一種艦載反魚雷深彈武器系統(tǒng)設(shè)想

【裝備理論與裝備技術(shù)】

一種艦載反魚雷深彈武器系統(tǒng)設(shè)想

閆巖a, 趙向濤b

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

摘要：使用硬殺傷器材對(duì)抗魚雷是目前水面艦艇在魚雷防御作戰(zhàn)中需要重點(diǎn)解決的問題之一。介紹了國外艦載反魚雷深彈的發(fā)展現(xiàn)狀和典型代表武器。從作戰(zhàn)使用的角度出發(fā)，分析了限制反魚雷深彈作戰(zhàn)效能的因素，研究了武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮的問題并給出改進(jìn)建議，同時(shí)提出了一種水面艦艇反魚雷深彈武器系統(tǒng)設(shè)想，說明了各組成模塊的功能和武器系統(tǒng)的基本作戰(zhàn)過程。

關(guān)鍵詞：水面艦艇；反魚雷深彈；武器系統(tǒng)；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(zhàn)術(shù)研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.09.010

中圖分類號(hào)：TJ650.1

文章編號(hào)：1006-0707(2015)09-0038-04

收稿日期：2015-03-05

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51475189)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)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(tǒng)設(shè)想[J].四川兵工學(xué)報(bào)，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(duì)水面艦艇的生存構(gòu)成了巨大威脅，其具有高航速、遠(yuǎn)航程、強(qiáng)殺傷力等戰(zhàn)術(shù)使用特點(diǎn)。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(xiàn)代魚雷中復(fù)合制導(dǎo)方式、低噪聲、目標(biāo)識(shí)別技術(shù)等反對(duì)抗措施的運(yùn)用，魚雷抗干擾和識(shí)別真假目標(biāo)的能力顯著增強(qiáng)，加之魚雷防御作戰(zhàn)涉及因素多、技術(shù)難度大，水面艦艇僅依靠傳統(tǒng)的聲誘餌、氣幕彈等軟對(duì)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(fā)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(fā)展的反魚雷魚雷最具代表性[1]。

1國外艦載反魚雷深彈現(xiàn)狀

火箭式深彈作為傳統(tǒng)反潛武器具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此，前蘇聯(lián)及俄羅斯一直重視發(fā)展。他們于20世紀(jì)五六十年代先后研發(fā)出PBy-1200和PBy-2500反潛系統(tǒng)，深彈配有主動(dòng)聲非觸發(fā)引信，最大射程可達(dá)2 800m[2,3]。20世紀(jì)70年代，伴隨聲納裝備及潛射自導(dǎo)魚雷的出現(xiàn)，使得潛艇可以在遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并發(fā)起攻擊，水面艦艇已很難快速接近潛艇進(jìn)行打擊，于是他們以增加深彈射程的方式研發(fā)了PBy-6000系統(tǒng)，它最大射程可達(dá)5 700m，彈體配備主動(dòng)聲非觸發(fā)引信并加裝自導(dǎo)裝置，采用12管發(fā)射[3]。通過實(shí)際運(yùn)用，他們并不滿意對(duì)抗效果。原因一是發(fā)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(zhàn)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(dǎo)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(fèi)比不高。但俄羅斯并未因此放棄深彈，而是將它向多用途發(fā)展，應(yīng)用于艦載火箭式反魚雷系統(tǒng)，很值得借鑒。

深彈作為反魚雷武器，具有如下特點(diǎn)：① 造價(jià)低廉，成本較低。② 是硬殺傷武器，能對(duì)來襲魚雷直接進(jìn)行殺傷，避免了自導(dǎo)魚雷利用航程優(yōu)勢和自身再搜索能力再次威脅艦艇的可能。③ 爆炸時(shí)產(chǎn)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(dǎo)魚雷迷惑或丟失目標(biāo)，從而達(dá)到軟殺傷的效果。④ 易于在淺海使用。俄羅斯于20世紀(jì)80年代末期發(fā)展了其獨(dú)具特色的系統(tǒng)PBy-12000[3-5]：它是國外首個(gè)為航母設(shè)計(jì)的高效魚雷防御硬殺傷系統(tǒng)，目前已裝備“庫茲涅佐夫”航母及“基洛夫”級(jí)巡洋艦等大型水面艦艇，主要包括主被動(dòng)聯(lián)合魚雷報(bào)警聲納、UDAV-1或RBU-1000深彈發(fā)射系統(tǒng)及相應(yīng)的對(duì)抗器材?？梢詫⒙曊T餌發(fā)射到3km遠(yuǎn)的魚雷航道附近，引誘魚雷遠(yuǎn)離目標(biāo)，也可將深彈布放到來襲魚雷的航道上，組成懸浮防雷網(wǎng)，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(duì)抗魚雷存在的問題及改進(jìn)建議

