舰载直升机远海伴随护航能力问题研究

吴福初，石文星，吴杰

（海军航空工程学院，山东烟台264001）

舰载直升机远海伴随护航能力问题研究

吴福初，石文星，吴杰

（海军航空工程学院，山东烟台264001）

针对舰载直升机远海伴随护航能力评估问题，在分析舰载直升机远海护航行动特点的基础上，建立了海盗胁持船只所需时间和舰载直升机反胁持行动所需时间计算模型，对舰载直升机所能有效护航的船舶数量进行了仿真，指出了远海护航过程中舰载直升机作战使用应重点把握的问题，并据此提出了相关建议。

远海护航，舰载直升机，护航能力

0　引言

自2008年12月26日至今，我海军已先后派出16批舰艇编队远涉重洋，赴亚丁湾、索马里海域执行护航任务。护航实践证明，舰载直升机凭借其机动灵活、反应迅速、应付突发事件能力强等优势，在巡逻警戒、警示驱离、战斗输送、调查取证等战斗任务以及物资输送、搜索救护、人员换乘等勤务保障任务方面，均发挥了其他兵力无可替代的作用。但由于护航海区情况复杂、海盗活动猖獗［1］，各种突发紧急情况随时可能发生，而护航编队携带的直升机数量少、留空时间短、出动次数受限，使得舰载直升机任务的广泛性、艰巨性和其数量、出动能力有限性之间的矛盾十分突出。本文根据舰载直升机远海护航行动的特点和要求，对舰载直升机远海护航能力进行深入的分析和研究，对于充分发挥舰载直升机的护航效能，提高编队的远海护航能力具有重要意义。

1　舰载直升机远海护航行动特点

我海军舰艇编队赴亚丁湾、索马里海域遂行护航任务，以驱离海盗、慑止其胁持行动，保障被护船只和人员安全为首要，并不以寻歼海盗为目标［2］。根据舰艇编队远海护航实践，舰载直升机的远海护航行动，除了具有驻舰时间长、后勤装备保障困难等基本特点外，还具有以下主要特点：

1.1政策性、原则性强

我海军舰艇编队的远海护航行动，以维护国家利益，保障被护船舶和人员安全为首要，兵力行动敏感，涉外因素多，是政治性、政策性、全局性很强的非战争军事行动［3］。自我舰艇编队赴亚丁湾、索马里海域实施护航行动以来，中央军委、总部和海军高度关注，下发了一系列有关政治、外交和处置各种突发情况的政策、规定和要求，明确指出护航行动必须坚决贯彻“慑防为主、慎重打击，自主行动、有限合作”的基本原则，在海盗不对我船舶和人员构成直接威胁的情况下，主要通过显示军事存在、体现护航的能力和决心的方式，有效震慑海盗，迫使海盗主动放弃胁持图谋，从而使舰载直升机的使用具有较强的政策性和原则性。

1.2预警时间短，反应速度要求高

一方面，由于舰艇编队一次伴随护航的商船数量较多，加之商船吨位较大，海盗通常能在6 n mile～8nmile距离上发现并确定胁持目标，并以25kn～30kn的速度高速接近，实施胁持行动［4］；另一方面，由于海盗快艇干舷低、雷达反射面积小，我舰载雷达、舰载光电侦察设备，通常最远仅能发现距离3 n mile～6 n mile高速航行的海盗快艇，致使舰载直升机使用过程中所拥有的预警时间十分有限，从而对直升机的反应速度提出了很高的要求。

1.3兵力数量有限、任务广泛艰巨

远海护航过程中，舰载直升机作为处置海盗突发威胁的主要兵力，既要担负巡逻警戒、警示驱离、战斗输送、调查取证等战斗任务，又要根据需要遂行物资输送、搜索救护、人员换乘等勤务保障任务。而现有单艘护航舰艇通常仅携带1～2架直升机，致使护航过程中，舰载直升机数量、出动能力的有限性与任务的多样性、艰巨性之间的矛盾十分突出。

