综合作战区中双航母编队区域防潜舰阵位配置*

朴成日

(海军大连舰艇学院舰船指挥系 大连 116018)

综合作战区中双航母编队区域防潜舰阵位配置*

朴成日

(海军大连舰艇学院舰船指挥系 大连 116018)

双航母编队在综合作战区执行作战任务时,通常运用防潜舰前出一定距离执行区域防潜任务,区域防潜舰阵位配置理论研究对提高编队防潜能力具有重要的军事意义。研究区域防潜舰阵位配置问题,难点在于明确区域防潜舰阵位配置的影响因素及约束条件,这也是建立区域防潜舰阵位配置模型的关键依据。基于区域防潜舰作战任务,提出了阵位配置的约束条件,针对前出距离、防潜纵深、防潜扇面角度、巡逻线长度、数量需求等影响因素,运用解析法建立了区域防潜舰阵位配置模型。在此基础上,通过设定合理参数,进行仿真分析验证模型。区域防潜舰阵位配置实质上是在各影响因素之间进行平衡,所构建模型为区域防潜舰阵位配置提供了理论依据。

配置; 区域防潜; 双航母编队; 综合作战区

1 引言

从外军来看,每支航母舰载机联队的一个飞行日定为12小时,当需要执行超过24小时的不间断作战任务时,通常把两支航母舰载机联队结合使用,因此美军在实战中倾向于使用由双(或多艘)航母编队组成航母特混舰队。加强防御以保证航母的安全是航母编队重点考虑的问题之一,扩大防御纵深是提高编队生命力的关键[1]。当双航母编队在综合作战区中行动,为扩大编队防潜纵深,需要派出警戒舰前出执行区域防潜任务。因此,研究区域防潜舰阵位配置模型对提高双航母编队防潜作战能力具有重要的理论价值和军事意义[2]。在可查阅的文献中,关于双航母编队兵力配置的理论研究尚属空白,因此本文研究具有一定的探索性和创新性。

2 区域防潜舰阵位配置原理

区域防潜舰主要作战对象为敌方潜艇,力争在敌潜艇发射鱼雷攻击航母之前实施远程拦截[3]。解决区域防潜舰阵位配置问题,关键在于梳理影响区域防潜舰阵位配置的因素及约束条件,这既是区域防潜舰阵位配置理论研究的逻辑起点和基本原则,同时也是区域防潜舰阵位配置模型建立的依据。

根据航母编队兵力编成特点,由里向外分别配置航母、近程防潜舰、区域防潜舰、远程防潜兵力。近程防潜舰配置在航母周围构成内层警戒幕,随航母在舰载机起降作业区内机动并担任近程防潜。区域防潜舰配置在近程防潜舰之外,其间距要求保证内层警戒幕兵力的机动和防潜攻击行动。区域防潜舰运用拖曳线列阵声纳对敌潜艇实施远程警戒,为编队提供一定的防潜纵深[4],原则上防潜纵深越大越好。区域防潜舰前出后在巡逻线上往返航行,利用拖曳线列阵声纳探测优势,可为编队提供一定的防潜扇面角度。区域防潜舰前出距离、防潜纵深、防潜扇面角度、拖曳线列阵声纳作用距离构成了三角函数关系。为保证编队360°防潜需求,要求有足够数量的区域防潜舰。根据双航母编队在综合作战区中行动特点,区域防潜舰阵位配置与数量需求需要考虑到两个起降作业区间隔影响。

根据以上讨论,区域防潜舰的阵位配置需要综合考虑相对于基准点的前出距离、防潜纵深、防潜扇面角度、巡逻线长度、数量需求、起降作业区间隔等影响因素。这些影响因素相互作用,要求区域防潜舰的阵位配置必须满足以下约束条件：

1) 前出距离不能影响编队行动安全；

2) 能为编队提供一定的防潜纵深；

3) 能为编队提供一定的防潜扇面角度；

4) 相邻防潜舰之间形成严密防潜警戒网。

3 区域防潜舰阵位配置模型

双航母编队在综合作战区中行动,兵力配置以综合作战区中某一地理位置为参考基准点,用相对于基准点的距离和方位两个要素来描述[5]。

3.1 前出距离确定

区域防潜舰相对于基准点的前出距离需要满足：航母在舰载机起降作业区内的机动[6]；不影响近程防潜舰对潜攻击行动[7～8]。

舰载机起降作业期间,每艘航母机动范围是以基准点为圆心、以DHJD为半径的圆周；近程防潜舰与航母之间的距离为DH-J,随着航母的机动,近程防潜舰机动范围是以基准点为圆心、以(DHJD+DH-J)为半径的圆周,如图1所示。则有