2.1存在問題

2.1.1武器作戰(zhàn)使用受限于艦載探測平臺(tái)

水面艦艇魚雷報(bào)警聲納警戒跟蹤能力有限。目前的魚雷報(bào)警聲納多以被動(dòng)方式工作，對(duì)來襲魚雷難以快速定位，并且它不能直接給出目標(biāo)距離信息，采用各種算法間接給出的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素誤差比較大[6,7]。加之淺海環(huán)境對(duì)聲傳播不利，背景噪聲和混響大，聲納對(duì)目標(biāo)的探測、識(shí)別、跟蹤和定位更加困難，因而艦艇通常很難準(zhǔn)確獲得目標(biāo)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(fā)射時(shí)機(jī)、發(fā)射瞄準(zhǔn)點(diǎn)、發(fā)射數(shù)量及間隔等射擊諸元的重要依據(jù)。

2.1.2武器作戰(zhàn)使用受限于自身戰(zhàn)技性能

火箭深彈作戰(zhàn)半徑小，殺傷范圍有限。通常深彈對(duì)魚雷的殺傷半徑只有幾十米[8]，加上其發(fā)射時(shí)存在不可避免的縱向、橫向散布誤差、對(duì)來襲魚雷航跡、彈道預(yù)測散布偶然性大、魚雷報(bào)警聲納遠(yuǎn)距離對(duì)目標(biāo)定位誤差等因素，這使得艦艇不得不最大限度發(fā)射以有效遮蓋魚雷運(yùn)動(dòng)要素誤差，導(dǎo)致彈藥消耗過大。那么如何確定深彈的裝藥量與攜彈基數(shù)才能使防抗效果最優(yōu)？系統(tǒng)怎樣改進(jìn)才能使抗擊時(shí)間最短？這些問題如果解決不當(dāng)，就不能有效殺傷魚雷。

2.1.3武器作戰(zhàn)使用受限于艦載發(fā)射平臺(tái)

伴隨魚雷防御作戰(zhàn)對(duì)象和作戰(zhàn)環(huán)境的復(fù)雜多變，未來魚雷防御武器系統(tǒng)必定朝向集成化、多層次方向發(fā)展[6,9]，多種對(duì)抗器材勢必會(huì)采取共架、共管或共控發(fā)射技術(shù)。而深彈武器所需的發(fā)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(xiàn)代艦艇。那么諸如如何在保證武器殺傷效能的前提下設(shè)計(jì)彈體以適應(yīng)發(fā)射裝置的通用化？反魚雷深彈同其他功能單一的對(duì)抗器材如何使用效果最好等問題，都應(yīng)是裝備頂層設(shè)計(jì)者和指揮員不應(yīng)忽視和回避的問題。

2.2改進(jìn)建議

2.2.1提高艦載探測平臺(tái)對(duì)目標(biāo)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(zhǔn)確，而且要求發(fā)射時(shí)機(jī)準(zhǔn)確。發(fā)射過早，則深彈陣可能在魚雷到達(dá)之前已經(jīng)自毀；發(fā)射過晚，則魚雷可能已經(jīng)穿過深彈陣，而發(fā)射時(shí)機(jī)是否得當(dāng)很大程度上取決于艦載水聲站對(duì)目標(biāo)的定位能力。解決問題可從兩方面考慮：

1) 從探測平臺(tái)配置的角度出發(fā)，利用主被動(dòng)聯(lián)合拖曳陣聲納和艦殼聲納合并成一個(gè)完整的系統(tǒng)，通過采用基元數(shù)目眾多的長線陣實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的遠(yuǎn)距離識(shí)別探測[10]，充分發(fā)揮艦艇艦艏陣和拖曳線列陣的多頻段優(yōu)勢。

2) 從作戰(zhàn)使用的角度出發(fā)，應(yīng)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(huì)受到海流影響而出現(xiàn)偏航，進(jìn)而影響魚雷報(bào)警聲納測向的精度；拖曳過短，則拖纜可能會(huì)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(yīng)確定合適的拖纜長度以有效發(fā)揮拖曳線列陣的戰(zhàn)術(shù)作用。

