P-8A反潛巡邏機聲納浮標戰術應用分析及情報支援研究

劉東青,任喜珂,姜 磊,孫陳剛

(解放軍95510部隊,貴州 貴陽 550025)

0 引 言

近年來,美P-8A反潛巡邏機頻繁在南海對我進行偵察監視,持續感知戰場態勢,強化水下目標監控,采取降高戰術動作,在我潛艇活動區域或重要水域航道投放浮標、接收聲納信號以進行搜潛,目的是跟監封堵、壓縮規制我水下兵力活動,對我軍事信息安全和空防戰備構成較大威脅和挑戰[1]。

1 P-8A反潛巡邏機聲納浮標及主要特點

P-8A反潛巡邏機配備有120枚聲納浮標,用于探測水下目標,裝載量比P-3C增加約50%。P-8A反潛機聲納浮標主要有被動定向浮標、垂直線列陣浮標、主動定向浮標、擴展陣浮標、聲源浮標、海洋環境噪聲測量浮標、溫度-深度測量浮標等類型[2],如圖1所示。

圖1 美軍聲納浮標裝備發展歷程

1.1 理念先進,體系成熟

美軍現役聲納浮標采用全數字化設計,浮標數據傳輸、信號處理、操作控制等方面實現了高效精確;采用模塊化設計,形成了技術成熟的固定模塊,如無線電發射裝置、GPS模塊、指向性頻率分析與記錄傳感器、變深裝置等,硬件穩定性、通用性高,產品更新與維護效率均得到提升;采用體系化設計,不斷充實改進聲納浮標裝備體系,主被動探測能力平衡發展,適用范圍覆蓋深海、淺海,貫穿潛艇活動水層,可有效應對高噪聲環境和安靜型目標。

1.2 技術密集,性能先進

美軍現役聲納浮標被動接收方面,依托成熟的矢量水聽器技術,實現了單枚浮標被動定向功能;依托垂直線列陣、水平擴展陣波束形成技術,提高了被動聲納浮標的接收增益和指向性精度[3]。主動發射方面,采用垂直線列陣發射技術、發射水聽器頻率通用技術及高功率電池技術,提升了主動聲納浮標的發射聲源級、發射頻率選擇性和發射時長,實現了對潛艇的高精度快速定位。主動增程方面,使用低頻聲源發射技術、信號兼容接收處理技術,使被動聲納浮標具備了主動增程和組成多基地探測系統的能力,進而采用多普勒背景檢測技術,進一步提升了對潛探測效能。

1.3 功能豐富,協同探測

美軍現役聲納浮標通常為單枚浮標集成多種功能,每種功能又提供多種選項。通過手動和遙控參數設置技術,可快速設置和實時調整浮標工作參數。通過組合設置無線電通道、工作時間、深度、頻率、模式、發射波形、功率、時間等參數,單枚浮標可為作戰使用提供豐富選擇,可靈活應對戰場環境變化、目標機動等。作戰中,美軍聲納浮標之間、浮標與不同平臺之間可實現協同探測,可實現水下多層次、立體化布設,主被動聯合、多基地探測及水面、空中多平臺信息共享與協同。

2 P-8A反潛機位南海活動的主要威脅

從2021年美P-8A在南海活動情況來看,P-8A執行任務時更側重對海、對潛偵察監視[4]。根據作業海域的實際氣象條件,P-8A習慣選擇60 m的最佳飛行高度,使用警戒雷達、電子偵察儀或紅外偵察儀,飛抵目標區上空對目標進行大范圍搜索。搜索過程中P-8A一般先依靠雷達偵察潛艇露出水面的通氣管和潛望鏡,如果潛艇完全潛入水下,則依靠目力觀測;同時,還可以通過廢氣分析儀探測潛艇排放的廢氣來發現潛艇。當P-8A型巡邏機發現潛艇活動跡象時,即布設主動聲納浮標或主、被動聲納浮標陣,飛機則在浮標陣附近飛行,監控聲納浮標信號,進一步查明潛艇。當發現疑似目標時,則使用探測水文環境的聲納浮標來測定水文要素,以判明潛艇位置。

