潜射鱼雷的自导方式及机动对抗条件下的运用*

李本昌，杨 辉，江禅志

(海军潜艇学院，山东 青岛 266071)

潜艇使用的鱼雷都是大口径鱼雷，为了区分水面舰艇和反潜飞机使用的轻型、反潜鱼雷，现今经常把潜艇使用的鱼雷称为重型鱼雷或潜射鱼雷。

在以直航和自导鱼雷作为潜艇主战武器的时代，潜艇鱼雷射击控制总是假设目标做等速、等向运动。按照相遇原理，鱼雷发射后按照预先设定的航向直航接近目标，期望鱼雷采用设定的速度和自导方式在预定的相遇点命中或发现目标。在鱼雷航程较短、目标机动对抗能力有限的条件下，这种假设和射击控制方式具有相对的合理性。

现今，鱼雷航程的大幅增加，使水下发射平台在更远的距离上对敌发起攻击，但同时也给目标预警来袭鱼雷并对其实施机动对抗提供了更多的机会［1］。特别是在水下探测能力大幅提高的现代作战条件下，鱼雷发射之后，被攻击目标针对来袭鱼雷的攻击而进行变速、变向机动将是不可避免的。

在这种情况下，传统的鱼雷攻击方法或鱼雷自导方式的运用方法将难以满足战术的需要。为此，必须依据鱼雷各种自导方式的战术技术特点、目标规避机动的战术策略，研究依据目标运动状态的潜射鱼雷自导方式运用问题。

1 潜射鱼雷的自导方式及其战术技术特点

一般来说，轻型鱼雷只担负反潜作战任务，这就决定了其采用的自导方式相对较为单一，通常大多采用单一的主动声自导方式。而潜射鱼雷往往必须担负反潜和反舰多种作战任务，所以其自导方式种类繁多，技术相对复杂。

利用目标辐射、反射的声能量，或者目标航行产生海水某种物理场的改变而检测和发现目标，测定其参量，并用于对鱼雷弹道进行操纵控制的设备和算法统称为鱼雷自导系统［2］。基于检测原理，或者检测的信号不同，潜射鱼雷通常采用被动声自导、主动声自导和尾流自导3类自导方式。对于多功能鱼雷，为了保证各种情况的使用，往往同时兼备多种自导方式。

1.1 被动声自导

被动声自导是鱼雷最早使用的一种自导方式。采用被动声自导的鱼雷其自导装置只配备声学接收基阵，在对目标实施检测过程中，鱼雷本身无需向海水中发射任何声学信号，而是由声学接收基阵被动地接收目标航行过程所产生的辐射噪声。所以，被动声自导鱼雷只能依据目标辐射噪声的方向测量目标的方位，而不能测量目标相对于自身的距离。

为了准确检测目标，鱼雷自导开机后首先通过自导自适应确定海洋的背景噪声，以建立声信号的检测门限，之后便开始对目标进行搜索探测。

被动声自导在反舰自导鱼雷中得到了广泛应用，至今仍然是打击水面舰艇的一种重要末自导方式。被动声自导鱼雷的这种检测原理决定了其明显的战术技术特点。

1)由于鱼雷无需主动向外发出声学信号而隐蔽地接近目标，所以可达成出其不意的战术目的。

2)鱼雷的自导探测距离受到目标航行噪声的严格限制，通常只能用于攻击中高速水面目标，攻击低速目标存在很大困难，更不能用于攻击锚泊和漂泊的静止目标。

3)无法解决对目标的识别问题，所以极易被敌方施放的各类水声对抗器材所诱骗或干扰。

4)无法通过鱼雷技术解决多雷齐射中的互导问题，这也是被动声自导鱼雷多雷齐射的困难所在。

5)受自噪声的干扰和限制，被动自导难以应用于高速鱼雷。

由此，被动声自导鱼雷适于攻击噪声强度较高的中高速水面目标，而不能攻击低速或锚泊的目标。

1.2 主动声自导

主动声自导鱼雷的自导装置既要配备声学接收基阵，还要配备声学发射基阵。在探测过程中，鱼雷首先按照一定的方向向外主动发出声脉冲信号，这一声脉冲被目标舰体反射且被鱼雷的自导接收装置接收后，依据回波信号的接收方向和延迟时间解算目标的方位和距离。

