航母综合作战区反潜直升机对潜警戒能力分析*

吴福初，吴省均，吴 杰

（海军航空大学，山东 烟台 264001）

0 引言

航母综合作战区，是指为保障航母顺利实施对岸打击作战、有效控制局部海空区域的安全需要，通过对警戒兵力的优化配置与使用而构建的航母综合防护区域［1］。由于敌潜艇隐蔽性强、攻击突然、威胁大。所以，在有敌潜艇威胁的情况下，编队指挥员通常将对潜防御作为航母综合作战区警戒兵力防御作战的重中之重。而从所掌握的文献资料看，目前国内学术界针对航母编队中反潜直升机对潜警戒能力的研究，大多集中在航母编队航渡过程中反潜直升机作战能力方面的研究，而基于航母综合作战区反潜作战特点和要求的反潜直升机对潜警戒能力研究还很少见。本文依据航母综合作战区对潜防御的目的、性质和要求，结合反潜直升机在航母综合作战区的具体战术行动方法，在构建航母综合作战区反潜直升机使用吊放声纳、浮标声纳对潜警戒能力计算模型的基础上，对航母综合作战区反潜直升机的对潜警戒能力进行了定量分析。所得结论，可为编队指挥员合理配置和使用反潜直升机兵力提供理论依据，对于提高航母综合作战区反潜直升机的反潜作战能力，保障航母的安全和行动自由具有重要的意义。

1 反潜直升机使用吊放声纳对潜警戒能力计算模型

航母综合作战区警戒兵力的反潜作战行动，以阻止敌潜艇使用反舰武器对我航母实施攻击，保障航母安全为根本目的，并不以主动寻歼敌潜艇为主要目标，因而具有典型的防御性反潜作战特征［2］。反潜直升机使用吊放声纳对潜警戒时，通常采取沿指定巡逻线使用吊放声纳逐点探测，建立拦阻巡逻线的方法实施对潜警戒。此时，反潜直升机的对潜警戒能力，可由在保证敌潜艇不能穿越其吊放声纳有效搜索宽度的条件下，其所能构建的吊放声纳拦截巡逻线最大有效长度来表征［3］，如图1所示。

图1 反潜直升机使用吊放声纳对潜警戒示意图

由图1可知，反潜直升机使用吊放声纳建立拦截巡逻线的最大有效长度计算公式为：

式中，Ls为反潜直升机使用吊放声纳建立拦截巡逻线的最大有效长度；d'g为反潜直升机相邻悬停探测点之间的距离；Ns为保证敌潜艇不能穿越吊放声纳有效搜索宽度条件下，反潜直升机能够点水探测次数的一半［4］，其约束条件为：

式中，“［］”表示取整数值；Vz为反潜直升机使用吊放声纳巡逻搜潜时的平均飞行速度；W为反潜直升机吊放声纳的有效搜索宽度，其计算公式为：

式中，ds为反潜直升机吊放声纳的有效探测距离。

2 反潜直升机使用浮标声纳对潜警戒能力计算模型

声纳浮标阵具有作用时间长、警戒正面宽度大、对水下潜艇警戒效果好等诸多方面的优点。所以，反潜直升机在航母综合作战区遂行对潜防御任务时，通常采取在指定海域布设声纳浮标线型拦截阵，然后在其所布设浮标阵上空盘旋监听的方式实施对潜警戒。

在使用浮标声纳建立线型拦截阵实施对潜警戒时，反潜直升机的对潜警戒能力，可由其所能布设并能有效监听声纳浮标线型拦截阵的最大有效长度来表征［5］。在反潜直升机携带声纳浮标数量能够满足使用要求的情况下，反潜直升机对潜警戒所能布设声纳浮标阵的最大有效长度，主要取决于声纳浮标的有效通信距离、反潜直升机的监听飞行方式及飞行高度。而根据反潜直升机在监听浮标阵过程中飞行方式的不同，反潜直升机使用浮标声纳的对潜警戒能力，即其所能有效监听声纳浮标线型拦截阵最大长度的计算，可分为以下两种情况。

