國外航空反潛裝備現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢*

胡 平 顧雪峰 劉 凱 唐 勇

（1.海軍工程大學艦船與海洋學院 武漢 430033）（2.武漢東湖學院機電工程學院 武漢 430212）

1 引言

隨著各國潛艇兵力的發(fā)展，反潛成為各國的重要課題。航空反潛是重要的反潛方式，反潛飛機機動性較強、作戰(zhàn)半徑較大；航空搜潛設(shè)備探測效率高、背景影響??；航空反潛魚雷攻潛命中概率高、突發(fā)性強。而潛艇相當于反潛飛機來說，其特點是機動性能較差、對空探測能力較弱、對空攻擊武器較少。所以相對于潛艇反潛和水面艦艇反潛來說，飛機反潛具有難以比擬的優(yōu)勢[1～2]。

2 航空反潛平臺發(fā)展趨勢

航空反潛平臺的分類，按照保障基地來說包括岸基反潛飛機和艦載反潛飛機。按照飛行方式來說包括固定翼反潛巡邏機和反潛直升機。按照有無人員駕駛來說包括有人駕駛反潛飛機和無人駕駛反潛飛機。比較常見的航空反潛平臺包括反潛直升機、固定翼反潛巡邏機和反潛無人機等，而固定翼反潛巡邏機又包括艦載型和岸基型[3～7]。

2.1 岸基固定翼反潛巡邏機

岸基固定翼反潛巡邏機以陸地機場為保障基地，具有航速高、載重量大、搜潛裝備多、攻潛武器多等特點，是世界各國的主要航空反潛平臺。

1）遠程化，提高了反潛作戰(zhàn)半徑

近年來，反潛巡邏機的航程增大、留空時間提高，使得反潛作戰(zhàn)半徑和控制區(qū)域顯著增大。由于采用了噴氣式飛機作為載機平臺，P-8A反潛機在巡航速度和任務航程等性能指標方面全面超越采用渦槳動力的P-3C反潛機，相比P-3C反潛機，P-8A反潛機的最大航程由7600余千米提高到9200千米。

2）大型化，提高了反潛裝備攜帶量

相比P-3C反潛機，P-8A反潛機的最大起飛重量由64t提高到85t，P-1反潛機的最大起飛重量接近80t，俄羅斯下一代反潛機圖-214反潛機最大起飛重量為110t。最大起飛重量增大，可有效提高探測裝備和攻擊武器的攜帶量。

3）高空化，提高了反潛作業(yè)安全性

反潛巡邏高度提高，可擴大監(jiān)視區(qū)域，還可應對作戰(zhàn)能力日益提高的潛射防空導彈。P-3C反潛機的最大巡航高度為8600m，但進行魚雷攻擊時必須下降到150m，圖-142反潛機使用АПР反潛導彈時需下降到500m～600m高度。低空俯沖投彈所導致機體壽命縮短和燃油消耗增大，還容易遭到敵潛艇和水面艦艇的攻擊。P-8A反潛機的最大巡航高度可達12500m，正在開展高空反潛試驗，其核心思想是反潛飛機位于高空投放聲納浮標，采用無人機攜帶磁探儀對潛探測，并采用滑翔翼投放魚雷對潛攻擊。

4）高機動，提高了反潛多任務能力

近年來，反潛飛機航速包線不斷增大，即最大航速增大，巡邏反潛速度降低，且低空機動性能更強。最大航速增大，可提高抵達戰(zhàn)區(qū)的快速性，應召反潛時可減小目標散布誤差，提高對潛探測效率和魚雷攻擊效能；反潛巡邏速度和最小飛行高度降低，可提升磁探儀、雷達、紅外設(shè)備、廢氣探測儀和電視的目標發(fā)現(xiàn)概率。相比P-3C反潛機，P-8A反潛機最大速度由761km/h提高到907km/h，低空巡邏速度由381km/h降低到333km/h，并具有60m高度戰(zhàn)術(shù)機動的飛行能力。

2.2 艦載固定翼反潛巡邏機

相比岸基反潛巡邏機，艦載固定翼反潛巡邏機巡邏時間短、反潛控制區(qū)域小、武器攜帶量小、可靠性低，維護成本高。水面艦艇編隊附近高噪聲條件下，相比艦載反潛直升機，艦載固定翼反潛機的聲納浮標比吊放聲納搜潛距離近、精度低，聲納浮標和武器攜帶量優(yōu)勢也不明顯?；谝陨显?，20世紀50年代服役的英國的Gannet“塘鵝”、法國的Alize“貿(mào)易風”、美國的Tacker“追蹤者”航母艦載巡邏機早已退役，美軍航母上的S-2/S-3飛機于1999年拆除反潛設(shè)備，2009年全部退役。

