重型鱼雷的机动搜索及机动搜索弹道架构

李本昌，唐农军，胡定安

（海军潜艇学院，山东 青岛 266102）

各种高新技术的发展及其在武器装备中的广泛应用，使得现代鱼雷武器的战术功能和战技水平得到了大幅提高。现今的潜射鱼雷，除了常规性能（鱼雷的速度和航程）较以往有了成倍甚至十几倍的增长之外，其智能化水平也得到了前所未有的发展。

鱼雷航程的增加，以及探测和识别能力的提高，都为鱼雷发现目标后的跟踪，以及跟踪目标过程中的反水声对抗智能化奠定了重要物质基础。同时，也为鱼雷发现目标前的高效率搜索提供了基础条件[1]。为此，研究并实现鱼雷发现目标前的机动搜索，以期在复杂机动对抗条件下，最大概率地发现目标，则是鱼雷发现目标前需要重点研究和解决的问题之一。

1 鱼雷机动搜索和机动搜索的概念

在鱼雷弹道设计中，为了实现一定的战术目的，经常需要在一定条件和有限时间内使鱼雷按特定的搜索方式和弹道轨迹对目标进行搜索或跟踪，相应的弹道过程，通常被称为鱼雷的特定弹道。例如，声自导鱼雷发现目标后的尾追弹道、固定提前角弹道，以及各种自导方式丢失目标后的再搜索弹道，等等。

很显然，这些术语所对应的特定弹道都是鱼雷发现目标以后需要执行或者可能执行的弹道，这类弹道过程在战术和技术上所解决的问题要么是保证鱼雷对目标的有效跟踪，要么是通过鱼雷的再搜索期望重新发现目标。这是重型鱼雷弹道设计主要考虑的技术环节，并须着重解决的问题。

与上述弹道在执行时机和应用目的上有很大的不同，机动搜索则是鱼雷在尚未发现目标之前，为了有效扩大鱼雷的搜索范围，最大概率地发现被攻击目标而采用的一种机动搜索方式，相应的弹道过程就称为鱼雷的机动搜索弹道。

实际上，鱼雷机动搜索已不是新的概念，水面舰艇管装发射鱼雷的蛇行搜索、空投和火箭助飞鱼雷的环形搜索就是几种不同机动搜索的典型范例。只是传统的观念认为水面舰艇和反潜飞机对潜艇目标的探测定位能力和定位精度，远不及潜艇对水面舰艇和潜艇的定位。但水面舰艇通过火箭助飞，或反潜飞机通过空投，又可以使鱼雷很快临近目标。所以，以往这一概念或鱼雷的机动搜索功能主要应用于轻型反潜鱼雷，而重型鱼雷则很少配备机动搜索弹道。即重型鱼雷在按既定的弹道搜索目标过程中，如果不能发现目标，将按发射前所设定的弹道一直航行到航程终了[2]。

2 重型鱼雷机动搜索的必要性

潜艇是重型鱼雷的主要发射平台，隐蔽、快速和远距离攻击是潜艇使用重型鱼雷对敌攻击的主要作战使用样式。并且，重型鱼雷从发射出管到发现或命中目标，在大多数情况下，都需要一个较长的时间过程。

然而，水下空间的不透明性和复杂的海洋环境，在为水下作战平台和鱼雷武器提供良好的天然隐蔽屏障的同时，也严重制约了对目标的探测能力和相互通讯能力。加上各种探潜、反潜和水声对抗技术的广泛应用，在鱼雷航程不断增加的情况下，潜艇使用的鱼雷武器也需要具有较强的自主机动搜索能力。

2.1 弥补平台目标定位误差导致的目标位置散布

由于潜艇作战所处的特殊环境，导致了其获取目标观测参数不仅内容有限，而且质量也十分低劣，在仅仅依赖目标方位测量的条件下解算目标运动要素，不仅需要较长的测量与平滑时间，而且解算质量也十分有限[3]。

尽管潜艇解算目标运动要素（目标距离、速度和航向）还具有其他多种手段，但目标定位误差将会随着距离的增加而急剧加大。

相比之下，由一定的目标运动参数误差导致的目标位置散布如果说在近距离上由于鱼雷航行时间短而能够被鱼雷的自导探测范围所覆盖，那么鱼雷航程增加数倍或十几倍时，将难以达成发现目标的目的。这是因为鱼雷射程或鱼雷航行时间的增加将急剧放大目标的位置散布，进而使鱼雷发现目标的概率大大降低。

