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航母编队目标识别能力需求研究

2014-01-10高天孚

舰船科学技术 2014年7期
关键词:识别区反潜声呐

徐 勇,高天孚

(1.海装电子部,北京100071;2.中国舰船研究院,北京100192)

0 引 言

航母编队是以航空母舰为核心,由舰载机、水面舰艇、潜艇和支援舰船组成的一体化战斗群。航母编队中配备的多种武器系统、预警探测装备和指挥控制装备按照一定规律和要求,以不同的功能类别与结构关系构成了一个武器装备体系整体。航母编队的作战指挥过程具有指挥兵力种类多、数量大、空间范围广、节奏快和协同复杂等特点[1],同时编队装备体系能够整体联动,协调配合,具备对陆、海、空及水下的强大的攻击和防御能力[2-3]。

从攻击角度上,航母编队主要担负着对陆、对海、对空目标的打击任务;从防御角度上,航母编队面临着来自岸导部队、水面舰艇、作战飞机和潜艇等的反舰导弹、炸弹和鱼水雷等陆海空水下的多方面威胁。这就要求编队指挥员必须在最短时间内协调各类资源,对目标做出准确判断,避免误伤己方,并根据获取的目标相关信息,迅速做出决策,选择最合适的方式打击/防御目标,以达到精确作战的目的。因此对航母编队的目标识别能力需求进行分析研究,将为未来开展我航母编队目标识别装备体系建设和目标识别信息处理流程等研究提供重要的指导和借鉴。

1 目标敌我属性识别能力需求

目标的属性识别这里主要指的是对目标的敌我属性进行判断。从海上作战的角度来讲,敌我水面舰艇、空中飞机和水下潜艇等可能会在空间上相互交织,航母编队各作战装备和武器系统在作战时要必须能够正确识别出目标敌我属性,避免误伤己方。交战前,航母编队需利用各种目标识别手段,如敌我识别器、电子侦察设备、声呐探测系统、卫星图像和侦察情报系统等给出的信息进行综合处理,标识出目标的敌我属性。

2 目标军民属性识别能力需求

目标军民属性识别主要指的是对目标的军用和民用属性进行判别。海战场中部分敌方目标会以民用目标为掩护,隐藏在民用目标中以躲避攻击。航母编队在战场上正确的区分军用目标和民用目标至关重要,对民用目标进行错误的标识并进行攻击,可能造成平民伤亡,并会引起国际国内舆论的强烈谴责;同时在战时还要正确判断临时被征为军用的民用船舶和飞机等装备,伪装成民用船舶和飞机的敌水面舰艇和作战飞机。在海上,航母编队可以通过接收到自动识别系统[4](Automatic Identification System,AIS)信息和广播式自动相关监视[5](Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)信息等初步判定部分民用船舶和飞机,并对其进行标识,后期可以根据以前掌握的目标雷达回波特征、辐射源特征、目标声呐回波或目标水声噪声等信息来进一步区分判断;选择陆上打击目标时,编队一般可以通过预先获取的卫星图像、侦察情报和技术侦察等手段正确区分军民设施。

3 目标种类识别能力需求

航母编队目标种类的识别能力需求主要体现在陆上目标识别能力、海上目标识别能力、空中目标识别能力和水下目标能力4 个方面。

3.1 陆上目标识别能力需求

陆上目标主要是指敌预警探测设备、岸导部队、各级指挥机构和各类战略战备工程设施等。航母编队对陆作战的主要任务之一是由其舰载机或舰载巡航导弹对敌地面目标进行打击,同时编队反导系统能够防御来自敌岸导部队的反舰导弹威胁。现阶段,根据舰载机的飞行距离和导弹的打击范围,航母编队通常要远离敌岸基航空兵的作战范围,在距海岸线500 ~700 km 乃至更远的距离上对敌陆上纵深目标发起攻击。航母编队自身对陆目标识别主要是通过舰载预警机和编队各种舰载雷达和电子侦察设备。航母编队对陆打击的目标信息通常都是由卫星图像、侦察情报、技术侦察和编队自身探测等手段获取目标特征和位置信息,再通过数据链等方式传输至航母编队末端打击系统,由编队舰载机和舰载巡航导弹末端探测设备对其打击的目标进行匹配和识别确认后最终完成对陆目标的打击。

3.2 海上目标识别能力需求

海上目标这里主要指各类军船和民船。军船包括战斗类舰艇和非战斗类勤务舰艇,其中战斗舰艇包括航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、两栖舰艇和导弹艇等,非战斗类勤务舰艇包括侦察船、医疗船、军辅船等。民船包括渔船、散货船、滚装船、油船、拖船、客船等。

航母编队对海目标的识别能力需求可以以航母为中心,根据编队反舰作战区域划分为3 个阶段[6]:远程目标探测阶段、中程目标监视阶段和近程目标标定阶段,每一阶段对海上目标识别能力的需求不同。