2.1 平時采集我聲紋特征

美軍依托水下監控體系對我潛艇實施常態化偵察監視,聲納浮標是其平時獲取我潛艇聲紋特征的有效手段之一。美軍現役聲納浮標中,AN/SSQ-53F與AN/SSQ-77C均具有頻率分析與記錄功能,尤其是AN/SSQ-53F配備變深帶校準全向傳感器(CO),工作頻段為5 Hz～20 kHz,十分適合聲紋數據采集,且裝備數量極為龐大。P-8A經常在對我潛艇偵察監視過程中投放此類浮標,對我潛艇航行噪聲數據進行隱蔽采集。

2.2 戰時威脅我水下安全

美軍發現我潛艇活動征候時,反潛巡邏機應召反潛,聲納浮標系統是其重要探潛手段之一,與磁探儀配合使用時探潛效能顯著。美軍使用聲納浮標搜潛時,首先使用AN/SSQ-36B獲取任務海區0～800 m深度范圍內的聲速梯度剖面;然后根據聲傳播特點快速部署浮標,可單枚也可成陣;最后結合科學制定的操作流程和航空反潛的高機動優勢,使被重重包圍的水下潛艇幾乎無所遁形[5]。戰時,這將對我遂行重要任務的潛艇構成致命威脅。

3 P-8A聲納浮標戰術運用分析

綜合多源情報、理論研究分析及美P-8A飛機作戰使用特點,綜合研判可得出P-8A反潛巡邏機在南海活動期間的戰術使用規律。

3.1 在南海活動期間,P-8A在途經航道進行反潛作業

據南海態勢感知網消息,2020年12月8日美共出動4架P-8A飛機在南海進行活動,如圖2所示。通過分析反潛浮標信號出聯時段,結合P-8A飛機作戰使用特點,可知第1架次P-8A飛機主要完成對我南海方向常態偵察及浮標投放位置的戰場環境監測,第2架次P-8A飛機低空工作主要是完成浮標投放及反潛探測,第3、4架次P-8A飛機通過不同距離、不同高度、不同角度對美“麥金島”號兩棲攻擊艦編隊途經航道側翼進行反潛作業。據此判斷美此次頻繁出動P-8A飛機的目的在于反潛作業,以防范我潛艇對其編隊側翼構成威脅,進而確保其艦船編隊航道安全和兵力行動自由。

圖2 2020年12月8日P-8A南海活動期間反潛作業示意圖

3.2 反潛作業流程管控嚴格,通常多架次分時段協同完成任務

一方面,P-8A反潛作業流程管控嚴格,P-8A在任務結束后立即關閉浮標信號。2021年1月5日,當我偵察力量進入有效偵獲距離時,浮標上行信號陸續消失,當反潛任務完成后立即下傳自毀控制指令,及時將浮標沉入海底自毀,意在防范我有效偵收,防止泄密或被我打撈;另一方面,P-8A赴南海實施反潛作業期間,通常多架次、分時段協同完成偵察和反潛任務,頻繁在我南海活動,以探測我水下目標活動情況,如圖3所示。

3.3 配合艦載聲納系統反潛,構成多基地多平臺聯合探測網絡

多基地探測是指在一定范圍內的聲納設備以收發分置的模式進行探測,其可進一步分為單平臺和多平臺2種模式。前者是利用一個平臺上搭載的多個聲學傳感器進行聯合探測;后者是利用海、陸、空、天各種平臺所搭載的聲學傳感器進行全方位的聯合探測,可形成廣闊、機動的探測網絡。

目前,艦殼(艇載)聲納可以和機載聲納、拖曳陣聲納、舷外投放的以及無人航行器搭載的聲學傳感器等組成多基地探測系統,也可進一步在艦艇平臺間組成編隊多基地聲納系統,甚至可與固定式海底聲納網絡組成多基地聲納。這就擴大了水下戰的監視范圍,并提高了整體探測效率。當前對多基地聲納系統的研究早已跨越了對探測性能的理論分析和仿真研究階段,轉入以作戰需求為背景,圍繞其核心技術及構成系統所需的相關支撐技術,對探測、跟蹤、信息融合、通信、性能評估、戰術使用及配置模式等開展了全方位的深入研究。