以往主动声自导方式主要用于反潜鱼雷，反舰鱼雷几乎都不采用主动声自导方式。一般认为，处于中高速航行水面舰艇，其舰体周围产生的大量气泡对入射的声波有很强的散射作用，将导致目标强度降低，加上海面混响等干扰严重，致使主动声自导攻击高速航行的水面舰艇效果很差。但是，近年来，随着各种新技术和信号处理方法在鱼雷自导技术上的应用，主动声自导用于攻击低速水面舰船目标在工程上已见应用。其主要特点包含以下5条。

1)鱼雷的自导探测距离远，对目标搜索范围大，且对低速目标更显优势。

2)可以通过技术措施解决多雷齐射时的互导或相互干扰问题［3］。

3)能够对目标进行识别，为在复杂条件下解决鱼雷的反水声对抗问题提供了重要技术基础。

4)作战隐蔽性较差，鱼雷自导探测过程中，其主动发射的声脉冲信号容易被目标的侦察设备所截获而报警。

5)用于反舰时，目标速度越高自导性能越差。

可见，主动声自导除了适用于攻击潜艇目标之外，对水面舰船仅适用于攻击噪声强度较低的低速或锚泊目标。

1.3 尾流自导

与声自导不同，尾流自导并不是对目标自身的辐射噪声或反射声脉冲进行检测，而是对其航行所产生的尾流进行检测。在鱼雷制导中，被工程普遍采用的是气泡主动声尾流自导。由于目标尾流的几何尺度与舰船的宽度、吃水深度和速度等因素密切相关。尾流自导与声自导相比具有以下显著特点:

1)抗干扰能力强。由于目标尾流既不能人为地生成，也无法人为地使其消灭，且尾流自导所运用的这种特殊物理场，使它不易受到敌方人为制造的任何声场和无线电场的干扰，所以用于对抗声自导鱼雷的各种水声对抗器材几乎对尾流自导鱼雷都不起作用。

2)用尾流自导鱼雷攻击中高速航行的水面舰船比声自导鱼雷更为优越。使用主动声自导攻击高速航行的水面舰艇效果很差，而被动声自导抗干扰性能又远不如尾流自导。

3)适用于高航速鱼雷的自导。高速鱼雷必然存在很强的自噪声，这将严重干扰其声自导性能。所以，许多声自导特别是被动声自导鱼雷，不得不在鱼雷航速和自导作用距离之间进行折中。而尾流自导的性能与鱼雷的航速关系不大，因此适用于高速鱼雷的自导。

4)尾流自导装置简单可靠，且具有可选择攻击目标和多雷齐射的许多优点。

5)尾流自导鱼雷对由于目标机动造成的封闭形尾流、尾流交叉以及由于爆炸形成的断流或者尾流异常加宽等检测效果欠佳。

因此，尾流自导适于攻击尾流迹象明显的中速、高速目标，不能打击低速、锚泊和大幅机动的目标。

2 鱼雷自导方式与攻防行动策略

鱼雷各种自导方式的原理决定了其战术技术特点，这些特点也就成了攻防行动中，攻防双方选择战术策略的重要依据:作为使用鱼雷的攻击方，总是希望按照目标运动状态，选择有利于发挥鱼雷优势的自导方式，以达成有效攻击的目的;而作为鱼雷的防御方，则是依据鱼雷自导方式的弱点，创造条件达成免遭被其攻击的目的。

2.1 被动声自导鱼雷的攻击和防御

中高速航行状态的水面舰船，其辐射噪声一般都较高，客观上提供了被动声自导良好的探测条件。所以，在对中高速水面目标攻击时，作为攻击者经常采用被动声自导鱼雷攻击。

在鱼雷接近目标过程中，当目标发现并判明来袭鱼雷的自导方式为被动声自导时，将针对被动声自导鱼雷的弱点采取相应的对抗策略。作为机动规避，目标通常采用大幅转向，然后降速或停车而使自身的辐射噪声急剧减弱甚至消失。这样，就会使鱼雷的被动声自导失去对目标的跟踪，从而达到成功规避的目的。