2　舰载直升机伴随护航能力分析

伴随护航是指护航舰艇编队根据任务指挥所明确的护航行动计划和被护船舶信息，按约定时间，在指定的护航海区实施的护航行动。伴随护航具有一次性护送船舶数量较多、安全系数高且节省护航兵力等优点，是舰艇编队护航行动采用的主要方式［5］。根据舰艇编队远海护航行动特点，舰载直升机远海伴随护航能力，可由舰载直升机所能护卫的最大船舶数量来表征。舰载直升机所能护卫的最大船舶数量受到海盗胁持船只所需时间、舰载直升机反胁持行动所需时间（包括起飞所需时间和接敌所需时间）的直接影响。

2.1海盗胁持船只所需时间模型

海盗胁持船只所需时间，是指海盗自确定胁持目标至登上所胁持船只所需的时间。

2.1.1模型的建立

目前，索马里海盗已拥有GPS定位仪、无线电通信器材、海事卫星电话甚至海面搜索雷达等较为先进的装备［4］，通常能在6 n mile～8 n mile的距离上发现目标，并立即实施胁持行动。海盗胁持被护船只时双方态势，如图1所示。

图1　海盗胁持船只时双方态势示意图

设海盗发现目标后，于T时刻由B点向胁持目标快速接近，此时目标位于A点，双方相距D公里，航向航速不变。经过T胁时间后，海盗快艇与目标于C点相遇。图中，α为T时刻海盗快艇相对于被胁持船只的舷角，vd为海盗快艇的平均运动速度，v0为商船运动速度。

则由余弦定理可知：

2.1.2仿真结果

由式（1）可知，海盗胁持船只所需时间，主要由海盗发现目标的距离、海盗快艇与商船编队的运动速度，以及海盗快艇相对于被胁持船只的初始舷角确定。假设海盗快艇平均速度为25 kn，商船编队平均速度为12 kn，通过仿真得到海盗胁持船只所需时间如图2所示。

图2　海盗胁持船只所需时间

由图2可知，海盗胁持船只尤其是从编队前方来袭胁持船只所需时间是非常短暂的。2009年7月31日，“苏伊士”号商船从发出求救信号到首批海盗登船仅间隔5 min，这一案例也充分证明了这一点。因此，编队海上航行过程中，应重点加强对周边海区尤其是航向前方海区的敌情观察，尽早发现敌来袭目标，为护航兵力采取有效的处置措施争取时间。

2.2舰载直升机反胁持行动所需时间模型

舰载直升机反胁持行动所需时间，是指编队自发现海盗威胁起至舰载直升机飞临被胁持船只上空，对海盗采取有效反胁持行动所需的时间。舰载直升机反胁持行动所需时间，由舰载直升机起飞所需时间、接敌所需时间和舰载直升机采取驱离行动所需的时间决定。

考虑到舰载直升机对海盗具有强大的震慑作用，海盗在尚未登船成功胁持，而舰载直升机已及时飞临威胁处置阵位的情况下，通常会知难而退，放弃胁持图谋。所以，根据海盗胁持商船的行动特点，舰载直升机采取有效反胁持行动所需的时间，主要由舰载直升机起飞所需时间及其前出飞临威胁处置阵位所需的时间决定。

2.2.1舰载直升机起飞所需时间T起飞

舰载直升机起飞所需时间，是指护航编队发现海盗目标起，到舰载直升机完成各项准备工作后，开始出航所需的时间。根据舰载直升机起飞的组织准备过程，T起飞可由下式计算：

式中，T报告为护航舰艇或被护船只发现海盗威胁后，上报情况所需的时间；

T决心为编队指挥员定下兵力使用决心所需的时间；

T下令为编队指挥所向舰载直升机下达命令至飞行员接受命令所需的时间；

T转级为舰载直升机从所处值班状态转换到一等战斗值班状态所需的等级转进时间；

T出航为舰载直升机从一等战斗值班状态下应急起飞到开始出航所需的时间。

由式（2）可知，在编队指挥员和机组人员训练水平一定的情况下，舰载直升机从载舰起飞所需的时间，主要由舰载直升机所处的战斗值班状态及其转级所需时间决定。表1为某型舰载直升机应急起飞时间表。

