对抗航空反潜鱼雷关键技术研究

徐海珠，袁延艺，余 赟，刘雄厚

(海军研究院，北京 100161)

0 引 言

航空反潜是重要的反潜作战方式，其主要作战平台反潜直升机和固定翼反潜巡逻机作战半径大、机动性强、对潜探测效率高[1]，航空反潜鱼雷攻潜突发性强、对潜搜索效率高、目标识别能力强、命中概率高，对潜艇造成了巨大威胁[2]。相对反潜飞机，潜艇机动性能差、对空探测能力弱、对空攻击武器少，在潜空对抗中处于劣势。目前，航空反潜鱼雷已经成为潜艇的主要威胁，研究潜艇对抗航空反潜鱼雷的方法和手段，对于提高潜艇生存能力具有重要意义。

在航空反潜作战流程和航空鱼雷攻潜特点分析的基础上，研究了潜艇对抗航空鱼雷所需的能力。从潜艇对航空平台的探测和攻击、潜艇对航空鱼雷的防御等角度，探讨了潜艇对抗航空鱼雷的技术途径，最后分析了潜艇对抗航空鱼雷的作战流程。

1 航空反潜的特点

1.1 航空反潜作战流程

航空反潜通常有检查反潜、巡逻反潜和应召反潜等作战方式，其中最常用的是应召反潜。应召反潜一般是反潜飞机在接到命令后飞行到任务海域，综合运用雷达、目力或红外方式搜索潜艇。如不能发现，使用被动声呐浮标搜索，发现目标后使用主动声呐浮标或磁探仪进行精确定位，最后实施武器攻击，确认击毁潜艇后返航。航空反潜典型作战流程如图1所示。

图 1 航空反潜作战流程Fig. 1 Combat process of aviation anti-submarine

1.2 航空鱼雷反潜特点

现代航空反潜鱼雷通过反潜飞机投放，采用主被动联合声自导和多种目标识别方法，大幅提高了作战效能，对潜艇造成了巨大威胁。航空鱼雷反潜具有以下特点：

1）攻击突发性强。反潜飞机可用多种手段对潜艇进行快速发现和精确定位，进而发射反潜鱼雷。鱼雷入水点距离潜艇近，鱼雷航速高，从入水至命中潜艇时间短[3]，而潜艇对反潜飞机和航空反潜鱼雷探测能力弱，预警时间短，往往在不知情的情况下被反潜飞机跟踪并被航空反潜鱼雷攻击，且潜艇机动性能差，被鱼雷跟踪后生存率较低。

2）对潜搜索效率高。现代航空反潜鱼雷采用主被动联合声自导方式对潜艇搜索，其自导基阵采用低频大功率信号，并采用数字信号处理技术，进行空间和频率滤波，因而鱼雷自导扇面大，搜索距离远，跟踪目标数量多。航空反潜鱼雷采用多速制，其中低速搜索有利于降低自噪声提高自导距离，并降低被攻击平台的报警距离，高速跟踪和攻击可降低目标散布误差，提高跟踪效率和命中概率。采用宽带主动自导，回波携带目标信息量大，混响背景相关性弱，可抵消混响和多途影响。

3）目标识别能力强。现代鱼雷自导装置采用宽带多频段工作体制，并采用频率分集信号和跳频发射，通过恒虚警处理、回波延时分析、空间相干分析、LOFAR分析和DEMON分析等技术，可提取目标特征，具有较强的抗人工干扰的能力[4]。尤其是鱼雷主动自导采用方位走向法、回波相位谱宽度、MUSIC方法、目标成像等方法，进行目标尺度分析，可识别噪声干扰器和点源声诱饵[5,6]。

4）目标命中概率高。鱼雷自导装置采用数字多波束自导，提高了导引精度，且现代航空反潜鱼雷具有记忆能力和丢失目标再搜索能力，对已经识别的目标记录其位置，再搜索时不再理会，丢失目标后可再搜索直至航程耗尽。航空反潜鱼雷可对潜艇尺度测量后选择潜艇的薄弱位置进行攻击，采用惯性引信和定向爆破技术，对潜艇进行垂直命中，单枚鱼雷即可重创1艘潜艇。

2 对抗航空反潜鱼雷所需的能力

根据航空反潜的作战流程和航空鱼雷反潜特点，潜艇必须具备对反潜飞机的探测甚至攻击能力，对鱼雷的快速报警能力、快速对抗能力、软硬综合对抗能力，才能提高对抗成功率，保证潜艇生存能力。

