，綜合考慮訓(xùn)練需求和成本，一般有戰(zhàn)雷、訓(xùn)練雷、簡(jiǎn)易填砂雷3種訓(xùn)練水雷保障手段。戰(zhàn)雷、訓(xùn)練雷以及填砂雷由于其結(jié)構(gòu)功能不同，所能夠支持開(kāi)展的訓(xùn)練科目?jī)?nèi)容也各不相同。使用戰(zhàn)雷可以開(kāi)展水雷技術(shù)保障人員的裝備保障能力訓(xùn)練、外場(chǎng)機(jī)務(wù)人員的水雷裝掛能力訓(xùn)練和飛行員布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。戰(zhàn)雷不打撈回收，因此無(wú)法收集水雷在水下的動(dòng)作信息，而且在訓(xùn)練中使用戰(zhàn)雷對(duì)訓(xùn)練組織協(xié)調(diào)、協(xié)同保障兵力和訓(xùn)練安全都會(huì)提出更高要求，訓(xùn)練成本高、組織難度大，不適宜經(jīng)常使用。訓(xùn)練雷的物理特性、引信系統(tǒng)、空投附件等與戰(zhàn)雷一致，技術(shù)保障工作與戰(zhàn)雷基本一致，由于沒(méi)有火工品，安全性更好，而且一般都加裝了回收系統(tǒng)和記錄裝置，能夠記錄水雷引信動(dòng)作情況。使用訓(xùn)練雷可以開(kāi)展水雷技術(shù)保障人員的裝備保障能力訓(xùn)練、外場(chǎng)機(jī)務(wù)人員的水雷裝掛能力訓(xùn)練和飛行員布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，打撈回收后可對(duì)水雷動(dòng)作可靠性進(jìn)行復(fù)盤(pán)評(píng)估。填砂雷既沒(méi)有火工品，也沒(méi)有引信系統(tǒng)，技術(shù)保障工作簡(jiǎn)單，只能開(kāi)展外場(chǎng)機(jī)務(wù)人員的水雷裝掛能力訓(xùn)練和飛行員布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，但是由于成本低廉、安全性好，適合經(jīng)常使用。3種雷型的訓(xùn)練和評(píng)估功能如表1所示。綜上分析可知，在開(kāi)展航空布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練時(shí)，3種訓(xùn)練裝備的功能是一致的，但是僅有訓(xùn)練雷具備一定的評(píng)估能力，且僅限于水雷引信動(dòng)作情況。

表1 三種雷型的訓(xùn)練和評(píng)估功能Table 1 Training and evaluation functions of 3 training equipment

2 航空布雷訓(xùn)練裝備的主要問(wèn)題

當(dāng)前航空布雷訓(xùn)練裝備的功能較為簡(jiǎn)單，難以滿足實(shí)戰(zhàn)化航空布雷訓(xùn)練和體系化對(duì)抗訓(xùn)練的要求，主要存在以下問(wèn)題。

2.1 布雷精確度難以評(píng)估

布放精度是水雷最后的布雷點(diǎn)與預(yù)期布雷點(diǎn)的誤差，對(duì)水雷障礙作戰(zhàn)效能有著重要影響。水雷在投放過(guò)程中受各方面影響，入水點(diǎn)方位具有較大隨機(jī)性，影響飛機(jī)空投水雷空中彈道散布的隨機(jī)因素主要包括水雷技術(shù)散布、投雷條件散布、空中氣象散布等[2]。一般通過(guò)機(jī)載火控系統(tǒng)根據(jù)水雷的預(yù)計(jì)入水點(diǎn)和水雷射表，結(jié)合風(fēng)速和飛行高度、速度進(jìn)行解算，得出飛機(jī)投雷點(diǎn)，這個(gè)過(guò)程有時(shí)甚至需要人工完成。不論是火控系統(tǒng)解算，還是人工解算，都存在著一定的誤差，有時(shí)這個(gè)誤差還會(huì)比較顯著。只有準(zhǔn)確記錄水雷入水點(diǎn)方位，再與預(yù)定布雷方位進(jìn)行對(duì)比，才能夠?qū)娇詹祭拙冗M(jìn)行評(píng)估。當(dāng)前，主要采用提前架設(shè)高速攝像機(jī)，通過(guò)拍照的方式記錄空投水雷入水點(diǎn)，再進(jìn)行分析判斷，既耗費(fèi)人力物力，又用時(shí)長(zhǎng)、效率低、精度差。由于只能采集入水點(diǎn)信息，不能記錄水雷空中彈道，因此對(duì)布雷精度中暴露出的問(wèn)題缺少進(jìn)一步深入分析研究、查找原因的依據(jù)，對(duì)改進(jìn)布雷行動(dòng)的指導(dǎo)作用比較有限。