在这种情况下，如果鱼雷能以一定机动搜索方式，对目标实施机动搜索，将能在很大程度上弥补发射平台目标定位精度的不足[4]。

2.2 弥补目标有意机动导致鱼雷攻击的无效

鱼雷的速度和航程是战术应用中最为强调的两个重要的战技指标。因为，只有鱼雷具有足够高的速度，才能够对更高速度的目标实施攻击。而且，在目标运动要素误差一定的条件下，高速鱼雷接近目标时间短，目标位置散布范围小，鱼雷发现或命中目标概率高。

只有鱼雷具有足够大的航程，才能保证发射平台在更远的距离上对目标发起攻击，进而减少发射平台接近目标过程中给自身所带来的威胁。

所以，战术上总是期望鱼雷有足够高的速度，并且有足够大的航程，但在鱼雷技术状态一定的条件下两者又是相互矛盾的，当追求鱼雷速度时必然要以损失鱼雷航程为代价，所以远程鱼雷速度一般不会太高。由此，在大射程攻击的条件下，鱼雷接近目标必然需要较长的时间过程，进而加大了被目标发现而采取有意机动措施的机会[5]。

在这种情况下，如果鱼雷能以一定机动搜索方式，对目标实施机动搜索，将能在很大程度上弥补目标有意机动导致鱼雷攻击的无效。

2.3 适应重型鱼雷点对域攻击的战法转变

自潜艇诞生以来，鱼雷即是其主要攻击武器，而实施鱼雷攻击所需要的目标信息主要来源于自身探测器的探测。由于自身探测器探测的距离相对较近，传统的潜艇鱼雷攻击都是采用“点对点”的攻击模式，如直航鱼雷攻击总是期望鱼雷和目标在预定的命中点相遇；自导鱼雷攻击，则期望目标和鱼雷在自导扇面上的某一点相遇，以期获得最高的鱼雷发现或命中概率。

在现代网络中心战条件下，各级指挥所或作战平台不仅为潜艇提供命令和导航信息，还可为潜艇提供目标指示信息[6]。由此，在网络中心战条件下，除了依据潜艇自身探测器的攻击之外，依据外部指示目标信息，改变以往“点对点”的鱼雷攻击为“点对域”的攻击已成为改变潜艇战法的客观必然。

与潜艇自身探测器探测攻击相比，外部指示目标信息的鱼雷攻击的主要特点是：目标距离远，一般在自身声纳探测范围以外；信息不连续，不能按固定的间隔时间多次获得目标的位置信息；目标信息质量差，目标位置信息误差大，且受实时性影响较大。由此，依赖外部指示目标信息，如果仍然采用“点对点”的攻击模式，由于目标散布范围大，鱼雷将难以发现目标。此时，必然的要求是鱼雷具备机动搜索的能力。在这种情况下，可能的攻击方式有：

1）外部指示目标信息组织声自导鱼雷攻击 利用外部指示目标信息通过艇上武器系统的发射控制把鱼雷发射到目标的散布区域后，鱼雷按预设定的机动搜索方式对目标实施搜索和跟踪。

2）外部指示目标信息组织线导加声自导鱼雷攻击利用外部指示目标信息通过艇上武器系统的发射和导引控制把鱼雷发射到目标可能的散布区域后，鱼雷按预设定的机动搜索方式对目标实施搜索和跟踪。

3 鱼雷机动搜索的弹道流程和技术架构

如上所述，尽管水面和空中发射平台对水下目标的定位精度较差，且探测距离相对较近，但轻型鱼雷发射后，可先以空气为介质，使鱼雷快速接近目标，鱼雷入水后在目标附近直接执行机动搜索弹道对目标实施探测。即水面和空中发射平台发射的轻型鱼雷无需花费较长时间接近目标。而重型鱼雷的发射平台决定了鱼雷从出管到命中目标的整个过程都是以海水为航行介质，鱼雷接近目标需要花费较长的时间。重型鱼雷和轻型鱼雷这种在接近目标过程上的不同，决定了鱼雷机动搜索时机和机动搜索弹道上的重大差异。

3.1 重型鱼雷机动搜索弹道模式

轻型鱼雷入水完成寻深和自导自适应后即开始执行机动搜索弹道。对于重型鱼雷来说，由于发射出管时鱼雷距离目标太远，而距离发射平台又太近，如果按照轻型鱼雷的机动流程，不仅不可能发现目标，而且还可能对自身的安全造成威胁。所以，重型鱼雷发射后必须首先完成与目标接近的过程，即首先能够保证鱼雷进入目标散布区域，而后才有可能对目标展开搜索或机动搜索。因此，两者在弹道模式或弹道流程上的差异就是是否存在接近目标的过程。由此，重型鱼雷机动搜索的弹道过程可用图1的流程进行描述。