2.2 主动声自导鱼雷的攻击和防御

低速航行或锚泊状态的水面舰船，其辐射噪声比较低，且航行产生的有效尾流长度也十分有限，所以，在对低速或锚泊的水面目标攻击时，作为攻击者经常采用主动声自导鱼雷攻击。

目标在低速航行或锚泊状态时，其声纳报警鱼雷的距离往往比较远，当目标发现并判定来袭鱼雷为主动声自导方式时，为了破坏鱼雷的探测与跟踪，除了使用水声对抗器材之外，作为自身机动配合，必定同时采用加速机动的方法［4］。经加速机动，当目标速度达到一定程度后，多普勒频移效应以及目标高速机动规避使其辐射噪声和尾流大幅增强，将严重影响主动声自导鱼雷的探测效果。如果鱼雷的主动声自导探测方式无法检测目标的反射信号时，就会导致其自导装置丢失目标而脱靶，从而达到成功规避的目的。

2.3 尾流自导鱼雷的攻击和防御［5］

中高速航行的目标，不仅辐射噪声较高，而且尾流迹象明显，能够被尾流自导鱼雷检测的尾流长度范围大。所以，除了可以采用被动声自导攻击外，也可以采用尾流自导攻击。

但是，无论单通道尾流自导还是三通道尾流自导，它们均属于近场制导，因此对于鱼雷本身来说并不具备自主判断目标舷别的能力，也就无法自主确定跟踪目标的方向。故尾流自导鱼雷发现目标尾流后，只能依据发射前或线导导引过程中发射平台武器系统设定的目标舷别确定跟踪目标尾流的方向。在鱼雷接近目标尾流或者跟踪过程中，一旦目标通过机动导致其舷别产生改变化或者造成尾流交叉等情况时，鱼雷就会沿目标航行的反方向越来越远地离开目标，或者导致跟踪逻辑的混乱，从而导致攻击的失败。尾流自导的这一弱点成为目标规避尾流自导鱼雷常见的方法。

3 适应目标机动对抗的鱼雷自导方式运用

综上可以看出，目标的运动状态，特别是目标的航行速度是选择鱼雷自导方式的重要依据。在鱼雷攻击中，作为自导鱼雷攻击，尽管可以根据鱼雷发射前所掌握的目标速度选择鱼雷的自导方式，但鱼雷发射后，在较长时间接近目标的过程中，如果目标大幅改变了其原有的运动速度，那么，发射之前所确定的自导方式将难以保证继续有效。

针对这一现实，必须通过作战使用方法和工程技术两种途径加以解决。

3.1 通过战术使用方法适应目标的机动对抗

为了争取鱼雷射击的最好效果，潜艇通常需要组织多雷齐射。但是，以往各种自导鱼雷的齐射组织总是采用相同型号的鱼雷，使用同样的自导方式。显而易见，这种齐射组织方法的基本思想是最大程度地遮盖由于目标运动要素误差导致的目标位置散布［6］，并没有考虑鱼雷发射后由于目标变速机动导致所使用自导方式的失效。

然而，在复杂对抗的攻击条件下，不仅目标运动要素会存在较大的误差，而且目标发现鱼雷攻击后必定要进行相应的变速、变向机动。由此，这种齐射方法的弱点将是明显的。比如，在鱼雷发射前目标为低速航行状态，自然有利于主动声自导鱼雷的使用，但目标报警鱼雷后，采用加速的规避机动策略，将破坏主动声自导的探测性能，齐射的所有鱼雷都将无法对其继续探测和跟踪。

在同样的射击条件下，如果齐射的两条鱼雷分别采用被动声自导和主动声自导进行混合自导方式齐射，那么，情况就会发生本质的变化:目标平台鱼雷报警后，如果继续采用原来的航速航行，则正好有利于主动声自导的探测;相反，如果目标采取加速规避的策略，则又是被动声自导方式有利的探测和跟踪条件。以此，两种自导方式的混合齐射，将使目标的机动规避策略陷入两全其难的被动局面，这必将对潜艇鱼雷攻击效果产生重大影响。

混合自导方式齐射的基本思想是通过优化组合鱼雷的自导方式［7］，实现不同自导方式的优势互补，增大目标对抗的难度，使得目标即使采用机动对抗的措施，也能确保其中一条鱼雷保持其战术性能，进而提高齐射的命中率。

3.2 通过改进鱼雷技术适应目标的机动对抗

通过战术使用方法解决鱼雷自导方式适应机动对抗的战术条件固然十分重要，但这种方法却以鱼雷数量消耗为代价。所以，更好的方法则是通过改进鱼雷技术，特别是提高鱼雷智能化水平来适应这种复杂的作战背景。

1)采用不同自导方式联合制导。在单独使用鱼雷的主动声自导、被动声自导和尾流自导方式时，只能发挥其优势之一，也只能应对有限的攻击条件。因此，如果能同时使用两种自导方式实现鱼雷末段的联合自导，将是解决鱼雷适应复杂机动对抗条件的重要技术途径之一。