2.2 水雷受環(huán)境影響無(wú)法評(píng)估

空投水雷從入水開(kāi)始，就不斷受到海洋環(huán)境的干擾影響。沉底雷入水后的下沉至穩(wěn)定過(guò)程，會(huì)受到海流和涌的沖擊，使最終雷位與入水點(diǎn)發(fā)生偏移，偏移量的大小不僅與流速相關(guān)，而且還與海洋底質(zhì)相關(guān)。在硬質(zhì)海底，海流會(huì)引起水雷滾動(dòng)，甚至導(dǎo)致水雷誤動(dòng)作[3]。這些情況如果不能及時(shí)、準(zhǔn)確掌握，也將影響雷陣的效能。水雷在其戰(zhàn)斗期內(nèi)，海洋環(huán)境的背景噪聲、涌浪和磁場(chǎng)變化都會(huì)對(duì)水雷正常值更和目標(biāo)識(shí)別產(chǎn)生干擾，這些干擾輕則影響水雷對(duì)打擊目標(biāo)的識(shí)別判斷，重則會(huì)引起水雷的誤動(dòng)作。因此，要對(duì)水雷抗環(huán)境干擾能力進(jìn)行評(píng)估，既要能夠知道水雷在水下的最終雷位和布雷時(shí)的流速大小，還要全程采集并記錄影響水雷引信工作的海洋環(huán)境相關(guān)物理場(chǎng)信號(hào)。

2.3 水雷抗掃能力無(wú)法評(píng)估

水雷反水雷對(duì)抗演練是實(shí)戰(zhàn)化水雷戰(zhàn)訓(xùn)練的重要樣式。航空布雷兵力參與水雷反水雷對(duì)抗演練，一方面要檢驗(yàn)空投水雷的抗掃性能，這就需要能夠采集并記錄掃雷具產(chǎn)生的各類(lèi)型模擬艦船物理場(chǎng)信號(hào)，結(jié)合掃雷具信號(hào)對(duì)水雷引信動(dòng)作情況進(jìn)行分析，掌握水雷引信對(duì)掃雷具信號(hào)的響應(yīng)情況，進(jìn)而對(duì)水雷引信的抗掃能力進(jìn)行分析評(píng)估；另一方面，對(duì)抗演練中空投水雷也可以作為一個(gè)掃雷信號(hào)采集裝置，通過(guò)采集記錄掃雷具信號(hào)的時(shí)域和頻域特征，可以對(duì)掃雷具的艦船物理場(chǎng)模擬能力進(jìn)行比對(duì)分析。如果空投訓(xùn)練水雷的傳感器不能完整有效感知采集掃雷具信號(hào)，內(nèi)記儀不能將其記錄下來(lái)，那么其抗掃能力就無(wú)法評(píng)估，也不能為考察掃雷具實(shí)際效能提供數(shù)據(jù)支持。

3 實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練功能需求

為滿足實(shí)戰(zhàn)化對(duì)抗訓(xùn)練需要，空投訓(xùn)練水雷必須為水雷戰(zhàn)作戰(zhàn)效能評(píng)估提供各種數(shù)據(jù)支撐，并且適應(yīng)各種復(fù)雜條件下的投放入水要求。在傳統(tǒng)訓(xùn)練水雷基礎(chǔ)上，至少還應(yīng)具備以下功能。