2.1 对反潜飞机的探测攻击能力

尽早发现携带鱼雷的反潜飞机，可使潜艇提前进行战术规避，为识别航空反潜鱼雷提供先验信息，还可为潜艇攻击反潜飞机提供目标指示。潜艇若能装备对空攻击武器，可对反潜飞机形成威慑，限制反潜飞机的作战能力发挥，潜艇若能摧毁反潜飞机，则能最大限度的保证自身安全。

2.2 对航空反潜鱼雷的快速报警能力

航空反潜鱼雷入水距离潜艇近，潜艇防御和反击可用时间短，因而潜艇尽早发现并识别反潜鱼雷，是快速发射对抗器材、机动规避，以及发射武器攻击反潜飞机的重要前提。

2.3 对航空反潜鱼雷的快速对抗能力

航空反潜鱼雷入水距离潜艇近，对抗实施的快速性是对抗成功的关键。潜艇鱼雷报警后，应迅速发射对抗器材并使对抗器材快速接近鱼雷，使鱼雷先发现并跟踪对抗器材，可有效掩护潜艇规避。

2.5 对航空反潜鱼雷的软硬综合对抗能力

现代智能声自导鱼雷具备较强的目标探测能力、目标识别能力以及丢失目标再搜索能力。对抗器材应具备对潜艇精细特征模拟能力、对鱼雷的大范围干扰能力、对鱼雷毁伤能力，才能彻底消除鱼雷威胁。

3 对抗航空反潜鱼雷的关键技术

根据潜艇对抗航空鱼雷的所需能力，潜艇水声对抗系统应重点发展对反潜飞机的远程探测技术、对反潜飞机的精确打击技术，对反潜鱼雷的快速报警技术，水声对抗器材的快速发射技术、尺度模拟技术和软硬综合对抗技术。

3.1 对反潜飞机的远程探测技术

要实现对反潜飞机的探测，一是采用浮标或无人机检测反潜飞机的空气噪声、无线电通信信号或进行光电侦察，并通过有线或无线方式传回艇内；二是采用潜艇声呐基阵检测反潜飞机辐射噪声的入水能量[7]；三是采用潜艇声呐基阵检测反潜飞机吊放声呐和声呐浮标的主动声信号，以及声呐浮标和鱼雷入水声。

以色列拉斐尔公司研制的潜用直升机探测浮标，可在水面探测反潜飞机噪声，并将信号通过光纤传回潜艇进行分析识别[3]。俄罗斯20世纪80年代也开展了潜艇声呐基阵探测反潜飞机的试验。

3.2 对航空反潜鱼雷的快速报警技术

研究表明，根据航空反潜鱼雷入水、启动、加速过程的瞬态信号，以及寻的信号、航行噪声等特征可对航空反潜鱼雷进行识别报警。其中，鱼雷入水时的击水声是宽带冲击信号，入水的气泡脉动声是低频脉冲信号，鱼雷动力推进装置启动和加速过程具有一组变化率很高的线谱，圆周搜索段的寻的信号具有大的多普勒频移和强度起伏[8]。瞬态信号持续时间短，不可重复，且频带宽，艇首声呐工作频段和观察范围一般难以覆盖，传统的能量累积的处理方法难以奏效，因而可以改造舷侧基阵以拓宽频带和增加对上部空间的观察范围，并采用时频分析方法检测瞬态信号，可实现对航空反潜鱼雷的快速准确报警。

德国海军的潜艇反鱼雷防御系统（TCM/TAU-2000）具备鱼雷出管、点火等瞬态噪声信号的分析能力[9]。

3.3 对抗器材的快速发射技术

传统水声对抗发射装置和对抗器材不能泡水，鱼雷报警后首先要对发射管进行注水后才能发射，耽误了时间。随着发射装置和对抗器材耐腐能力的提高，对抗器材可在发射管内以湿式储存的方式省略注水时间，进而大幅提高发射反应速度。另外，航空反潜鱼雷从潜艇上方来袭，对抗器材出管后，应立刻向上机动快速接敌，使鱼雷首先发现对抗器材，同时潜艇向相反方向机动，可进一步提高潜艇生存概率。