联合制导是指鱼雷自导开机后有两种自导方式同时开启工作，当其中之一或两者均发现目标后，按照一定的优先准则，由其中之一对鱼雷弹道进行控制。如果一种自导方式丢失目标后，另一种自导方式接续工作。从而，充分利用两种自导方式各自的优点，保证大多数情况下都能对目标进行有效探测和导引控制。以往，通常采用主动声自导和被动声自导联合，实际尾流自导也可与主动声自导或被动声自导联合使用。

2)鱼雷自适应变换自导方式搜索和跟踪。所谓变换自导方式搜索和跟踪是指鱼雷自身依据历史的探测和攻防双方的战术策略，根据当前的探测情况适时变换自导方式对目标进行搜索和探测，这是现代鱼雷智能化水平的重要体现。因为现代作战条件下，潜艇鱼雷攻击的成败，除了需要艇上鱼雷武器系统最大程度地把鱼雷“送”到目标附近之外，鱼雷能够及早发现并稳定跟踪目标则是另一关键所在。所以，利用鱼雷自身的信息处理系统，辅助其可靠地发现目标，特别是在自导跟踪丢失目标后，通过变换自导方式重新发现目标是鱼雷技术面临的又一新问题。

为了实现这一目的，依据各种自导方式的技术特点、目标机动对抗的战术策略，确定鱼雷自导方式转换的时机和转换方案是解决鱼雷智能化搜索的重要前提。

按照各种自导方式的特点确定相互转换关系并不困难，但确定自导方式转换的时机则必须根据鱼雷攻击所处的阶段不同而确定。

一般来说，有两种情况需要鱼雷变换自导方式:一是在鱼雷接近目标过程中，鱼雷尚未发现前目标就已实施了变速机动，从而导致正在使用的自导方式不能发现目标;二是鱼雷跟踪目标过程中目标实施了变速机动而导致正在使用的自导方式丢失对目标的跟踪。后一种情况的“目标丢失”足以为鱼雷转换自导方式提供依据，但前一种情况由于发射距离不同，光靠鱼雷自身将无法确定转换时机。对此，作为鱼雷射击参数解算的重要参数之一的鱼雷航程为解决这一问题提供了重要依据［8］。利用该参数，当鱼雷发射后其航程到达既定的距离但仍未发现目标时，鱼雷转入机动搜索的同时便可执行转换自导方式搜索。

4 结束语

水声探测与反探测，战术平台攻击与反攻击之间的矛盾，已经给水中兵器运用带来了许多困难，而战术情况的多变性又使鱼雷的末段自导问题变得十分复杂。

所以，要想大幅度提升水下作战平台在现代条件下的战斗效能，单单追求鱼雷的速度、航程等常规性能指标是不够的。为了达到与这些指标相匹配的战术使用效果，必须密切结合现代作战的实际，在加强鱼雷自身信息处理能力建设的基础上，还需要特别强调提高其应对各种复杂对抗条件的智能化水平。本文根据鱼雷各种自导方式的特点及战术问题，提出了改善其使用性能的技术途径和方法，对完善鱼雷武器的作战功能将是有益的。

［1］ 李本昌，张选东.潜射鱼雷及其应着重解决的问题［J］.鱼雷技术，2004，12(2):47-50.

［2］ 石秀华，王晓娟.水中兵器概论(鱼雷分册)［M］.西安:西北工业大学出版社，2005.

［3］ 张静远.鱼雷作战使用与效能分析［M］.北京:国防工业出版社，2005.

［4］ 贾跃，宋保维.水面舰船对声自导鱼雷防御机动方法研究［J］.火力与指挥控制，2007，32(1):45-48.

［5］ 陈颜辉，孙振新.水面舰艇纯机动规避尾流自导鱼雷方法［J］.鱼雷技术，2010，18(1):68-71.

［6］ 李本昌，梁涛.尾流自导鱼雷的齐射及其建模［J］.火力与指挥控制，2008，33(6):128-130.

［7］ 李本昌，梁涛.潜艇鱼雷武器多通道射击控制研究［J］.指挥控制与仿真，2008，30(5):6-8.

［8］ 李本昌，等.重型鱼雷的机动搜索及机动搜索弹道架构［J］.指挥控制与仿真，2010，32(3):1-3.