3.1 空中彈道記錄功能

空中彈道記錄功能能夠把空投訓(xùn)練水雷從離機(jī)至入水這一階段空中的彈道軌跡復(fù)現(xiàn)出來(lái)，可以準(zhǔn)確標(biāo)注出空中滑翔過(guò)程中水雷任意時(shí)刻在三維空間的方位坐標(biāo)，空中彈道的終點(diǎn)即為水雷入水點(diǎn)。通過(guò)這樣一個(gè)彈道軌跡圖，可以直觀地看到水雷離機(jī)、開(kāi)傘、滑翔、入水等動(dòng)作，如果布雷精度出現(xiàn)問(wèn)題，可以通過(guò)分析動(dòng)作時(shí)機(jī)和實(shí)時(shí)方位查找具體原因，比如橫向風(fēng)修正不夠，降落傘開(kāi)傘時(shí)機(jī)不對(duì)等等，進(jìn)而為后續(xù)改進(jìn)投雷訓(xùn)練提供有力指導(dǎo)。空中彈道記錄功能可以利用加裝北斗系統(tǒng)終端設(shè)備加以實(shí)現(xiàn)，但同時(shí)也有幾個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題需要注意。北斗終端的啟動(dòng)和響應(yīng)需要數(shù)分鐘的時(shí)間[4]，而空投水雷大多為冷投放，因此要考慮提前對(duì)其進(jìn)行上電激活。因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)到達(dá)接收端時(shí)已非常微弱[5]，如果是機(jī)內(nèi)彈艙掛雷，還需考慮飛機(jī)機(jī)體對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的屏蔽和干擾。投放后，水雷在空中會(huì)出現(xiàn)傾斜、旋轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，終端設(shè)備在雷體上的安裝位置需要精心設(shè)計(jì)，確保接收信號(hào)不受自身姿態(tài)影響，保持北斗終端與衛(wèi)星的全程連通，保證彈道軌跡的完整性，同時(shí)，不得改變雷體原有的質(zhì)量和氣動(dòng)特性。

3.2 多源物理場(chǎng)信息采集和處理功能

智能水雷引信具備多物理場(chǎng)及深度探測(cè)和信號(hào)采集能力以及較強(qiáng)的信號(hào)處理能力[6]。為了充分發(fā)揮軍事訓(xùn)練效益，空投訓(xùn)練水雷要對(duì)實(shí)戰(zhàn)化條件下水雷引信系統(tǒng)工作情況進(jìn)行全面綜合評(píng)估。這就需要其不僅要像戰(zhàn)雷一樣能夠感知、識(shí)別目標(biāo)艦艇的物理場(chǎng)信息，還要能夠感知、識(shí)別海洋環(huán)境產(chǎn)生的物理場(chǎng)背景干擾和掃雷具產(chǎn)生的掃雷信號(hào)，也就是具備多源多類(lèi)型物理場(chǎng)信息的采集功能。當(dāng)前水雷反水雷裝備應(yīng)用的物理場(chǎng)信號(hào)主要有聲、磁、水壓等。針對(duì)這幾類(lèi)物理場(chǎng)而言，由于艦船目標(biāo)、海洋環(huán)境噪聲和掃雷具產(chǎn)生的機(jī)理不同，各種源頭信號(hào)的頻率特性、動(dòng)態(tài)范圍、空間分布和變化率都各不相同，空投訓(xùn)練水雷要準(zhǔn)確有效采集各種源頭的物理場(chǎng)信號(hào)，需要在原有的傳感器基礎(chǔ)上，針對(duì)海洋環(huán)境和掃雷具信號(hào)增設(shè)新的傳感器，或者重新設(shè)計(jì)研制一套能夠使用 3種源頭物理場(chǎng)信號(hào)采集需求的共用換能器。同時(shí)，還需要采集水雷的深度、姿態(tài)、引信動(dòng)作數(shù)據(jù)等信息，各類(lèi)信號(hào)的調(diào)理、采樣和存儲(chǔ)功能也需要一并設(shè)計(jì)和改進(jìn)。

