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潜艇攻击机动目标武器使用有关问题的研究*

2014-01-11

舰船电子工程 2014年9期
关键词:自导尾流鱼雷

(海军潜艇学院 青岛 266042)

1 引言

潜艇攻击机动目标是现代潜艇进攻作战的一个重要课题。由于潜艇作战对象反潜作战能力的不断提升,其感知潜艇跟踪和进攻的能力以及应对潜艇跟踪和攻击的能力都在不断提高。由此带来的变化之一就是潜艇作战对抗性的显著增强,反应在潜艇攻击作战中就是攻击海上舰船目标难度的增大。潜艇实施进攻作战,很难保证在整个攻击过程中都不被目标觉察。而一旦目标觉察到了潜艇的攻击行动,就必然会采取一系列的对抗措施来加以应对,其中最基本的措施就是进行机动规避。

毫无疑问,对于潜艇这样的作战平台,攻击机动目标要比攻击定向定速目标困难得多。机动目标攻击面对的情况和需要解决的问题都比定向定速目标攻击要复杂很多,而相关理论和系统对机动目标攻击提供的支撑却相对有限。总体而言,潜艇攻击机动目标还存在诸多的难题有待克服,为此,有必要对相关问题进行全面梳理,并开展深入研究来逐一加以解决。

有关潜艇攻击机动目标的文献并不多见,文献[1~2]对潜艇攻击机动目标的一般性问题进行了探讨,包括机动目标的感知判断与跟踪、目标机动原因的分析、机动目标攻击的作战原则和注意事项等。文献[3]则从潜艇攻击机动目标作战需求的角度,分析了相关潜艇装备强化机动目标应对功能,从而提升潜艇对付机动目标整体能力的一些措施。在相关文献方面,大量有关机动目标跟踪的文献资料可供参考,如文献[4~6]。但这些文献提供的技术一般都是针对空中目标采用雷达进行观测的情形,适用于潜艇这一特殊平台的技术很少。有关潜射武器使用的文献也较多,如文献[7~11],但内容并非专门针对机动目标情形。本文将从机动目标攻击的视角,对各种潜射武器使用的一些有关问题进行探讨,以便为潜艇作战使用提供参考。

2 潜射武器及其选择

潜艇搭载的攻击海上舰艇目标的武器并没有用于攻击定向定速目标或攻击机动目标之分,因此攻击机动目标的可能武器就是潜艇搭载的可以攻击海上舰艇目标的各种武器。

潜射武器中可用于攻击水面舰艇的武器较多,一般有反舰战术导弹、线导鱼雷、尾流自导鱼雷、声自导鱼雷、直航鱼雷等。可用于攻击潜艇的武器则较为单一,一般就是线导鱼雷或声自导鱼雷。需要注意的是,同为声自导鱼雷,用于攻舰和用于攻潜时,其自导方式可能有较大差别。线导鱼雷也是如此,攻舰和攻潜时末段自导模式也可能存在较大差别。

潜艇攻击海上舰艇目标时武器的选择一般要考虑目标类型、航行状态、武器对抗能力、机动性等因素。若发现目标机动或预期目标会机动,则在武器选择时,还要考虑目标机动导致的武器预期攻击效果变化。

3 使用线导鱼雷攻击的有关问题

线导鱼雷是一般情况下潜艇攻击机动目标时可以优先考虑的武器,原因是它本身具有较强的对付机动目标的能力。理论上讲,只要判断目标处在武器的攻击范围内,且本艇声纳(或其他途径)能提供目标的方位,既使没有具体的目标运动参数,也可对其实施线导鱼雷攻击。它的这一优点还使得线导鱼雷具有较强的快攻能力,这一点也对攻击机动目标非常有利。如果判定目标进行了机动,且其处在线导鱼雷的可攻范围内,则只要线导鱼雷武器系统备便,随时可发射线导鱼雷对其实施攻击。

当然,在实际的使用过程中,线导鱼雷也还存在一些问题,需要特别注意[7]。如鱼雷噪声对目标噪声的遮盖导致无法获取目标方位[8]、导引过程中本艇机动受限等。为此,在使用线导鱼雷攻击机动目标的射击和导引过程中,要设法发挥其优势,同时避免其可能会出现的问题。