2.3 艦載反潛直升機

艦載反潛直升機通過載艦平臺實現(xiàn)了全球海域到達，相對水面艦艇具有快速到達，探測效率高的特點，有效擴大了水面艦艇的反潛控制區(qū)域。國外海軍現(xiàn)役艦載反潛直升機主要有美國的SH-60B/F“海鷹”和 MH-60R“攻擊鷹”，俄羅斯的卡-27“蝸牛”直升機、歐洲的 EH-101“灰背隼”和NFH-90直升機等。

1）通用化，提高反潛載荷重視度

國外艦載反潛直升機正在通過發(fā)展一代平臺、多代任務載荷的方式快速提升反潛能力，實現(xiàn)反潛直升機平臺通用化。如美海軍正在將航母的SH-60F、驅(qū)護艦的SH-60B、以及輕型HH-60H三型艦載直升機任務綜合到MH-60R多用途通用直升機上，型號減少后，可顯著提高經(jīng)濟效益和保障水平。

2）大型化，提高反潛武器攜帶量

目前反潛直升機大多在10t左右，平臺搭載能力和作戰(zhàn)半徑有限，目前各國正在把提升反潛平臺最大起飛重量及作戰(zhàn)半徑。

3）搜潛手段多樣化，提高發(fā)現(xiàn)概率

反潛直升機普遍采用綜合搜潛系統(tǒng)，搜潛設(shè)備包括吊放聲納、聲納浮標、磁探儀、雷達、紅外和電視等，可滿足晝夜、深海和淺海搜潛需求。

2.4 無人反潛飛機

近年來，隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，西方國家在無人機反潛方面開展了大量研究。反潛無人機從保障基地方面，可分為岸基反潛無分機、機載反潛無分機、艦載反潛無人機等。無人機可以和岸基反潛巡邏機、衛(wèi)星、水面艦艇甚至潛艇進行數(shù)據(jù)共享。其續(xù)航時間長，可晝夜連續(xù)對大面積海域進行連續(xù)監(jiān)視，且可執(zhí)行大量枯燥、乏味、長時間的搜潛任務，無人員疲勞和人員傷亡問題。

美軍的MQ-4C岸基反潛無人機是以全球鷹無人機為基礎(chǔ)研制的，與P-8A反潛機形成高低搭配，可對海上進行監(jiān)視、偵察、巡邏以及打擊，其雷達和紅外探測儀對通氣管和潛望狀態(tài)的潛艇具有很高的發(fā)現(xiàn)概率。美軍的P8-A反潛機取消了磁探儀，可采用小型無人機攜帶磁探儀進行低空探測。由于反潛直升機飛行高度低，旋翼噪聲特點明顯，吊放聲納工作容易被潛艇發(fā)現(xiàn)，且其搜潛時必須懸停，易被潛艇攻擊，艦載無人反潛直升機近年越來越受到重視，西方國家驅(qū)護艦開始裝備無人反潛直升機。

3 航空搜潛裝備發(fā)展趨勢

3.1 航空吊放聲納

1）低頻大功率

近年來潛艇減振降噪工作使中高頻段輻射噪聲大幅降低，潛艇消聲瓦也使中高頻聲反射強度大幅下降，導致傳統(tǒng)中高頻的主被動聲納探測效能大幅下降，同時由于低頻工作可減小傳播損失，吊放聲納普遍開始采用低頻、大功率體制。若要使用低頻，則需要增大基陣尺寸，而吊放聲納采用直升機為平臺，其尺寸和重量受限，因而其接收陣普遍采用可收攏的擴展陣，使展開后的直徑遠大于收攏后尺寸[8～9]。

2）寬帶多頻制

吊放聲納發(fā)射信號采用大帶寬調(diào)頻信號，能較好地保證在淺海強混響條件下檢測低速目標，提供精確的距離分辨能力。AQS-22吊放聲納共有五個頻率點，每個頻率點的帶寬超過1kHz。

3）復雜長脈沖

吊放聲納普遍采用復雜長脈沖的體制，用以提高抗混響能力，以及速度和距離的分辨力。

4）基陣深水工作

現(xiàn)代潛艇極限下潛深度不斷增大，由于海水聲速梯度垂直分布，將聲納基陣布放到潛艇同深度時探測效果最好，因而近年吊放聲納基陣最大布放深度不斷增大。AQS-13F吊放聲納基陣最大工作深度450m，基陣最大入水速度為4.88m/s，最大提升速度為6.71m/s。

