一种舰载反鱼雷深弹武器系统设想

【装备理论与装备技术】

一种舰载反鱼雷深弹武器系统设想

闫岩a, 赵向涛b

(海军大连舰艇学院a.研究生1队;b.水武与防化系，辽宁 大连116018)

摘要：使用硬杀伤器材对抗鱼雷是目前水面舰艇在鱼雷防御作战中需要重点解决的问题之一。介绍了国外舰载反鱼雷深弹的发展现状和典型代表武器。从作战使用的角度出发，分析了限制反鱼雷深弹作战效能的因素，研究了武器系统设计应着重考虑的问题并给出改进建议，同时提出了一种水面舰艇反鱼雷深弹武器系统设想，说明了各组成模块的功能和武器系统的基本作战过程。

关键词：水面舰艇；反鱼雷深弹；武器系统；鱼雷防御

收稿日期：2015-05-06

作者简介：闫岩(1982—)，男，硕士研究生，主要从事水面舰艇防御战术研究。

doi:10.11809/scbgxb2015.09.010

中图分类号：TJ650.1

文章编号：1006-0707(2015)09-0038-04

收稿日期：2015-03-05

基金项目：国家自然科学基金面上项目(51475189)；中央高校基本科研业务费专项资金资助课题

本文引用格式：闫岩,赵向涛.一种舰载反鱼雷深弹武器系统设想[J].四川兵工学报，2015(9):38-40.

Citationformat:YANYan,ZHAOXiang-tao.ProjectofShip-BorneAnti-TorpedoDepthChargeSystem[J].JournalofSichuanOrdnance,2015(9):38-40.

ProjectofShip-BorneAnti-TorpedoDepthChargeSystem

YANYana, ZHAO Xiang-taob

(a.PostgraduateTeam1;b.DepartmentofUnderwaterWeaponandChemicalDefense,

DalianNavalAcademy,Dalian116018,China)

Abstract:The hard-kill technology against sub-launched torpedo is an important problem that needs to be mainly solved in surface ship’s anti-torpedo operation. Firstly, the development of foreign ship-borne anti-torpedo depth charge and some representative weapons were briefly introduced in this paper. Secondly, some limited factors which affect weapon’s operational application were analyzed and some effective recommendations were discussed for improving weapon system’s operational effectiveness from operational perspective. Finally, a project of surface ship’s anti-torpedo depth charge weapon system was introduced and the functions of each part of the system and basic operational process were generalized.

Keywords:surfaceship;anti-torpedodepthcharge;weaponsystem;torpedodefense

鱼雷武器自诞生起就对水面舰艇的生存构成了巨大威胁，其具有高航速、远航程、强杀伤力等战术使用特点。因此，世界各国一直重视如何有效防御和抗击鱼雷。然而，伴随现代鱼雷中复合制导方式、低噪声、目标识别技术等反对抗措施的运用，鱼雷抗干扰和识别真假目标的能力显著增强，加之鱼雷防御作战涉及因素多、技术难度大，水面舰艇仅依靠传统的声诱饵、气幕弹等软对抗器材已很难形成有效的防御。为此，各国海军普遍开始重视研发旨在直接摧毁来袭鱼雷的硬杀伤武器，其中以俄罗斯海军已装备的反鱼雷深弹和英美等国正在发展的反鱼雷鱼雷最具代表性[1]。

1国外舰载反鱼雷深弹现状

火箭式深弹作为传统反潜武器具有结构简单、造价低、抗干扰能力强等特点。因此，前苏联及俄罗斯一直重视发展。他们于20世纪五六十年代先后研发出PBy-1200和PBy-2500反潜系统，深弹配有主动声非触发引信，最大射程可达2 800m[2,3]。20世纪70年代，伴随声纳装备及潜射自导鱼雷的出现，使得潜艇可以在远距离发现目标并发起攻击，水面舰艇已很难快速接近潜艇进行打击，于是他们以增加深弹射程的方式研发了PBy-6000系统，它最大射程可达5 700m，弹体配备主动声非触发引信并加装自导装置，采用12管发射[3]。通过实际运用，他们并不满意对抗效果。原因一是发射深弹存在不可避免的散布误差，并且在弹体容积一定的前提下射程增加，战斗部装药势必减少，攻击效果减弱；二是与航程更大、装药量更多、反潜效率更为高效的自导鱼雷相比，即便取得同等的杀伤效果，其弹体的成本也与反潜鱼雷相差无几，效费比不高。但俄罗斯并未因此放弃深弹，而是将它向多用途发展，应用于舰载火箭式反鱼雷系统，很值得借鉴。