表1　某型舰载直升机应急起飞时间表

根据表1数据，结合图2所示海盗胁持船只所需时间可知，舰载直升机应急起飞时间相对较长，极有可能出现护航过程中，由于舰载直升机战斗值班等级低，转进时间过长，在海盗胁持船舶所需时间内，无法及时抵达威胁处置阵位，对海盗有效采取处置行动的情况。所以，要提高直升机处置效率，一方面要求指挥员根据海盗威胁情况，适时提高直升机战斗值班等级；另一方面要加强飞行机组应急起飞能力的训练，以提高舰载直升机的反应速度。

2.2.2舰载直升机接敌所需时间T接敌

舰载直升机接敌所需时间，是指舰载直升机起飞升空后，前出飞临被胁持船只上空，抵达威胁处置阵位所需的时间。舰载直升机接敌所需时间，与被护船队的规模、编组队形以及舰载直升机的接敌速度等因素有关。

设被护船舶数量为m×n（其中，m为纵队数，n为单纵队船舶数量）、船队长度为L、宽度为W，船舶间横向距离为Ws，纵向距离为Ls，商船平均长度为Lc。假设A点为某时刻载舰所在位置，L1为载舰与队尾商船的纵向距离，W1为载舰与船队的横向距离。从最不利的情况考虑，设海盗从正面胁持第m纵队第一艘商船，如图3所示，图中，φ为载舰相对于被威胁船只的舷角，θ1、θ2分别为载舰、被威胁船只相对于被护船队第一纵队队尾船只的舷角。

图3　直升机反胁持行动态势示意图

则由余弦定理可知，护航舰艇与被威胁船只的距离S斜满足：

其中：W=（m-1）·Ws；L=nLc+（n-1）Ls。

设编队判明海盗威胁时，直升机从载舰起飞，飞抵威胁处置阵位过程中编队航行距离为S船，则有：

其中：D为海盗与被胁持船只之间的初始距离；

v0为编队平均航速；

vd为胁持过程中海盗快艇平均速度。

根据余弦定理，舰载直升机从载舰起飞，飞抵威胁处置阵位的机动距离D飞为：

根据式（3）～式（5）得舰载直升机接敌所需时间T接敌为：

其中：vz为舰载直升机接敌过程中的平均飞行速度。

2.3舰载直升机有效护卫船舶的最大数量

2.3.1模型的建立

根据海盗活动规律，胁持过程中，海盗一般乘坐快艇，使用自动步枪、单兵火箭筒及各种攀爬索具，必须抵近目标攀爬登船才能达成劫持目的，而舰载直升机对海盗具有强大的震慑作用。因此，舰载直升机能否在海盗抵近被胁持船舶之前抵达处置阵位，是衡量舰载直升机处置海盗威胁行动成败的重要标志。因此，伴随护航过程中，舰载直升机有效护卫船舶的最大数量应满足：

式中，T起飞为舰载直升机从不同战斗值班状态下应急起飞所需时间；

D发为编队发现海盗威胁时，海盗与被胁持船只之间的距离；

vd为胁持过程中海盗快艇的平均运动速度；

v0为被护船队的运动速度；

T接敌为舰载直升机接敌所需时间，其计算模型由式（6）给出。

2.3.2仿真结果

根据护航实践，单艘护航舰艇实施伴随护航时，通常配置于编队左舷（或右舷）适当位置。根据所构建的舰载直升机起飞所需时间、接敌所需时间计算模型，结合式（7）的约束条件，以单舰配置于编队左舷正中位置的情况为例，通过仿真得出伴随护航过程中，在不同的发现距离上，舰载直升机不同值班状态（见表1）下从载舰应急起飞，所能有效护卫船只的最大数量，分别见图4、图5。

图4　发现距离为6 n mile时直升机所能护卫船舶数量

图5　发现距离为5 n mile时直升机所能护卫船舶数量

3　对舰载直升机护航能力分析的思考和建议

由图4、图5可知，舰载直升机在一定条件下具备伴随护航较大规模商船编队的能力，在舰艇编队遂行远海护航任务过程中起到至关重要的作用。

①舰载直升机战斗值班等级，是影响其起飞所需时间的重要因素，从而对其伴随护航能力产生重要影响。低等级战斗值班状态下，舰载直升机应急起飞所需时间长，可能出现在海盗胁持船舶时间内无法及时抵达处置阵位，消除海盗威胁的情况。而高等级战斗值班状态下，舰载直升机长时间位甲板起降平台，受高温、高湿、高盐环境的影响，容易导致装备故障。机组人员也可能因长时间位机舱，精神高度紧张，导致遂行任务能力下降。因此，实际护航过程中，指挥员要综合运用各种侦察手段，及时掌握航行海区情况、科学评估海区海盗威胁程度、全面考虑被护编队规模、舰载直升机性能等因素，合理确定舰载直升机的战斗值班等级和转进时机，使其处于合适的值班状态，以保证舰载直升机护航能力的发挥。