导引过程中宜选用方位导引法或人工导引法对鱼雷进行导引。方位导引法只需目标的方位信息就可以保证将鱼雷不断导向、迫近目标。因此,使用这种导引法的关键是保证向鱼雷提供稳定、可靠的目标方位,这一般主要依赖本艇的综合声纳来提供。为此,在攻击过程中,要注意为综合声纳提供有利的探测条件。要设法始终让目标处在声纳的有利听测范围内;要尽量避免鱼雷发射时及鱼雷出管后航行过程中产生的噪声干扰本艇声纳对目标噪声的听测;声纳战位要注意在复杂的环境下提取被攻目标的方位,练就复杂噪声的背景下辨别微弱被攻目标信号的能力,能够在多目标、存在水声对抗的背景下辨别、锁定被攻目标的噪声方位。因故(如线导鱼雷噪声遮盖目标噪声、目标施放干扰器材等)无法提供目标方位时,要及时告知指控战位,以便采取必要的应对措施,如启动推算目标方位或转人工导引。

人工导引一般是在其他导引法无法正常实施时启动。如在导引过程中鱼雷噪声遮盖目标噪声,从而无法实施方位导引时;或是在目标施放水声对抗器材进行干扰对抗时;或是目标实施复杂的机动规避措施时。人工导引就是要借助人的超强判断力来应对复杂的局面,帮助系统排除干扰,成功将鱼雷导向目标。对于目标出现机动的情形,要根据目标运动参数或方位中表现出的征候调整导引策略。如目标方位按一定规律前移,出现前移变慢或后移,则一般意味着目标进行了较大幅度的转向。因此应相应调整鱼雷航向,让鱼雷朝目标最有可能的新的方向去追击。

尤其要注意末段自导为尾流自导的鱼雷(即线导加尾流自导模式的线导鱼雷)的导引问题。由于这种模式下总是需要将鱼雷导引到目标后部的一定距离上[9],因此,当目标机动改变舷别后,要注意此时鱼雷可能处在目标前方了,要将其调整到目标后方去,同时要注意修改目标的舷别,保证鱼雷在捕获目标尾流后能够正确转向,循着目标尾流对其进行追踪。一般来说,系统可能无法应对这样的情况,因此,对于线导加尾流自导模式的线导鱼雷,在目标机动后一般应转人工导引模式。既使使用自动导引模式,操作人员也要密切关注上述问题。一旦发现系统处置不当,应及时进行干预。

4 使用声自导鱼雷攻击的有关问题

声自导鱼雷由于具有一定的自主探测和追踪目标的能力,因此可以在一定程度上遮盖目标运动参数误差导致的目标位置分布,同时也因此具有一定程度的应对目标机动的能力。无论鱼雷是被动声自导模式还是主动声自导模式,其遮盖目标运动参数误差或应对目标机动的能力主要取决于其声自导装置的作用范围。该作用范围主要是通过自导作用扇面的半径和扇面角来确定的。由于扇面角一般是固定的,因此,声自导鱼雷的自导作用范围主要取决于自导作用半径。

毫无疑问,在目标实施机动的情况下,发射的声自导鱼雷能否捕捉到目标,取决于鱼雷的自导搜索带是否足够宽。如果鱼雷自导作用半径足够大,从而其自导搜索带足够宽,则即使目标进行变向或变深机动,也可能跑不出该搜索带。

为此,在确知目标已经机动的情况下,潜艇攻击人员在决定是否使用声自导鱼雷继续实施攻击时,一定要对鱼雷是否具备足够的遮盖目标机动的能力有一个判断。如果没有较为充足的把握,建议不要盲目行事。

此外,一定要注意客观地看待声自导鱼雷的有关技术指标。声自导鱼雷的自导装置的工作受海洋环境的影响非常大。同样的鱼雷在不同的海区、或是在相同的海区不同的季节、甚至是同一天不同时间段使用,自导作用半径可能就会相差很大。一般来说,鱼雷的指标参数都是针对良好水文环境、理想使用条件的,因此,要特别注意,在恶劣的实战环境可能要差很多。尤其要注意在炎热季节、温热地带、浅海海区、复杂海况等情况下使用声自导鱼雷时,不可对自导效果抱有过高期望。

