于丹丹
(海軍大連艦艇學院,遼寧大連 116018)
在海洋資源、海洋權益日益受到重視 的今天,魚雷作為最活躍、最具殺傷力的水中武器一直為人矚目。世界軍事強國為應對未來海戰的復雜形勢,無不利用當今先進技術研發裝備了各種新式反潛魚雷武器。我國于2011年開始了新型智能多速制輕型魚雷的研制工作。是順應武器裝備發展趨勢,滿足未來反潛作戰需求的迫切問題。
魚雷彈道是指魚雷從發射時起,至命中目標(或燃料耗盡)時止的魚雷運動軌跡。多速制輕型魚雷具有多種發射方式,不同發射方式下對應的彈道也各有不同,根據魚雷反潛過程的不同時段,可以把全彈道分為以下幾個階段,如圖1所示。
圖1 魚雷彈道組成
魚雷搜索彈道是反潛戰術研究的重要內容,對于多速制魚雷而言,彈道的設計需要關注以下幾點:一是搜索階段速度配置策略;二是主動聲自導裝置開機時機;三是發射提前角求解問題。
射擊方法的定義為:能保證在具體態勢的條件下殺傷目標的概率最高、從理論上經過論證并通過實踐檢驗的使用武器規則的總和。
魚雷射擊方法可分為以下幾種:有利提前角射擊方法、對目標現在位置射擊方法、對目標區域射擊方法、對機動目標射擊方法。
魚雷對潛攻擊過程又可分為接敵、發射、發射后機動3個階段,如圖2所示。
圖2 魚雷對潛攻擊過程示意圖
1.3.1 接敵階段
從戰斗警報發起到艦艇進入戰斗航向止為反潛接敵階段。
多速制魚雷射擊裝訂參數主要包括:射擊方式、海區深度及海況、初始搜索深度、一次轉角航向、二次轉角前直航距離、二次轉角航向、變速時機、自導開機時機等。
1.3.2 發射階段
艦艇進入戰斗航向起到魚雷發射離管為止為發射階段,此階段主要任務是實時修正戰斗航向和魚雷的準確發射。
1.3.3 發射后機動階段
魚雷發射出管后,反潛則進入發射后機動階段,此階段的主要任務是:確定機動方案,判明攻擊效果,再次攻擊準備。
以信息化為主導的世界新軍事變革快速發展,使得武器裝備性能和智能化程度大幅度提升,技術戰術參數指標也隨之有了質的飛躍,主要體現在航程的提升、發射平臺的多樣化、自導方式的多樣化、速制的變化、多目標識別能力、垂直命中、定向爆破、智能對抗等多個方面。國外部分高性能輕型魚雷部分技術參數如表1所示。
表1 國外輕型反潛魚雷性能表
2.1.1 注重魚雷反水聲對抗能力及目標識別能力
水聲對抗技術的發展迫使反潛作戰更加倚重魚雷本身的戰技戰術性能的提升,新式反潛武器本身就有較強的反水聲對抗和智能自導能力,歐美國家反潛作戰戰術更加倚重魚雷武器的先進性能以及魚雷對目標的智能化識別能力。
2.1.2 多速制高輕魚雷作戰使用注重魚雷彈道
國外在魚雷反水聲對抗彈道研究中,彈道規劃具有很強的針對性,注重再搜索彈道研究,為魚雷規劃設計了多種再搜索彈道,更加注重利用魚雷航程優勢,更加關注航程和自導作用距離、航程和目標命中概率等矛盾,力求在各個相互制約的矛盾之間尋找平衡點,以達到提升魚雷作戰效能的終極目標。
2.1.3 充分利用變速機制來提升魚雷反潛效果
變速是魚雷技術發展的一個重要理念突破,使用變速機制可以靈活地規劃魚雷攻擊彈道,增加魚雷攻擊的隱蔽性,提高魚雷反潛的成功率,多速制魚雷彈道速度配置策略總原則為:低速接近搜索目標,高速跟蹤摧毀目標。
2.1.4 發展多種魚雷射擊新方法,趨于聯合反潛和立體反潛
俄羅斯海軍主張實施區域反潛和要點反潛;美國及其盟國海軍確立立即攻擊和有準備攻擊;日本海軍經過長期發展形成的“九?十艦隊”反潛樣式,是驅護艦編隊的典型反潛樣式,其編隊編成在突出反潛能力的同時也充分重視防空和反潛能力的平衡。
外軍不僅在武器研發技術上領先,而且魚雷反潛作戰理論同樣超前,具有以下特點:注重新型反潛器材的使用;注重先敵發現、先敵攻擊;注重水面艦艇與艦載機的協同反潛等。