图1 重型鱼雷机动搜索的弹道流程

3.2 重型鱼雷机动搜索弹道的技术架构

研究重型鱼雷机动搜索模式和技术架构的目的，就是探求一种把鱼雷和发射平台密切联系在一起，充分利用鱼雷和平台作战系统各自所具有的信息和技术资源，并界定和分配各自所需承担任务的技术措施。为此，需要遵从的原则是最大限度地拓展武器控制系统的作战能力，弥补仅靠平台自身进行目标定位的不足和鱼雷发射后不可控的目标机动造成的鱼雷搜索概率降低，从而提高潜艇鱼雷武器系统的综合作战能力。为此，可采用图2所示的技术架构。

图2 鱼雷机动搜索弹道的技术架构

在这种体系下，对于发射平台来说，应该既能组织以自身探测器探测目标的鱼雷攻击，又能组织以外部指示目标信息的鱼雷攻击。

在依赖自身探测器材探测目标信息组织鱼雷攻击时，艇上鱼雷攻击的组织过程和以往一样，也须要经历目标运动要素解算、占领射击阵位和发射控制等基本阶段。

为了能够利用鱼雷的机动搜索弥补目标运动要素解算误差和鱼雷发射后目标机动造成的发现概率损失，鱼雷的机动搜索弹道必须由艇上指控系统依据目标运动要素的解算质量、估计目标的机动对抗策略等重要因素进行规划，并在鱼雷发射前为鱼雷设定。而鱼雷只是机动搜索弹道的执行者，原因在于艇上作战系统相对于鱼雷来说，更易于掌握这些信息。所以，根据战术态势和期望的战术目的，规划鱼雷的机动搜索弹道是这种攻击方式下的一项新的任务。

在依赖外部指示目标信息组织鱼雷攻击时，发射平台上作战系统的关键是具有良好的外部信息感知能力和对目标信息的有效融合能力，这是保证潜艇使用鱼雷武器实现“点对域”攻击的关键支撑技术。

作为鱼雷射击，较为准确地估计出目标当前位置和未来位置可能的散布范围，是鱼雷射击的基本条件和依据。为此，只有综合利用作战体系数据网络的各种信息，并通过平台指控系统的数据融合和协调处理，提供鱼雷射击所需要的目标方位、目标方位变化率和/或距离、速度和航向等运动参数，才能在鱼雷坐标系上建立目标运动轨迹。

在这种攻击方式中，尽可能把鱼雷“送”到目标可能的位置散布区域，是射击控制环节需要解决的基本问题。但是，相比于潜艇自身探测器探测，由于目标位置散布范围更大，所以，要想保证鱼雷准确发现目标还是十分困难的，对此必须借助于鱼雷的机动搜索予以弥补。依据目标的散布范围规划鱼雷的机动搜索弹道，又是鱼雷发射前艇上作战系统需要解决的另一重要问题本文暂不作讨论。

4 结束语

鱼雷是最具海军特点的一种兵器，航程远、航深大、使用环境复杂、水下爆炸威力大是其显著的特点。以远程重型反舰鱼雷实施远程精确打击，是水下作战平台使用鱼雷武器攻击大型水面舰艇的主要作战模式。为了解决这种模式下发射平台远距离目标定位、鱼雷精确命中的困难，规划并实现鱼雷的机动搜索，又是远距离精确打击的具体要求。对此，建立一种立足于鱼雷射击和机动搜索的数据综合处理体制、强化鱼雷与平台指控系统间的信息联系，以充分利用平台、作战体系和鱼雷获取的各种信息，进行目标航迹综合分析，并在技术上有效提高鱼雷探测装置对目标的远程感知能力，是大幅度提高潜艇鱼雷武器系统综合作战性能和协同作战能力的重要途径。

[1]谢飞跃,李本昌.鱼雷对抗假目标的再搜索弹道研究[J].鱼雷技术,2003(3):38-40.

[2]李本昌,海宽.潜射鱼雷的发展及需要着重顾及的问题[J].军事运筹与系统工程,2004(3):77-79.

[3]李本昌,薛昌友.现代潜艇作战软件的需求及技术难点[J].火力与指挥控制,2004(6):73-76.

[4]李本昌.远程鱼雷的作战样式及其技术需求[J].鱼雷技术,2008(4):33-35.

[5]李本昌.潜射鱼雷武器多通道射击控制研究[J].指挥控制与仿真,2008(5):49-51.

[6]薛昌友,李本昌.网络中心战的体系结构及其作战样式[J].潜艇学术研究,2005(4):8-10.