使用声自导鱼雷还要考虑到目标可能要进行水声对抗带来的影响。目前,针对声自导鱼雷的水声对抗器材种类多,且对抗智能化程度不断提高。指望声自导鱼雷不受任何干扰对抗、任意地对目标进行探测追踪是不现实的。尤其是对于攻击机动目标的情形,目标机动很有可能就是感知到了我潜艇的攻击威胁,目标对我方的鱼雷攻击可能是早有防备的。声自导鱼雷如果没有较强的反水声对抗能力,要突破防御是比较困难的。因此,一定要对相关鱼雷的性能做到心中有数,同时把困难和情况的复杂性想在前面,这样才能在攻击决策时做到理性、客观、不盲目。

5 使用尾流自导鱼雷攻击的有关问题

同声自导鱼雷类似,尾流自导鱼雷也具有一定的自主探测和追踪目标的能力,因此道理上讲也具有一定程度的应对目标机动的能力。然而,由于尾流自导与声自导装置工作原理的根本不同,导致二者在应付机动目标有效性方面并不相似。

尾流自导鱼雷的一个潜在问题是其检测尾流和沿尾流对目标进行追踪都有赖其检测逻辑。也就是说,鱼雷只是根据尾流检测装置检测结果,即尾流的“有”、“无”以及对应的位置关系,来判断目标尾流是否真正存在以及目标尾流的大致走向。鱼雷与目标本身并无接触,对目标的真正运动状态也无从知道。如果目标的运动情况与鱼雷的检测逻辑想定的情况比较一致,则鱼雷可能能较好地实施对目标的攻击。而一旦二者出现较大差别时,就很可能会出现问题。目标机动对尾流检测装置而言可能就属于一种非常规状态,而它本身对此并不知晓,因此很容易出现问题。

在有关线导加尾流自导模式攻击机动目标的论述中已经谈及,目标如果因机动而改变舷别,尾流自导跟踪控制系统也要进行改变,否则将追反方向。线导鱼雷可以通过遥控进行修改,而尾流自导鱼雷一旦发射就无法修改。虽然,尾流自导鱼雷的跟踪逻辑也有针对丢失目标的再搜索逻辑等弥补措施,但一般要重新再抓到目标尾流并非易事。况且重新找到尾流后态势可能更加复杂了,鱼雷要以正确的方向来对目标进行追踪就显得更加困难了。目标如果进行频繁机动将更加难以对付。

此外,尾流自导鱼雷的尾流自导检测可能还对鱼雷进入尾流的角度有要求[10]。对于这个进入角要求,定向定速目标射击时可以利用目标运动参数来保证;而对于目标已经机动或预期目标要机动的情形,如果无法确知机动后的目标运动参数,这个进入角就完全无法保证了。因此综上分析来看,机动目标攻击对于尾流自导鱼雷而言是一项十分具有挑战性的任务。

6 使用直航鱼雷攻击的有关问题

按照常规的理解,直航鱼雷是不适用于机动目标攻击的。事实确实如此,直航鱼雷攻击目标完全取决于射击瞄准的准确性,因为鱼雷本身没有自主追踪目标的能力。如果在发射鱼雷时已经确知目标进行了机动,而机动后的目标运动参数又无从知晓时,射击瞄准的准确性就毫无保障了,发射出去的直航鱼雷能否命中目标只能碰运气了。因此,除非没有别的选择,否则在感知到目标机动后一般不要使用直航鱼雷进行攻击。

当然,如果在攻击之初选择的就是直航鱼雷,且射击准备已经完成,在一些特殊情况下,也可以考虑继续使用直航鱼雷完成攻击。一种情况是确知目标距离很近,这样的情况下目标既使机动,其位置散布范围也比较有限。如果能使用多雷齐射的话,多雷航迹构成的遮盖带还是能在一定程度上遮盖目标的位置散布实现命中的[11]。需要注意的是,这种情况下射击一般不可使用仪器提供的目标运动参数,而应以零度提前角或根据目标机动后的大致方向设定某一小量固定提前角来计算鱼雷转角,采用转角射击方式将鱼雷紧急发射出管。

另一种情况就是进行反击。如果确知目标已对我实施攻击,且知目标距离不远。这是一种非常紧急的情况,应迅速采取措施加以规避和对抗。此时如果我艇鱼雷射击已准备好,则无论目标是否机动(此时双方处于对抗状态,一般肯定都要进行各种机动),都可以考虑迅速按零度提前角将鱼雷发射出去,而后进行规避和其他对抗动作。