2.2.2提高武器的設(shè)計(jì)指標(biāo)，適應(yīng)未來綜合防御魚雷趨勢的需要

當(dāng)前國內(nèi)外魚雷防御作戰(zhàn)體系的構(gòu)建無論是從對(duì)抗器材的配置來看，還是從武器系統(tǒng)、發(fā)射裝置的設(shè)計(jì)來講，都趨向于綜合使用軟硬對(duì)抗器材多層次防抗魚雷。首先，反魚雷深彈的設(shè)計(jì)指標(biāo)在彈體滿足發(fā)射裝置尺寸標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)應(yīng)適應(yīng)武器系統(tǒng)綜合防御魚雷在遠(yuǎn)、中、近等區(qū)域射程上的需要；其次，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有深彈進(jìn)行合理的改進(jìn)(例如彈體采用聲探測引信、加裝自導(dǎo)或誘騙裝置、配有充氣裝置及自控系統(tǒng))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(shí)現(xiàn)從“點(diǎn)殺傷”到“域殺傷”效果。此外，還應(yīng)通過充分地研究論證，確定合適的攜彈基數(shù)。若彈體小，作用距離近，應(yīng)攜帶較大基數(shù)盡量滿足布陣寬度的需要；彈體大，作用距離遠(yuǎn)，可攜帶較小基數(shù)盡量不影響其他對(duì)抗器材的攜彈量；最后，應(yīng)改裝發(fā)射裝置(如使用箱式發(fā)射裝置)并配置在艦艇兩舷的中后部[2,5]，以有效結(jié)合艦艇規(guī)避機(jī)動(dòng)等戰(zhàn)術(shù)手段的運(yùn)用及消除射界限位對(duì)武器作戰(zhàn)使用的影響。

2.2.3提高火力控制單元的性能，發(fā)展多功能系統(tǒng)

隨著水聲對(duì)抗體系作戰(zhàn)的發(fā)展，深彈系統(tǒng)在未來應(yīng)具備接收、處理及融合多基站、多平臺(tái)、多系統(tǒng)信息的能力，能在火力控制的基礎(chǔ)上增加作戰(zhàn)指揮和戰(zhàn)術(shù)輔助決策功能，特別是在魚雷防御作戰(zhàn)中，艦艇發(fā)現(xiàn)目標(biāo)距離往往很近，留給系統(tǒng)反應(yīng)的時(shí)間有限。因此，控制單元應(yīng)建立完備的目標(biāo)威脅數(shù)據(jù)庫，可顯示敵我態(tài)勢并使用戰(zhàn)術(shù)軟件在較短時(shí)間內(nèi)解算射擊諸元，選擇射擊方式，為指揮員提供最優(yōu)化的射擊陣位等數(shù)據(jù)和建議，實(shí)現(xiàn)控制發(fā)射裝置在全自動(dòng)、半自動(dòng)以及手動(dòng)等工作方式下的抗擊多批來襲目標(biāo)的能力。

3一種反魚雷深彈武器系統(tǒng)設(shè)想

3.1系統(tǒng)構(gòu)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(shè)想一種反魚雷深彈系統(tǒng)如圖1所示，該系統(tǒng)高度集成，主要由火力控制模塊、發(fā)控模塊、發(fā)射裝置和反魚雷深彈組成。

圖1　反魚雷深彈武器系統(tǒng)構(gòu)成

1) 火力控制模塊

該控制單元主要通過系統(tǒng)信息處理單元及系統(tǒng)信息接口與艦載作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)相聯(lián)系。主要完成對(duì)目標(biāo)的威脅判斷、生成對(duì)抗方案、進(jìn)行射擊要素計(jì)算、裝訂射擊諸元并控制發(fā)射裝置發(fā)射反魚雷深彈。

2) 發(fā)控模塊

本模塊主要實(shí)現(xiàn)武器系統(tǒng)的備用或應(yīng)急發(fā)射。當(dāng)火力控制單元故障或作戰(zhàn)態(tài)勢緊急情況下可完成對(duì)發(fā)射裝置及反魚雷深彈的手控操作。