國內關于智能魚雷作戰使用的研究主要集中魚雷作戰效能評估、魚雷作戰使用樣式、射擊參數解算、魚雷彈道規劃設計、反水聲對抗彈道、目標識別技術等方面。我國自主研制的新一代輕型智能雙速制聲自導魚雷,具備反水聲對抗能力和多目標識別能力,可以使用多種平臺發射,自導方式靈活,且具有垂直命中目標能力,設計參數已經達到了當前國際先進水平,勢必成為21世紀我國反潛主戰武器之一。
2.2.1 魚雷作戰效能評估研究
武器裝備的作戰效能是武器裝備在規定的作戰條件下完成規定作戰任務的能力,近年來關于魚雷作戰效能研究工作國內開展的比較多[1-2]。該作戰效能評估同樣適用于多速制輕型魚雷。研究成果對于武備系統設計、系統技戰術參數設定、型號升級改造、武備使用環境條件等工作具有重大意義,對火控、戰術決策軟件開發具有理論指導作用。
2.2.2 國產雙速制魚雷直航搜索階段速度配置策略及變速時機的解算
趙正業在文獻[3]中提出魚雷設計時為解決魚雷航速與自導作用距離的矛盾,采用變速制,在魚雷到達預定目標區之前,采用高速制,到達預定目標區后采用低速制,近程階段,可再度轉為高速追擊。
胡宏燦在文獻[4]中提出魚雷速度配置策略應該考慮以下因素:一是魚雷與目標的陣位關系;二是魚雷自導方式;三是魚雷所處的彈道階段,是搜索階段、跟蹤階段還是末制導階段。在目標搜索階段,宜采用低速航行,如果采用主動自導工作方式,則通常采用高速制;當魚雷捕獲到目標進入跟蹤階段以后,應使用高速航行。
2.2.3 國產雙速制魚雷發射提前角及主動聲自導開機時機研究[5]
有利提前角的計算是魚雷反潛最重要的戰術任務之一,雙速制魚雷發射仍然要遵循這一指導性理論。
根據反潛理論,提前角的選擇在考慮雷目預定相遇點捕獲概率的同時,還要兼顧剩余航程的保留。良好海況下魚雷高速航行時,潛艇魚雷報警距離將大幅度增加,設定雙速制魚雷遠距離攻潛時的變速策略為:低速航行接近目標,當雷目距離等于潛艇魚雷低速魚雷報警距離時轉為高速航行,以便于跟蹤摧毀目標。基于此變速策略,魚雷主動聲自導裝置開機時刻定為雷目距離等于魚雷主動聲自導探測距離之時。
2.2.4 國產雙速制魚雷反水聲對抗彈道研究
我國在研究水聲對抗器材工作機理和潛艇對抗新型高性能智能聲自導魚雷攻擊方法的基礎上,基于國產雙速制輕型魚雷智能目標識別和變速功能,研究雙速型輕型魚雷反水聲對抗彈道的設計。
魚雷發射至命中目標(或燃料耗盡)整個彈道轉換如圖3所示。
圖3 反水聲對抗彈道轉換流程圖
潛艇性能的提升,反過來勢必促進魚雷武器的發展,高性能多速制輕型魚雷就是在這種背景下產生的。未來多速制輕型魚雷作戰使用發展方向具有以下特點:
(1)發展多功能擴展平臺,滿足多樣化任務執行能力;
(2)采用先進的噪聲控制技術發展潛艇隱身技術,通過有效降低自身噪聲水平,達到增加對方反潛難度的目的;
(3)利用高可靠性的電子設備和具有強大數據處理能力的芯片提高聲納探測系統的性能,使得模塊化分系統進一步向綜合化、自動化和一體化的方向發展;
(4)研發配備多種類型的水聲對抗器材,提升潛艇在實戰中的生存能力;
(5)采用新型高性能耐壓材料,擴大潛艇的活動范圍;
(6)配備多種類型的攻擊性武器,可以完成反潛、反艦、洲際戰略攻擊等多種戰術戰略任務,發展多種魚雷射擊新方法,使魚雷攻潛作戰使用更加趨于聯合反潛和立體反潛;
(7)作戰使用更加注重魚雷反水聲對抗能力及目標識別能力,不斷優化魚雷直航搜索彈道速度配置策略,更加注重魚雷彈道,并充分利用變速機制來提升魚雷反潛效果。
國內針對多速制高性能輕型魚雷的研制工作仍在進行中,針對新型多速制輕型魚雷作戰使用方面的研究也較少。國產多速制輕型魚雷的多速、目標的智能識別等新特性為魚雷作戰使用研究帶來了新的挑戰,亟需展開研究。