2.1 平行监听声纳浮标阵的最大有效长度计算模型

平行监听，是指反潜直升机在其所布设浮标阵上空中央，沿平行于声纳浮标线型拦截阵的方向盘旋飞行实施监听的方式［6］，如图2所示。

图2 反潜直升机平行监听声纳浮标线型拦截阵示意图

此时，为确保反潜直升机对声纳浮标线型拦截阵监听的有效性，从最不利的情况出发，令敌潜艇由C1点开始穿越时，反潜直升机离开A点沿图2中指定航向运动，其与最左侧声纳浮标（位于B点）之间的距离刚好超过其与声纳浮标的有效通信距离。而在敌潜艇到达C2点之前，要求反潜直升机返回至A点，恢复对声纳浮标（位于B点）的有效监听，如图2、图3所示。

图3 反潜直升机浮标声纳有效搜索宽度示意图

由图2、图3可知，反潜直升机采用平行监听方式时，其所能有效监听声纳浮标线型拦截阵的最大长度计算公式为：

式中，Lf为反潜直升机所能有效监听声纳浮标线型拦截阵的最大长度；dg为相邻2枚声纳浮标之间的距离。

在直角△BEA中，根据勾股定理可得：

式中，Df为一定飞行高度上，反潜直升机与声纳浮标之间的有效通信距离；Hz为反潜直升机监听声纳浮标阵时的飞行高度。

由图2可知：

式中，Lz为反潜直升机在浮标阵上空盘旋的直线飞行距离；Rz为反潜直升机监听飞行的转弯半径；tq为敌潜艇突破声纳浮标线型拦截阵所需的时间；tz为反潜直升机监听飞行的转弯时间；Vz为反潜直升机监听声纳浮标阵的巡航速度。

根据图3可知，敌潜艇突破反潜直升机声纳浮标线型拦截阵所需时间的计算公式为：

式中，Vq为敌潜艇突破声纳浮标线型拦截阵时的航速；W1为反潜直升机使用浮标声纳建立线型拦截阵的有效搜索宽度，其计算公式为：

式中，df为反潜直升机声纳浮标的有效探测距离。

综合式（4）～式（8），则反潜直升机采用平行监听方式，所能有效监听声纳浮标线型拦截阵的最大有效长度Lf为：

显然，此时反潜直升机所需布设声纳浮标的数量为：

式中，Nf为反潜直升机所需布设声纳浮标的数量；“［］”表示取整数值。

2.2 垂直监听声纳浮标阵的最大有效长度计算模型垂直监听，是指反潜直升机在其所布设浮标阵

上空中央，沿垂直于声纳浮标线型拦截阵的方向盘旋飞行实施监听的方式［7］，如图4所示。

图4 反潜直升机垂直监听声纳浮标线型拦截阵示意图

同理，为确保反潜直升机对声纳浮标线型拦截阵监听的有效性，从最不利的情况出发，令敌潜艇由C1点开始穿越时，反潜直升机离开J'点沿图4中指定航向运动，其与最左侧声纳浮标（位于I点）之间的距离刚好超过其与声纳浮标的有效通信距离。而在敌潜艇到达C2点之前，要求反潜直升机返回至J'点，恢复对声纳浮标（位于I点）的有效监听，如图3、图4所示。

由图3、图4可知，反潜直升机采用垂直监听方式时，其所能有效监听声纳浮标线型拦截阵的最大长度Lf为：

由于反潜直升机采用垂直监听方式时，其飞行航线与所布设的声纳浮标线型拦截阵相垂直，且不在同一平面上，故为求解线段IJ的长度，构建以下垂直剖面直角三角形，如图5所示。

图5 反潜直升机垂直监听时垂直剖面三角形示意图

则在直角△IJJ'中，根据勾股定理可得：

综合式（11）、式（12），可得反潜直升机垂直监听声纳浮标线型拦截阵的最大有效长度Lf为：

由此可得，此时反潜直升机所需布设声纳浮标的数量Nf为：

3 反潜直升机对潜警戒能力量化分析

依据所构建的反潜直升机使用吊放声纳和浮标声纳对潜警戒能力计算模型，结合反潜直升机吊放声纳、浮标声纳的战技性能，计算得出反潜直升机使用吊放声纳所能构建的拦截巡逻线最大有效长度，如表1、图6所示，以及使用浮标声纳所能有效监听声纳浮标线型拦截阵的最大有效长度，如表2所示。