3.2.1 远程目标探测阶段目标识别能力需求

距航母1 600 n mile(根据情况可适当扩大或缩小,下同),可通过卫星探测和技术侦察等手段发现敌方水面目标,至少要识别出敌舰艇是战斗类舰艇还是非战斗类勤务舰艇,并通过数据链传送至航母编队指控系统,在该距离范围内航母编队能够对敌方目标实施连续的严密监视。

3.2.2 中程目标监视阶段目标识别能力需求

距航母500 n mile,能够对进人该区域的目标进行威胁等级判断,重点关注威胁等级高的敌水面舰艇;能够对敌水面目标按照平台类型进行分类,如目标是航母、驱逐舰、巡洋舰还是护卫舰等;同时能够对目标进行精确定位,能够连续获取目标的最新航迹信息。

3.2.3 近程目标标定阶段目标识别能力需求

距航母350 n mile,要求航母编队指挥员调配编队中各类目标识别资源,能够对进入该区域的所有目标进行最后的身份识别和目标标定,航母编队指挥系统对各类识别资源给出的目标识别结果进行综合处理后给出最终的判别结果,并将该结果下发给编队内各作战平台。目标的身份识别要求对该区域的所有目标进行属性识别,包括敌我属性识别和军民属性识别;该阶段,对敌所有军船的识别要具体到类型,个别敌水面目标要具体到型号;尤其要具备对小型机动舰艇,如导弹艇、鱼雷艇等小型水面目标的跟踪识别能力。目标标定是指向我方参加对敌舰攻击的飞机、舰艇和反舰战指挥官不断提供敌水面舰艇的位置及目标运动要素等情报信息,使得处在航母编队武器有效射程之内的敌方水面目标能够被连续标定。

3.3 空中目标识别能力需求

空中目标这里主要是指飞离地面、在大气层内飞行的各类军用民用飞行器。主要包括固定翼飞机、直升机、导弹、空中诱饵、飞艇及其他民用航空器等。

航母编队的防空目标识别主要由航母的舰载预警机、电子战飞机和航母编队护航防空水面舰艇来共同完成。航母编队的防空作战对象主要是敌方的各类作战飞机和各类反舰导弹。航母编队对空作战按照作战性质可以分为2 种。防御性对空作战和进攻性对空作战[7-8]。

3.3.1 防御性对空作战目标识别能力需求

航母编队防御性对空作战区域可分为远程防空作战区域、中程防空作战区域、近程防空作战区域和航母本舰防空作战区域。

远程防空作战区域为各兵力交叉识别区以外、舰载机作战半径以内的区域。该区域通常由舰载预警机和前哨防空警戒舰负责警戒探测空中目标,要能够在敌机发射反舰导弹之前需对其进行发现和识别。目标识别可通过敌我识别器、目标雷达回波或目标辐射源特征等判断空中目标敌我属性和目标类型;敌空中目标拦截任务将主要由舰载机完成。

中程防空作战区域为中程防空舰防空武器最大有效射程以内、近程防空作战兵力交战区域以外的区域。中程区域内的各舰载雷达,要能够对突防的敌机和低空掠海飞行的反舰导弹进行探测、跟踪和识别,对突防的敌机和导弹的拦截任务由中程区域内的各水面舰艇的各类舰载的防空系统和各型中、远程防空导弹来完成。

近程防空作战区为近程防空舰防空武器的最大有效射程以内、航母本舰交战区域以外的区域,在该区域内要能够对已经突破的外层和中层防御区的敌机和低空掠海飞行的反舰导弹进行探测、跟踪和识别,由近程防空舰防空武器打击已经突破外层和中层防御的敌机,拦截敌方各种平台发射的反舰导弹。

航母本舰防空作战区域为航母自身负责的防空区域,该区域为航母自身防空武器最大有效射程以内,是航母对付来袭武器的最后一道防线。航母需要在极短的时间内对突破进来的敌机或导弹进行识别,并运用自身各防空武器系统、舰载电子对抗和欺骗设备等武器与手段,进行全自动化防御。通常从识别目标到组织防御全过程不超过10 ~12 s。

3.3.2 进攻性对空作战目标识别能力需求

进攻性对空作战区域通常位于交叉识别区以外,舰载机飞行半径以内。需要通过侦察卫星、预警机和其它预警探测手段探测识别进攻方向上的对编队威胁大的敌空袭兵力、敌空袭兵力驻屯机场、导弹发射阵地等,航母编队在可靠的指挥引导保障条件下通过舰载机主动进攻方式,将敌空袭兵力消灭在地面或出航阶段,以达到保护航母编队安全的目的。