深弹作为反鱼雷武器，具有如下特点：① 造价低廉，成本较低。② 是硬杀伤武器，能对来袭鱼雷直接进行杀伤，避免了自导鱼雷利用航程优势和自身再搜索能力再次威胁舰艇的可能。③ 爆炸时产生的水下气幕屏可覆盖水面舰艇的噪声及搅乱尾流航迹，使自导鱼雷迷惑或丢失目标，从而达到软杀伤的效果。④ 易于在浅海使用。俄罗斯于20世纪80年代末期发展了其独具特色的系统PBy-12000[3-5]：它是国外首个为航母设计的高效鱼雷防御硬杀伤系统，目前已装备“库兹涅佐夫”航母及“基洛夫”级巡洋舰等大型水面舰艇，主要包括主被动联合鱼雷报警声纳、UDAV-1或RBU-1000深弹发射系统及相应的对抗器材。可以将声诱饵发射到3km远的鱼雷航道附近，引诱鱼雷远离目标，也可将深弹布放到来袭鱼雷的航道上，组成悬浮防雷网，通过可编程音响引信引爆深弹炸毁鱼雷，在100～500m距离上还可直接使用近程深弹，以爆破为主直接毁伤来袭鱼雷。

2使用反鱼雷深弹对抗鱼雷存在的问题及改进建议

2.1存在问题

2.1.1武器作战使用受限于舰载探测平台

水面舰艇鱼雷报警声纳警戒跟踪能力有限。目前的鱼雷报警声纳多以被动方式工作，对来袭鱼雷难以快速定位，并且它不能直接给出目标距离信息，采用各种算法间接给出的目标运动要素误差比较大[6,7]。加之浅海环境对声传播不利，背景噪声和混响大，声纳对目标的探测、识别、跟踪和定位更加困难，因而舰艇通常很难准确获得目标的航向、航速、距离等信息。而这些要素又恰是确定反鱼雷深弹发射时机、发射瞄准点、发射数量及间隔等射击诸元的重要依据。

2.1.2武器作战使用受限于自身战技性能

火箭深弹作战半径小，杀伤范围有限。通常深弹对鱼雷的杀伤半径只有几十米[8]，加上其发射时存在不可避免的纵向、横向散布误差、对来袭鱼雷航迹、弹道预测散布偶然性大、鱼雷报警声纳远距离对目标定位误差等因素，这使得舰艇不得不最大限度发射以有效遮盖鱼雷运动要素误差，导致弹药消耗过大。那么如何确定深弹的装药量与携弹基数才能使防抗效果最优？系统怎样改进才能使抗击时间最短？这些问题如果解决不当，就不能有效杀伤鱼雷。

2.1.3武器作战使用受限于舰载发射平台

伴随鱼雷防御作战对象和作战环境的复杂多变，未来鱼雷防御武器系统必定朝向集成化、多层次方向发展[6,9]，多种对抗器材势必会采取共架、共管或共控发射技术。而深弹武器所需的发射装置、输备弹装置和弹库所占空间过大，这显然难以适装现代舰艇。那么诸如如何在保证武器杀伤效能的前提下设计弹体以适应发射装置的通用化？反鱼雷深弹同其他功能单一的对抗器材如何使用效果最好等问题，都应是装备顶层设计者和指挥员不应忽视和回避的问题。

2.2改进建议

2.2.1提高舰载探测平台对目标的定位能力

使用火箭深弹抗击鱼雷，不仅要求火控单元装订的射击诸元准确，而且要求发射时机准确。发射过早，则深弹阵可能在鱼雷到达之前已经自毁；发射过晚，则鱼雷可能已经穿过深弹阵，而发射时机是否得当很大程度上取决于舰载水声站对目标的定位能力。解决问题可从两方面考虑：

1) 从探测平台配置的角度出发，利用主被动联合拖曳阵声纳和舰壳声纳合并成一个完整的系统，通过采用基元数目众多的长线阵实现对目标的远距离识别探测[10]，充分发挥舰艇舰艏阵和拖曳线列阵的多频段优势。

2) 从作战使用的角度出发，应注意拖曳线列阵合适的拖缆长度。若拖曳过长，则拖缆可能会受到海流影响而出现偏航，进而影响鱼雷报警声纳测向的精度；拖曳过短，则拖缆可能会受到舰艇辐射噪声的干扰，同样影响使用效能。因此，水面舰艇应确定合适的拖缆长度以有效发挥拖曳线列阵的战术作用。