7 使用反舰导弹攻击的有关问题

战术反舰导弹是潜艇攻击机动目标重点选择武器之一,原因是它本身具有较强的对付目标机动的能力。反舰导弹速度高、航程大、自导作用范围大,这些特点使它在对付机动目标方面具有突出的优势。反舰导弹类型较大,不同的类型在射击使用方面存在较大不同。

同其所攻击的海上水面舰艇相比,反舰导弹具有显著的速度优势。这意味着在相当大的射距范围内,即便目标进行转向、变速等机动,其能够驶离导弹射击期望命中点的距离也有限,从而无法摆脱导弹的自导跟踪。加之导弹自导装置的自导作用范围通常都很大,被攻目标一般是很难通过机动来规避或摆脱的。

反舰导弹的上述优势确实可以给潜艇攻击决策和实施带来很大便利,原因就是它自身强大的覆盖目标位置散布的能力可以大大放宽对射击瞄准精度(即目标运动参数精度)的要求。在潜艇自身所载探测器材提供攻击信息的情况下,目标距离一般都在反舰导弹的有效射距范围内,此时一般只要按目标现在位置射击即可,即按零度提前角进行射击。对于感知到目标已经实施机动或预期目标会机动的情况,一般更是要按零度提前角进行瞄准射击,而无需花费更多时间和精力去解算目标运动参数和进行占位机动。

当然,反舰导弹射击使用一般在发射深度、海况以及气象条件等有着较为严格的限制,战术上需考虑的因素较多,射前也一般有较多的技术准备动作。因此,在潜艇攻击武器及通道选择时,要充分考虑以上因素。一旦决定使用反舰导弹攻击,要及早进行各种准备。如果发现目标机动需要及时发射武器,就要迅速调整到发射深度,以目标当前方位为瞄准基准计算并设定导弹扇面转弯角(转角),并将导弹发射出管。

8 结语

潜艇攻击机动目标是潜艇进攻作战的一项极富挑战性的任务,攻击的效果很大程度上取决于所选择的武器的性能以及使用这些武器的方法。本文对各种可能的潜射攻击武器进行了梳理,从中可以看出,这些武器对付机动目标的能力有些差别,但并不绝对。每种武器都有其在攻击机动目标方面的特点,也都存在一些困难。因此,如何在这种作战态势下使用这些武器来扬长避短,发挥其潜在的作战能力就显得十分关键了。本文对此也进行了一些探讨。需要说明的是,本文的论述并未严格区分攻舰和攻潜两种情况。应该说,二者在武器使用方面还是存在比较大的差别。本文虽然不是绝对针对攻舰的,但主要是考虑攻舰的情况。攻潜情况下,必定还存在一些需要特别加以考虑的细节问题。

[1]夏佩伦.潜艇对机动目标跟踪和攻击若干问题的探讨[J].火力与指挥控制,2010,35(2):6-10.

[2]夏佩伦.目标跟踪与信息融合[M].北京:国防工业出版社,2010:287-294.

[3]夏佩伦,朱伟良,温洪.潜艇装备适应机动目标跟踪和攻击要求的探讨[J].舰船电子工程,2010,30(9):13-15.

[4]LI X R,JILKOV V P.A survey of maneuvering target tracking-Part Ⅰ:dynamic models[C]//Proc.SPIE,Vol.4048,Signal and Data Processing of Small Targets 2000,April 2000:212-235.

[5]LI X R,JILKOV V P.A survey of maneuvering target tracking-Part Ⅱ:measurement models[C]// Proc.SPIE,Vol.4473,Signal and Data Processing of Small Targets 2001,April 2001:423-446.

[6]周宏仁,敬忠良,王培德.机动目标跟踪[M].北京:国防工业出版社,1991.

[7]夏佩伦,李原,李本昌.线导鱼雷作战使用的若干问题[J].鱼雷技术,1997,5(1):38-41.

[8]夏佩伦,李本昌.声纳丢失目标时线导鱼雷的导引方法[J].弹道学报,1998,10(4):54-58.

[9]李本昌,杨海涛.线导加尾流自导鱼雷保持距离导引法[J].火力与指挥控制,2004,29(2):65-67.

[10]王兴军,李本昌.尾流自导鱼雷极限射击范围的数学描述[J].弹道学报,2005,17(4):64-68.

[11]夏佩伦,刘勇,陈志鹏.直航雷齐射命中间隔的计算与分析[J].鱼雷技术,2010,18(4):308-311.

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