3.4 水下目标识别能力需求

水下目标主要指编队可能与之交战或采取其他行动的水面以下平台或关注目标的统称。主要包括潜艇、鱼雷、水雷、水下无人平台(UUV)、和水下声诱饵等。

为保障航母编队安全,航母编队要具有很强的反潜能力,为实现这一能力的前提是强大的水下目标识别能力。航母编队要实现水下远程预警、探测,尽可能在远离航母的区域发现和识别敌方潜艇,阻止敌潜艇袭击航空母舰及其护航舰艇;在航母附近区域还需要对UUV 等水下小目标进行探测、监视和识别;综合运用编队中的各种反潜兵力和支援保障系统实现编队的水下区域防御[9]。

以美国航母编队为例,航母编队的反潜识别区通常可划分为远程反潜识别区、中程反潜识别区和近程反潜识别区[10]。

3.4.1 远程反潜识别区目标识别能力需求

远程反潜识别区是航母编队最外层的识别区域,位于距航母80 ~200 n mile 的环形区域内。承担远程反潜作战任务主要由固定翼反潜机和攻击型核潜艇。固定翼反潜机负责空中搜索,可围绕航母进行全向搜索,或在某方向进行重点搜索。固定翼反潜机能够利用机载雷达搜索识别出处于水面状态、半潜望状态、潜望镜或通气管状态的潜艇,搜索识别范围为反潜机巡逻半径。攻击型核潜艇主要负责航母编队特定扇形区域内的水下搜索,能够利用的潜艇配备的各种主被动声呐搜索识别该区域的敌潜艇,搜索识别范围为潜艇声呐系统最大探测识别范围。

3.4.2 中程反潜识别区目标识别能力需求

中层反潜识别区位于距航母20 ~80 n mile 的环形区域内,承担中程反潜作战任务主要依靠水面舰艇及其配备的反潜直升机,主要探测设备是各类舰载声呐系统、声呐浮标和吊放声呐等。该区域的水面舰艇需要环绕航母部署,相邻水面舰艇的声呐探测范围需要相互交叉重叠,但又不能相互影响。在该区域,水面舰艇要能够利用舰/艇载声呐系统对进入该区域的敌潜艇进行搜索、探测和识别;要能够对敌潜艇和自航式声诱饵进行正确区分;要能够对发现的敌潜艇目标进行持续跟踪;要能够利用声呐浮标或舰载直升机的吊放声呐对敌潜艇目标进行精确定位;要能够通过深水炸弹、反潜导弹和鱼雷对精确定位的敌潜艇实施打击。

3.4.3 近程反潜识别区目标识别能力需求

近程反潜识别区位于距航母20 n mile 的圆形区域内,承担近程反潜作战任务的主要是航母、航母周围的驱护舰、水面舰和航母上的直升机,主要探测设备是各类舰载声呐系统、声呐浮标和吊放声呐等。对于突入该区域的敌潜艇已经可以利用鱼雷攻击航母,航母编队反潜力量必须在敌潜艇进入该区域前发现识别敌潜艇,并防止其进入该区域;对于敌潜艇发射进入该区域的鱼雷,舰载声呐系统要能够在极短的时间内对鱼雷进行识别和报警,同时航母自身要进行机动,并利用声诱饵等水声对抗器材对敌鱼雷进行干扰;同时航母编队该区域的水下探测系统要具备对潜入该区域的小型UUV 的探测识别能力,以防止敌方的偷袭行动。

4 目标动态信息识别能力需求

目标动态信息主要包括目标的速度、加速度、升降速度(目标的上升和下降/沉速度,如飞机或潜艇)、目标转速(舰船螺旋桨转速等)、运动方向、目标的方位/距离和高度/深度等。

航母编队要能够根据编队各种探测信息处理获取识别目标的动态信息。目标动态信息是对目标的军民属性、种类等识别的有效辅助判断信息。如对水面高速运动大型船舶目标可以根据目标运动速度信息初步判断其是军船还是民船,对水下高速运动军事目标,可以根据目标速度信息区分该目标是鱼雷还是潜艇;潜艇可以根据目标螺旋桨转速初步判断目标类型。

5 目标意图识别能力需求

目标意图识别主要指的是根据目标现在状态对其下一步作战意图的识别。目标意图识别是在目标敌我属性、军民属性、类型信息和动态信息识别能力需求基础上对目标识别能力需求的进一步深入,是更高层次的识别问题,该阶段航母编队需要根据各类相关探测信息、情报信息,并借助相应的辅助决策系统或人工来进行判断。

例如,在作战中航母编队可以根据空中目标的类型判断该目标的意图,如空投、侦察干扰、预警指挥、对海攻击等;根据空中目标的运动状态,可以判断其是空中展开、俯冲轰炸、加速靠近还是高速返航等。

6 结 语

本文从目标敌我属性、军民属性、目标种类、动态信息和意图信息几个方面重点阐述航母编队目标识别能力需求,根据这些能力需求,可为我未来航母编队目标识别装备体系构建和目标识别信息处理流程等研究提供重要的指导和借鉴意义。

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