3.4 被動定向浮標南北布陣,2類控制指令交替使用,功能互補

使用浮標時,通常按南北方向布陣,目的是最大限度地覆蓋水下目標。此外,在浮標探測搜潛任務中,各類控制指令使用密集,且CFS、CSG 2類指令存在較為普遍的混合使用情況。CSG指令使用較多,用于控制浮標發出各種類型的主動探測聲納脈沖;CFS指令使用相對較少,用于補充CSG指令無法實現的控制操作。2類指令交替使用,功能互補,實現多型聲納浮標同時控制使用。

3.5 聲納浮標布陣方式靈活,布陣策略依據目標動向臨機調整

陣內浮標數量主要取決于目標機動情況,通常目標航向不變或變化較小時,布設3～4枚浮標;目標航向變化較大時,往往根據實際情況適時增加浮標數量。同時,為避免丟失接觸,可在目標航向上布設至少2道浮標陣。若相鄰浮標陣均未發現目標,為恢復接觸,會布設包圍型浮標陣,浮標陣型及半徑主要由反潛巡邏機應召滯后時間決定。

4 對美聲納浮標陣干擾作戰運用研究

應對美軍現役聲納浮標應按照體系作戰要求,從戰術、技術2個層面綜合布局,從干擾預防、航線規避和突破手段3個方面,對P-8A反潛巡邏機聲納浮標提出針對性電子對抗情報支援策略,防止其對我潛艇噪聲數據進行有效采集和對我出航潛艇進行連續的跟蹤監視。

4.1 做好綜合防范,有效預防遭遇

當前我潛艇在遭遇美P-8A等機動平臺應召搜索時,依靠現有對抗手段和機動能力很難做到有效突破。建議采取以下防范策略:

一是注重行動保密和情報迷惑。要加強潛艇行動的保密性,切實做好防間保密工作,加快潛艇母港及周邊反偵察建設。

二是加快推動潛艇降噪、消音、消磁技術突破。要積極抓住軍民融合發展的契機,克服體制弊端,用好地方科技力量和技術成果,為潛艇隱身技術突破創造條件。

三是大膽創新潛艇行動樣式。我潛艇兵力要靈活變通,科學規劃,在行動樣式上少依循舊例,多大膽創新,使美軍對我捉摸不定,難以把控。

4.2 積累敵情特征,做好研究工作

要在對抗美軍現役聲納浮標中取得效果,就必須做足準備:

一是要加強美軍現役聲納浮標相關資料積累。通過公開或非公開渠道搜集資料,交叉印證,摸清美軍聲納浮標裝備性能參數、使用流程、戰術使用等。

二是加強海洋環境數據資料積累。在我艦艇出航時,要重視海洋水文數據采集,同時要加快對采集數據的整理分析和成果轉化,使我軍潛艇對活動區域的海洋環境提前掌握,便于利用不利于探測的環境因素達到對抗目的。

三是加強對潛艇規避聲納浮標探測的機理研究。聯合科研院所對浮標垂直向、水平向探測盲區建模研究,依靠定量計算為我潛艇選擇機動規避動作提供理論依據,結合訓練對其有效性進行驗證。

4.3 發展對抗技術,豐富突破手段

無論是平時還是戰時,要有效應對美軍現役聲納浮標,都離不開對抗技術的支持,主要可從以下3個方面著手。

一是要加強無線電通信干擾能力。研制專門的無線電干擾設備,安裝在水面艦艇或特種飛機上,平時干擾美軍聲納浮標,戰時掩護我潛艇突破封鎖。

二是加快水聲對抗能力形成。研制新型聲誘餌,在模擬潛艇噪聲、回波、運動要素逼真度上下功夫,發展可變深、大功率、自航式聲干擾設備,通過偵察主動信號自主進行同頻干擾,進行精準壓制。

三是積極探索聯合作戰方法。在應對美軍聲納浮標探測時,我軍潛艇不能單打獨斗,要依靠聯合作戰體系,借助空中牽制和水面干擾與敵周旋,尋找生機。

5 結束語

未來,P-8A反潛巡邏機將持續在南海頻繁投放聲納浮標,以對我偵察監視,持續感知戰場態勢,強化水下目標監控,目的是跟監封堵、壓縮規制我水下兵力活動,對我軍事信息安全和空防戰備構成較大威脅。我們需要加快對其進行深入的情報偵察和分析研究,進一步掌握其聲納浮標布陣方式、戰術應用及作戰使用特點,為未來可能的軍事斗爭做好準備。