②编队发现海盗的距离是影响舰载直升机伴随护航能力的重要因素。在较大距离上发现海盗快艇，能给舰载直升机实施反胁持行动赢得充裕的处置时间，从而大大提高其护航能力。海盗快艇吨位小、干舷低、机动速度快，现有护航兵力难以在较远距离发现和准确判别海盗目标。虽然舰载直升机可以遂行巡逻警戒任务，但舰载直升机数量有限，留空时间短，很难提供全时警戒。考虑到无人侦察机具有留空时间长，侦察半径大、受海盗威胁小等优势。建议护航舰艇配备舰载无人侦察机，以弥补编队预警能力的不足，提高舰载直升机的使用效率和编队的整体护航能力。

③被护船舶的队形和间距，决定被护船队的分布范围，从而对舰载直升机的伴随护航能力产生直接影响。护航过程中，被护船队长度越长、宽度越宽，要求舰载直升机有效掩护的海域范围就越大，舰载直升机处置海盗威胁所需机动的距离就越大，被护船只受保护的安全程度就越低。为此，在确保编队航行安全和进行必要的机动、规避及处置突发情况需要的前提下，适当增加被护船队的纵队数，减小编队船舶之间的距离，并保持严整的航渡队形，有利于缩短舰载直升机前出处置威胁所需的机动距离，从而增加舰载直升机所能有效护卫船舶的数量。为此，护航过程中，编队指挥员应根据航行海区海况和能见度等条件，合理确定被护船队的编组队形和间距。

4　结束语

远海护航已成为我海军非战争条件下的一项常态化军事任务，如何充分发挥舰载直升机作战能力，有效应对海盗威胁，是护航编队指挥员十分关心的问题。本文以单舰为商船编队实施伴随护航为背景，在分析舰载直升机远海护航行动特点，建立海盗胁持船只所需时间和舰载直升机反海盗胁持行动所需时间模型的基础上，对舰载直升机伴随护航能力进行了深入的研究，得出了不同条件下，舰载直升机所能有效护航的商船最大数量，并提出了护航过程中舰载直升机使用应重点把握的问题和相关建议，具有较好的参考价值。

［1］王湘林.索马里海盗对我海上安全的影响［J］.国际关系学院学报，2009，17（5）：19-27.

［2］张飞成，任玉清.索马里海盗现状及预防措施［J］.世界海运，2013，36（4）：7-9.

［3］吴福初，刘卫东，沈培志，等.舰载直升机远海护航的巡逻警戒时机［J］.海军航空工程学院学报，2013，28（3）：436-440.

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［5］张发强，孙建华.舰载直升机在护航编队中对海盗目标预警的使用研究［J］.舰船电子工程，2010，30（11）：7-9.

Research on Assessment of Ship Escort Ability of Ship-based Helicopter in Open Sea

WU Fu-chu，SHI Wen-xing，WU Jie
（Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai 264001，China）

This paper focuses on the assessment of ship escort ability of ship-based helicopter in open sea area.Bases on the characters of escort action of ship-based helicopter，models are built to calculate the time required for pirate to hijack ships and for ship-based helicopter to anti-hijack，the ship number protected by ship-based helicopter is calculated，the essentials needs to be paid attention to during the process of ship escort are pointed out，and some advices are proposed to guide ship escort. This paper would improve the ship escort ability of ship-based helicopter.

ship escort ability in open sea area，ship-based helicopter，ship escort ability

E926

A

1002-0640（2015）08-0066-04

2014-07-05

2014-08-06

吴福初（1963-），男，江苏宜兴人，教授，博士。研究方向：海军兵种战术学航空反潜战术。