3.3 水下定位和通信功能

水下定位和通信是訓(xùn)練水雷十分重要的功能，既能夠提高訓(xùn)練水雷的回收安全性，也能夠進(jìn)一步豐富訓(xùn)練功能。水下定位功能可以指示出空投訓(xùn)練水雷最后坐沉的雷位，通過(guò)與入水點(diǎn)的比對(duì)，能夠得出水雷入水下沉階段在涌浪作用下的位移偏差，能夠?yàn)楦訙?zhǔn)確地分析研究航空布雷精度提供有價(jià)值的參考，還可以在訓(xùn)練水雷未能順利上浮的情況下，為開(kāi)展定位打撈提供位置信息，提高訓(xùn)練水雷的安全性。水下通信功能可在一定距離內(nèi)與水面艦船進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向無(wú)線傳輸，能夠?qū)⒂?xùn)練水雷的引信工作狀態(tài)、采集的各種物理場(chǎng)測(cè)量狀態(tài)和信息及時(shí)傳回水面訓(xùn)練控制導(dǎo)調(diào)部門(mén)，也可向訓(xùn)練水雷實(shí)時(shí)下達(dá)控制指揮指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)訓(xùn)練水雷狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。基于對(duì)訓(xùn)練水雷的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以根據(jù)對(duì)抗訓(xùn)練的態(tài)勢(shì)，實(shí)時(shí)評(píng)估水雷的動(dòng)作可靠性、抗掃能力，以及掃雷具的實(shí)際表現(xiàn)等，及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練方案，使訓(xùn)練組織更加高效，訓(xùn)練效果更加直觀。

3.4 高強(qiáng)度雷體結(jié)構(gòu)

空投水雷通常使用帶降落傘空投或是設(shè)計(jì)特定的外形和副翼以增大阻力系數(shù)，降低水雷運(yùn)動(dòng)速度、調(diào)整水雷入水姿態(tài)[7]。當(dāng)飛機(jī)在高空（1 km以上）投雷時(shí)，水雷在空中有較為充裕的滑翔時(shí)間，通過(guò)減速和調(diào)整，往往能夠以較大姿態(tài)角和較小速度入水，雷體受到水的沖擊力較小，不會(huì)對(duì)雷體結(jié)構(gòu)和雷上電子設(shè)備產(chǎn)生不利影響。但是，高空投雷的弊端也十分明顯。一方面，水雷在空中滑翔的時(shí)間越長(zhǎng)，受風(fēng)的影響越大，水雷布放精度越低；另一方面，在攻勢(shì)布雷作戰(zhàn)時(shí)，高空投放水雷的飛機(jī)更容易被敵方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)，遭到防空火力打擊，布雷平臺(tái)的安全性將會(huì)受到嚴(yán)重威脅。為了提高航空布雷行動(dòng)的隱蔽性和布雷精度，有時(shí)需要在低空高速條件下投雷，這種情況下水雷入水時(shí)的速度大、姿態(tài)角小，雷體受到的撞擊力與入水速度的平方成正比[8]，巨大的入水沖擊對(duì)雷體結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部電子系統(tǒng)的強(qiáng)度提出了更高要求。為了開(kāi)展低空高速布雷科目訓(xùn)練，空投訓(xùn)練水雷的雷體結(jié)構(gòu)及其電子設(shè)備也必須能夠滿足高強(qiáng)度沖擊的需要。

4 結(jié)束語(yǔ)

功能完備的訓(xùn)練裝備是提高部隊(duì)訓(xùn)練質(zhì)量和效益的必要保證。部隊(duì)訓(xùn)練有層級(jí)、科目之分，不同訓(xùn)練層級(jí)和科目對(duì)訓(xùn)練裝備的功能需求也不盡相同。空投訓(xùn)練水雷可以根據(jù)部隊(duì)不同層級(jí)訓(xùn)練的內(nèi)容和要求，配置為簡(jiǎn)化版和全功能版兩個(gè)不同狀態(tài)，分別用于航空兵部隊(duì)單兵種訓(xùn)練和水雷反水雷多兵種對(duì)抗訓(xùn)練，進(jìn)一步提高訓(xùn)練裝備的適用性、保障性和經(jīng)濟(jì)性。