德国和意大利联合研制的CIRCE潜艇鱼雷防御系统中，模块化发射装置安装在潜艇上甲板的耐压壳体外[9]，一次可快速发射多枚水声对抗器材，有效对抗线导、声自导鱼雷。

3.4 对抗器材的尺度模拟技术

当前鱼雷主要采用主动声自导的对目标进行水平尺度识别，要模拟目标回波的方位延展特性，可通过多点接力回波的方式，目前主要有线阵声诱饵和网络化协同声诱饵等技术。线阵声诱饵是在自航式声诱饵的尾部拖曳线列阵，首先接收鱼雷寻的信号并测量其方位，然后控制拖线阵的各换能器依次发射，以应答鱼雷寻的信号[10]，这种方法需要解决自航式声诱饵拖线阵的释放技术和声诱饵的边收边发技术。网络化协同声诱饵是指潜艇一次发射多枚声诱饵，声诱饵之间采用水声通信的方式，按照一定的时序和脉冲展宽应答鱼雷寻的信号，该方法需要潜艇具备同时发射多枚声诱饵的能力，以及多枚声诱饵在复杂水声环境下协同工作的能力[11]。

美军的下一代水声对抗技术（NGCM）中[11]，潜艇可一次发射多枚声诱饵，声诱饵通过水声通信组网，探测来袭鱼雷方位并协同对抗，还可与潜艇平台通信，大幅提高鱼雷防御作战效能。

3.5 对抗器材的软硬综合对抗技术

传统声诱饵仅具备声学诱骗功能，现代声自导鱼雷可识别并继续攻击潜艇，即便鱼雷跟踪了声诱饵但是鱼雷引信不动作，鱼雷仍会再次搜索并攻击潜艇。潜艇对抗空投反潜鱼雷的软硬综合对抗手段，主要有鱼雷引信诱骗技术、引爆式声诱饵技术[12]、鱼雷拦截网和反鱼雷鱼雷技术。其中引爆式声诱饵的关键技术是确定引爆时机，可采用高频主动声基阵测量来袭鱼雷距离，在鱼雷距离最近处爆炸。反鱼雷鱼雷的关键技术是制导技术，可采用线导、主被动声自导、跟踪寻的信号自导等方式实现。

美国在20世纪80年代对其ADCMK-2悬浮式对抗器材加装炸药，以色列也发展了Torbuster型引爆式声诱饵，欧洲也正以MU90为基础研制反鱼雷鱼雷[9]。

3.6 对反潜飞机的精确打击技术

潜艇若能采用潜空导弹将敌反潜飞机摧毁，则能最大限度的保证自身安全。使用潜空导弹需要解决目标指示和导弹制导问题。潜艇可利用声呐基阵或浮标检测反潜飞机的辐射噪声、声呐浮标和吊放声呐的主动声信号、以及航空反潜鱼雷和声呐浮标入水声，或检测航空声呐浮标无线电信号等，识别反潜飞机并给出目标指示，进而发射导弹攻击反潜飞机。导弹制导主要可以采用主被动雷达制导、红外制导、激光制导、潜艇线导等方式。

目前正在研制和已投入使用的潜空导弹主要有美国研制的西埃姆、法德联合研制的“独眼巨人”、德

国和挪威联合研制的海神潜空导弹、俄罗斯装备的SA-N-8潜空导弹等[13]。

4 对抗航空反潜鱼雷的作战流程

通过敏感海域时，潜艇声呐对反潜飞机噪声、主动声呐浮标和吊放声呐等信号进行全时警戒，必要时发射浮标或无人机，在海面通过无线电、光电、空气噪声探测反潜飞机。发现反潜飞机后，立即隐蔽到跃层下，或以低噪声工况规避反潜飞机探测，同时准备好水声对抗器材和潜射对空导弹。一旦鱼雷报警并识别为航空反潜鱼雷，立刻发射声诱饵、声干扰器或反鱼雷鱼雷等对抗器材，干扰、诱骗和毁伤鱼雷。若能对反潜飞机进行跟踪，还可发射潜空导弹对反潜飞机进行攻击。潜艇对抗航空反潜鱼雷作战流程如图2所示。

图 2 潜艇对抗航空反潜鱼雷作战流程Fig. 2 Combat process of submarine against a aircraft torpedo

5 结 语

随着航空搜潜技术和攻潜技术的发展，潜艇面临的威胁越来越严峻，在潜空对抗中潜艇的生存率越来越低。潜艇应该加快发展对反潜飞机的探测技术和打击技术，以及对反潜鱼雷的快速报警、快速防御和软硬对抗技术，以提高自身的生存能力。

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