2.2.2提高武器的设计指标，适应未来综合防御鱼雷趋势的需要

当前国内外鱼雷防御作战体系的构建无论是从对抗器材的配置来看，还是从武器系统、发射装置的设计来讲，都趋向于综合使用软硬对抗器材多层次防抗鱼雷。首先，反鱼雷深弹的设计指标在弹体满足发射装置尺寸标准化的同时应适应武器系统综合防御鱼雷在远、中、近等区域射程上的需要；其次，应对现有深弹进行合理的改进(例如弹体采用声探测引信、加装自导或诱骗装置、配有充气装置及自控系统)等，使其可悬浮在水中在来袭鱼雷航路前形成具有一定宽度的深弹阵，增加爆破面积，实现从“点杀伤”到“域杀伤”效果。此外，还应通过充分地研究论证，确定合适的携弹基数。若弹体小，作用距离近，应携带较大基数尽量满足布阵宽度的需要；弹体大，作用距离远，可携带较小基数尽量不影响其他对抗器材的携弹量；最后，应改装发射装置(如使用箱式发射装置)并配置在舰艇两舷的中后部[2,5]，以有效结合舰艇规避机动等战术手段的运用及消除射界限位对武器作战使用的影响。

2.2.3提高火力控制单元的性能，发展多功能系统

随着水声对抗体系作战的发展，深弹系统在未来应具备接收、处理及融合多基站、多平台、多系统信息的能力，能在火力控制的基础上增加作战指挥和战术辅助决策功能，特别是在鱼雷防御作战中，舰艇发现目标距离往往很近，留给系统反应的时间有限。因此，控制单元应建立完备的目标威胁数据库，可显示敌我态势并使用战术软件在较短时间内解算射击诸元，选择射击方式，为指挥员提供最优化的射击阵位等数据和建议，实现控制发射装置在全自动、半自动以及手动等工作方式下的抗击多批来袭目标的能力。

3一种反鱼雷深弹武器系统设想

3.1系统构成及主要模块功能

鉴于前文所述水面舰艇使用火箭深弹反鱼雷的必要性和可行性，设想一种反鱼雷深弹系统如图1所示，该系统高度集成，主要由火力控制模块、发控模块、发射装置和反鱼雷深弹组成。

图1　反鱼雷深弹武器系统构成

1) 火力控制模块

该控制单元主要通过系统信息处理单元及系统信息接口与舰载作战指挥系统相联系。主要完成对目标的威胁判断、生成对抗方案、进行射击要素计算、装订射击诸元并控制发射装置发射反鱼雷深弹。

2) 发控模块

本模块主要实现武器系统的备用或应急发射。当火力控制单元故障或作战态势紧急情况下可完成对发射装置及反鱼雷深弹的手控操作。

3) 反鱼雷深弹发射装置

武器系统可采用2种深弹发射装置[2]：一种是实现与火箭助飞鱼雷和火箭式鱼雷诱饵发射装置共架；一种是实现箱式发射，取消庞大的输弹装置。

4) 反鱼雷深弹[2,3,5,11]

对舰载火箭深弹的研发和改进应充分借鉴诸如俄罗斯等国的经验，以提高武器战技性能和适装性为目的走多用途道路。本研究设想的反鱼雷深弹可配备充气阀，深弹发射入水下沉后能在水下一定深度悬浮，弹体凭借声探测引信发现并杀伤目标，性能指标如表1所示。

表1　反鱼雷深弹技术指标

3.2武器系统基本作战过程

作战过程如图2所示。系统信息处理单元可与作战指挥系统交互，接收舰艇平台的运动数据、导航数据、远程潜艇威胁信息、友邻舰艇信息及声纳站目标告警信息，利用信息融合技术处理数据，与反潜武器系统共享后传送给火力控制模块，火控系统迅速进行威胁判断、生成对抗方案、进行射击要素解算、装订射击诸元并控制发射装置发射反鱼雷深弹。多枚深弹入水后能在来袭鱼雷航向前方形成悬浮防雷阵，利用非触发声引信探测目标，当鱼雷进入其引信作用范围内引爆战斗部。

图2　反鱼雷深弹对抗鱼雷示意图

4结论

当前，潜射鱼雷严重威胁着水面舰艇的生存。为应对自导性能更先进、攻击范围更大、抗干扰能力更强的鱼雷攻击，水面舰艇仅凭借水声对抗系统和机动规避措施还远达不到要求。可以预见，如能改进现役火箭深弹系统，提高其自动化程度，减少系统反应时间和深弹落点散布，采用声引信近距离爆炸技术等，最终会形成水面舰艇极具特色的火箭深弹反鱼雷作战能力[5]。舰载火箭深弹作为近程、末端反鱼雷硬杀伤武器无疑将会对未来鱼雷防御体系作战效能的提升发挥重要作用。

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(责任编辑唐定国)