DQC>DHJD+DH-J+DJCSC

(1)

其中,DQC为区域防潜舰相对于基准点的前出距离；DJCSC为近程防潜舰鱼雷射程。

图1 区域防潜舰前出距离示意图

3.2 防潜纵深与防潜扇面角度确定

双航母编队在综合作战区中行动期间,区域防潜舰需要配置在巡逻线上往返航行[9]。这种情况下,区域防潜舰的前出距离、巡逻线长度、防潜纵深与防潜扇面角度的关系需要进一步讨论。

如图2所示,区域防潜舰在巡逻线MN上航行,分别以M点和N点为圆心、以区域防潜舰拖曳线列阵声纳作用距离(DSNJL)为半径做圆,这样扇面OAB(O为基准点)则是区域防潜舰为编队提供的防潜扇面。

图2 区域防潜舰巡逻线配置示意图

为防止敌潜艇对航母编队实施鱼雷攻击,要求区域防潜舰提供的防潜纵深(DQYFQZS)必须满足：

DQYFQZS>DHJD+DH-J+DDYLSC

(2)

其中,DDYLSC为敌潜艇鱼雷射程。

区域防潜舰为编队提供的防潜扇面角度(φ)为

(3)

β=arcsin(0.5×DMN/DQC)

(4)

φ=2×(α+β)

(5)

其中,DMN为巡逻线MN的长度；DOA为基准点到A点的长度。

当区域防潜舰从巡逻线的端点M航行到端点N,防潜扇面边线OA上的OC段依然在区域防潜舰拖曳线列阵声纳作用范围内。OC段长度必须满足编队防潜纵深需求。 则有

(6)

DQYFQZS=DQCcos(2β+α)

(7)

3.3 区域防潜舰数量需求确定

双航母编队在综合作战区中行动,需要确定两艘航母各自舰载机起降作业区基准点之间的间隔(DSHMJG)。两个作业区的间隔需要满足两艘航母各自进行舰载机起降作业互不影响[10]。由此可得

DSHMJG>2×(DHJD+DJHBD)

(8)

其中,DJHBD为舰载机起飞后集合编队直线飞行距离。

当存在关系式

DQYFQZS

(9)

则单艘区域防潜舰可为双航母提供360°区域防潜。区域防潜舰需要配置在E或F点,即两基准点的连线并延长DQC的距离,如图3所示。

图3 起降作业区基准点之间的间隔

当存在关系式

DQYFQZS>DSNJL-DQC-DHJD-DSHMJG
DQYFQZS

(10)

则单艘区域防潜舰可为单航母提供360°区域防潜,此时,双航母编队需要2艘区域防潜舰即可。每艘区域防潜舰以各自基准点为准,配置在前出距离为DQC圆周上的任意一点。配置阵位朝向外侧比较好,如果配置在E和F点最为理想。

当存在关系式

DQYFQZS>DSNJL-DQC-DHJD

(11)

则单艘区域防潜舰只能为单艘航母提供一定角度扇面内的区域防潜。此时,双航母编队区域防潜舰数量需求要进一步讨论。分别以舰载机起降作业区基准点为圆心、以DQYFQZS为半径做圆,两圆弧将相交于D、K两点,如图4所示。

图4 区域防潜舰阵位配置图

则有

(12)

此时,为满足双航母编队360°区域防潜需求,区域防潜舰的数量需求为

(13)

区域防潜舰需要配置在以O点为圆心、以DQC为半径的圆周上,以OD′D为起始、逆时针间隔角度φ/2配置第一艘区域防潜舰,随后每间隔角度φ配置一艘区域防潜舰,如图4所示。另一艘航母区域防潜舰配置类似,配置在以O′点为圆心、以DQC为半径的圆周上,以OK′K为起始、逆时针间隔角度φ/2配置第一艘区域防潜舰,随后每间隔角度φ配置一艘区域防潜舰。

4 实例仿真

设定基本参数：航母在起降作业区内的机动半径为10km,近程防潜舰相对于航母的前出距离为10km,近程防潜舰鱼雷射程为10km,区域防潜舰拖曳线列阵声纳作用距离为50km,舰载机起飞后集合编队直线飞行距离为10km,敌潜艇鱼雷射程为20km。