表1 反潜直升机吊放声纳拦截巡逻线最大有效长度

图6 反潜直升机吊放声纳拦截巡逻线最大有效长度仿真图

表2 反潜直升机声纳浮标拦截阵最大有效长度及布设浮标数量

4 对计算结果的分析

通过对计算结果的分析，可得如下主要结论：

①舰载反潜直升机机动能力强，既可用吊放声纳建立拦截巡逻线的方法实施对潜警戒，又可用布放声纳浮标建立线型拦截阵的方法实施对潜警戒，是航母综合作战区对潜防御的重要力量之一。

②声纳浮标作用时间长，对水下潜艇发现能力强。所以，建立声纳浮标线型拦截阵是反潜直升机在航母综合作战区对潜警戒的主要方式。由于反潜直升机采用平行监听方式所能有效监听声纳浮标线型拦截阵的长度，明显大于其采用垂直监听方式时所能有效监听浮标阵的长度。所以，在战场条件允许的情况下，反潜直升机应尽可能采用平行监听方式实施监听，以提高其使用浮标声纳对潜警戒的效率。

③声纳浮标的有效通信距离，是影响反潜直升机对潜警戒能力的重要因素。虽然反潜直升机可携带的声纳浮标数量较多，并能够快速飞临指定阵位进行浮标布设，但实际使用过程中，由于声纳浮标的通信距离有限，从而严重限制了反潜直升机所能有效监听声纳浮标线型拦截阵的长度，从而制约了反潜直升机使用浮标声纳时对潜警戒能力的发挥。所以，如何增大声纳浮标的有效通信距离，已成为未来航空反潜装备能力建设的重要方面。

④吊放声纳探测点之间的距离，是影响反潜直升机使用吊放声纳对潜警戒能力的重要因素。在反潜直升机使用吊放声纳实施对潜警戒时，反潜直升机战术指挥长应准确判断敌潜艇的类型、性能，并依据其作战使用特点，合理确定反潜直升机吊放声纳探测点之间的距离，在保证敌潜艇不能穿越反潜直升机吊放声纳有效搜索宽度的情况下，尽可能增大反潜直升机吊放声纳拦截巡逻线的最大有效长度，以提高其使用吊放声纳的对潜警戒能力。

5 结论

反潜直升机是航母综合作战区对潜防御的重要力量之一。本文采用战术与技术相结合、定性与定量分析相结合的方法，从保障航母安全和作战行动自由的目的和要求出发，在分析航母综合作战区反潜直升机的战术行动方法，构建反潜直升机使用吊放声纳、浮标声纳对潜警戒能力计算模型的基础上，依据反潜直升机的战技性能和敌潜艇的战斗使用规律，对航母综合作战区反潜直升机使用吊放声纳和浮标声纳的对潜警戒能力进行了深入的分析。所得结论对于优化航母综合作战区反潜直升机的使用，提高其反潜作战效能，保障综合作战区航母的安全，具有重要的理论指导意义和参考使用价值。

［1］吴福初，徐寅，张海峰，等.航母综合作战区警戒兵力对潜警戒能力及配置［J］.指挥控制与仿真，2016，38（4）:1-7.

［2］黄锡大.海军航空兵战斗行动［M］.南京：中国人民解放军海军指挥学院，2001.

［3］吴福初，石文星，刘卫东.某型舰近程反潜防御区反潜直升机配置［J］.指挥控制与仿真，2014，36（4）:68-71.

［4］吴福初，曹帅.航母近程反潜区反潜直升机对潜警戒能力研究［J］.军事运筹与系统工程，2016，30（1）:27-32.

［5］吴福初，丛红日，盛文平，等.直升机使用吊放声纳检查反潜兵力需求模型［J］.海军航空工程学院学报，2011，26（3）:347-349.

［6］王磊，吴福初，陈钰宁，等.基于声纳浮标的反潜直升机应召搜潜仿真研究［J］.指挥控制与仿真，2010，32（2）:84-88.

［7］吴杰，孙明太，吴福初.基于改进AHP和GSD的舰载反潜直升机作战效能评估 ［J］.中国测试，2016，42（1）:134-137.

［8］吴杰，孙明太，刘海光.舰载反潜直升机协同作战效能评估［J］.火力与指挥控制，2017，42（1）:9-13.