3) 反魚雷深彈發(fā)射裝置

武器系統(tǒng)可采用2種深彈發(fā)射裝置[2]：一種是實(shí)現(xiàn)與火箭助飛魚雷和火箭式魚雷誘餌發(fā)射裝置共架；一種是實(shí)現(xiàn)箱式發(fā)射，取消龐大的輸彈裝置。

4) 反魚雷深彈[2,3,5,11]

對(duì)艦載火箭深彈的研發(fā)和改進(jìn)應(yīng)充分借鑒諸如俄羅斯等國的經(jīng)驗(yàn)，以提高武器戰(zhàn)技性能和適裝性為目的走多用途道路。本研究設(shè)想的反魚雷深彈可配備充氣閥，深彈發(fā)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(fā)現(xiàn)并殺傷目標(biāo)，性能指標(biāo)如表1所示。

表1　反魚雷深彈技術(shù)指標(biāo)

3.2武器系統(tǒng)基本作戰(zhàn)過程

作戰(zhàn)過程如圖2所示。系統(tǒng)信息處理單元可與作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)交互，接收艦艇平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程潛艇威脅信息、友鄰艦艇信息及聲納站目標(biāo)告警信息，利用信息融合技術(shù)處理數(shù)據(jù)，與反潛武器系統(tǒng)共享后傳送給火力控制模塊，火控系統(tǒng)迅速進(jìn)行威脅判斷、生成對(duì)抗方案、進(jìn)行射擊要素解算、裝訂射擊諸元并控制發(fā)射裝置發(fā)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(fā)聲引信探測目標(biāo)，當(dāng)魚雷進(jìn)入其引信作用范圍內(nèi)引爆戰(zhàn)斗部。

圖2　反魚雷深彈對(duì)抗魚雷示意圖

4結(jié)論

當(dāng)前，潛射魚雷嚴(yán)重威脅著水面艦艇的生存。為應(yīng)對(duì)自導(dǎo)性能更先進(jìn)、攻擊范圍更大、抗干擾能力更強(qiáng)的魚雷攻擊，水面艦艇僅憑借水聲對(duì)抗系統(tǒng)和機(jī)動(dòng)規(guī)避措施還遠(yuǎn)達(dá)不到要求。可以預(yù)見，如能改進(jìn)現(xiàn)役火箭深彈系統(tǒng)，提高其自動(dòng)化程度，減少系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間和深彈落點(diǎn)散布，采用聲引信近距離爆炸技術(shù)等，最終會(huì)形成水面艦艇極具特色的火箭深彈反魚雷作戰(zhàn)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(huì)對(duì)未來魚雷防御體系作戰(zhàn)效能的提升發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]田恒斗,侯寶娥,趙紅光,等.懸浮式深彈反魚雷武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能試驗(yàn)評(píng)估方法[J].火力與指揮控制,2014,39(9):122-125.

[2]尤曉航.艦載深彈武器系統(tǒng)發(fā)展思路探討[J].指揮控制與仿真,2006,28(3):1-5.

[3]龔濰.從俄海軍火箭深彈的現(xiàn)狀談對(duì)火箭深彈發(fā)展的思考[J].水雷戰(zhàn)與艦船防護(hù),2000(3):50-52.

[4]肖昌美,李恒,彭佩.國外水面艦艇魚雷防御系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].魚雷技術(shù),2014,22(2):150-156.

[5]吳曉海,謝國新,趙志軍.利用火箭深彈系統(tǒng)攔截魚雷的技術(shù)改進(jìn)方法探析[J].指揮控制與仿真,2007,29(2):14-21.

[6]黃鑫,龔佳.水面艦艇反魚雷系統(tǒng)發(fā)展趨勢分析[J].聲學(xué)與電子工程,2010(4):46-49.

[7]丁振東.反魚雷魚雷關(guān)鍵技術(shù)探討[J].魚雷技術(shù),2007,2(1):6-11.

[8]陳敬軍.魚雷防御系統(tǒng)中不斷出現(xiàn)的硬殺傷能力[J].聲學(xué)技術(shù),2013,32(5):439-444.

[9]陳顏輝,王在剛,洪浩.水面艦艇綜合防御潛射魚雷理論分析[J].火力與指揮控制,2014,39(1):71-74.

[10]陳敬軍.國外水面艦艇魚雷防御系統(tǒng)的構(gòu)建問題探析[J].聲學(xué)技術(shù),2014,33(1):79-84.

[11]陳春玉.反魚雷技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.

(責(zé)任編輯唐定國)