4.1 影响因素分析

根据式(1),区域防潜舰前出距离最小值为

DQC>10+10+10=30km

根据式(2),编队防潜纵深需求必须满足：

DQYFQZS>10+10+20=40km

根据式(8),两个作业区的间隔最小值为

根据式(3)～(7),针对区域防潜舰巡逻线长度分别为20km、30km、40km,前出距离分别为35km、40km、…、75km、80km,进行仿真,区域防潜纵深与防潜扇面角度之间的关系如图5所示。

图5 区域防潜纵深与防潜扇面角度关系图

从图5中可以看出,区域防潜舰前出距离越小,提供的防潜纵深变化范围相对较小,而防潜扇面角度变化范围相对较大；反之,区域防潜舰前出距离越大,提供的防潜纵深变化范围相对较大,而防潜扇面角度变化范围相对较小。巡逻线长度对防潜纵深和防潜扇面角度影响不大。

根据式(9),单艘区域防潜舰无法为双航母提供360°区域防潜,如果单艘区域防潜舰为双航母提供360°区域防潜且防潜纵深大于40km,则要求区域防潜舰拖曳线列阵声纳作用距离必须大于120km。

根据式(10),单艘区域防潜舰无法为单航母提供360°区域防潜,如果单艘区域防潜舰为单航母提供360°区域防潜且防潜纵深大于40km,则要求区域防潜舰拖曳线列阵声纳作用距离必须大于80km。

根据式(11),单艘区域防潜舰只能为单艘航母提供一定角度扇面内的区域防潜。

根据式(12)、(13),针对两个作业区的间隔距离分别为40km、50km、60km、区域防潜舰数量分别为4、6、8、10艘时,防潜纵深与防潜扇面角度变化关系如图6所示。

图6 数量确定时单舰防潜纵深与防潜扇面角度关系图

从图6中可以看出,当两个作业区的间隔距离确定时,区域防潜舰数量越多,单舰防潜扇面角度随防潜纵深变化幅度不大；反之,区域防潜舰数量越少,单舰防潜扇面角度随防潜纵深变化幅度较大。

4.2 典型配置方案

根据实例,结合仿真图5、6,给出区域防潜舰几种典型的配置方案。方案确定原则：当区域防潜舰数量、前出距离、作业区间隔距离等一定时,防潜纵深尽可能大。

方案一：区域防潜舰4艘,前出距离为35km,巡逻线长度为20km,提供防潜纵深为50km。

方案二：区域防潜舰6艘,前出距离为55km,巡逻线长度为30km,提供防潜纵深为57km。

方案三：区域防潜舰8艘,前出距离为45km,巡逻线长度为30km,提供防潜纵深为65km。

方案四：区域防潜舰10艘,前出距离为55km,巡逻线长度为40km,提供防潜纵深为70km。

从以上方案可以看出：配置参数与美军双航母编队区域防潜舰配置比较接近。

5 结语

本文旨在分析双航母编队在综合作战区中区域防潜舰的配置问题,在确定配置原理的基础上,运用解析法建立了区域防潜舰配置模型。结合实例仿真,可以看出：区域防潜舰前出距离约束了为编队提供的防潜纵深,前出距离、防潜纵深和巡逻线长度决定了防潜扇面角度,防潜纵深、两个作业区的间隔距离和防潜扇面角度又决定了防潜舰数量。结论：当两个作业区的间隔距离一定时,区域防潜舰的配置实质上是在防潜舰的前出距离、防潜纵深、防潜扇面角度、防潜舰数量之间进行平衡。

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Disposition Method of Zone Anti-submarine Ships for Dual Aircraft-Carriers Formation in Combined Theatre of War

PIAO Chengri

(Department of Surface Ship Command, Dalian Naval Academy, Dalian 116018)

Anti-submarine ship is often used to perform zone defense in combined theatre of war. It is important for the study of the disposition of zone anti-submarine ship to improve the anti-submarine operation capabilities for dual submarine-carriers formation. To make definite effect factors and restraint conditions is critical to study the disposition of zone anti-submarine ship and establish mathematical models. Basic requirements for the disposition of anti-submarine ship are put forward based on the zone defense task. On the conditions of the forward-distance, defense in depth, sector angle of anti-submarine, range of patrol line, quantitative demand respectively, the mathematical models of the disposition for the zone anti-submarine ship is established by using of analytical method. According to the above, the models are analyzed and proved through simulation by a reasonable scenario. The crux of the disposition for the zone anti-submarine ship is to equilibrium various effect factors. The models are feasible, which provides reference for the disposition of anti-submarine ship in zone defense.

disposition, zone anti-submarine, dual aircraft-carriers formation, combined theatre of war

E925

2016年9月7日,

2016年10月21日

朴成日,男,博士,副教授,研究方向：战术学。

E925

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.03.006