3.2 航空聲納浮標

1）低頻大功率

和吊放聲納一樣，聲納浮標也向低頻大功率方向發(fā)展，接收陣為實現(xiàn)大尺寸，采用了垂直擴展陣、水平擴展陣和空間擴展陣的形式。其中美國的SSQ-77VLAD垂直線列陣浮標采用了11個全向水聽器和一個定向水聽器的垂直擴展陣，實現(xiàn)了被動定向。澳大利亞的BARRA浮標，展開后為空間擴展陣，采用5個擴展臂，每個臂上有5個水聽器。

2）分布式探測

以聲納浮標技術(shù)為基礎(chǔ)的可快速布設(shè)、分布式使用的廉價水下傳感器日益受到重視，其性能和使用方式介于聲納浮標和海底固定式聲納。美國的DADS（分布式快速布放系統(tǒng)）封裝在類似A尺寸聲納浮標的容器內(nèi)，由電池、處理模塊、通信節(jié)點、水聽器陣、磁力計、電場傳感器等組成。DADS可由飛機或水面艦船布設(shè)，布設(shè)深度是最大可達500m，接收的數(shù)據(jù)可由水聲-無線電浮標傳至飛機或衛(wèi)星。

3.3 非聲探測裝備

潛艇減振降噪和消聲瓦技術(shù)的發(fā)展使水聲裝備探測效能降低，因而非聲探測裝備日益受到重視?，F(xiàn)代反潛機普遍裝備了合成孔徑雷達，具備下方360°的監(jiān)視能力，對通氣管狀態(tài)潛艇探測距離可達幾十千米[10]。

磁探儀可探測潛艇存在導致的磁場變化，一般用于聲納浮標發(fā)現(xiàn)潛艇后進行目標確認，在狹窄和淺水水域也可單獨使用。目前磁噪聲干擾是影響磁探儀探測距離的主要因素，磁噪聲的干擾抑制及補償方法主要有多探頭、矢量磁強計和高精度加速度計多種輔助傳感器。傳統(tǒng)磁場檢測只重視高頻靜磁場的檢測，但潛艇產(chǎn)生的軸頻磁場、尾流磁場和渦流磁場等低頻交變磁場傳播距離更遠，是提高探測距離的重要手段。雷聲公司ASQ-81型磁異探測儀是美軍標準反潛探測裝備，裝備了SH-2D/F、SH-60B和P-3C等平臺。

紅外探測儀可測量潛艇冷卻水導致的海水溫度變化，也可測量潛艇通氣管狀態(tài)或水面航行時產(chǎn)生的熱量，常用于夜間使用。

4 航空攻潛裝備發(fā)展趨勢

航空攻潛裝備主要包括航空反艦導彈、航空反潛魚雷和航空自導深彈等[11～13]。

現(xiàn)代航空反潛魚雷自導裝置采用主被動聯(lián)合工作、寬帶多頻制、低頻大功率等途徑，大幅提高了抗干擾能力和淺海作戰(zhàn)能力，并采用高空遠距離發(fā)射提高反潛飛機的安全性。

近年來，潛艇水聲對抗裝備發(fā)展迅速，尤其是各種聲誘餌可模擬潛艇輻射噪聲、潛艇回波、并可模擬潛艇的運動特性，使魚雷作戰(zhàn)效能大幅下降。

為應對近海作戰(zhàn)的常規(guī)潛艇，航空反潛魚雷需要加強淺水作戰(zhàn)能力，淺水惡劣的水文環(huán)境、嘈雜的背景噪聲和界面混響是制約魚雷自導性能的關(guān)鍵因素。魚雷對深海和淺海采用不同的搜索圖形和自導波束。搜索圖形方面，深海作戰(zhàn)時，采用空間的螺線形搜索，可適應較大的深度；淺海作戰(zhàn)時，采用平面的環(huán)形搜索或者螺旋形搜索方式，以適應較小的深度。自導波束方面，深海時采用較寬的垂直波束，可搜索更大深度，淺海時采用較窄的垂直波束，以降低海底和海面混響。

為應對日益增強的潛艇防空導彈威脅，反潛巡邏機開始采用高空遠距發(fā)射魚雷。高空投放魚雷的關(guān)鍵設(shè)備為滑翔機，一般由側(cè)翼、控制部件和制導設(shè)備等組成。美國的波音公司和洛克希德-馬丁公司正在開展高空滑翔機投雷試驗，其制導裝置由GPS和慣性制導元件結(jié)合而成，高空遠距離發(fā)射現(xiàn)役水雷、普通炸彈、激光制導炸彈和反潛魚雷等裝備。

5 結(jié)語

本論文從航空反潛平臺、航空搜潛裝備、航空攻潛裝備等三個方面分析了航空反潛裝備的現(xiàn)狀、作戰(zhàn)使用方式及其發(fā)展趨勢，研究結(jié)果對我國航空反潛裝備的發(fā)展具有一定的參考價值。