DOI 10.19838/j.issn.2096-5753.2022.05.008
0 引言
魚(yú)雷自誕生以來(lái)，因其具有毀傷力強(qiáng)、防御難度大的特點(diǎn)，一直作為水下攻防體系中最有效的水中兵器，曾在歷史上多次海戰(zhàn)中發(fā)揮了巨大作用，世界各國(guó)海軍也都一直極度重視魚(yú)雷武器裝備的發(fā)展和革新。隨著新技術(shù)在魚(yú)雷武器裝備中的快速應(yīng)用，高航速、低噪音、遠(yuǎn)航程、強(qiáng)毀傷力等新型魚(yú)雷層見(jiàn)疊出，魚(yú)雷的智能化程度和水聲對(duì)抗能力也不斷提高，對(duì)潛艇的水下生存空間構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。因此如何有效地進(jìn)行潛艇防御魚(yú)雷攻擊已成為各國(guó)海軍面臨的重大難題，世界各軍事強(qiáng)國(guó)均開(kāi)始致力于反魚(yú)雷技術(shù)和裝備的研究和發(fā)展。
1 潛艇反魚(yú)雷防御的戰(zhàn)術(shù)背景
1.1 潛艇面臨的魚(yú)雷威脅特征
要對(duì)反潛魚(yú)雷進(jìn)行有效防御，首先需要了解攻擊魚(yú)雷的戰(zhàn)術(shù)性能和魚(yú)雷攻擊過(guò)程的主要特性。目前，潛艇在水下面臨的魚(yú)雷威脅主要來(lái)自3個(gè)方面。
1）線導(dǎo)+聲自導(dǎo)重型魚(yú)雷。
重型魚(yú)雷一般由敵方潛艇距攻擊目標(biāo) 10 km 外管裝發(fā)射，各國(guó)先進(jìn)重型魚(yú)雷戰(zhàn)術(shù)如表 1 所示，可以發(fā)現(xiàn)國(guó)外重型魚(yú)雷最高航速均在 50 kn 以上，航程范圍在 20~60 km，大部分采用噪音較小的泵噴推進(jìn)裝置，采用線導(dǎo)+主被動(dòng)聲自導(dǎo)的組合制導(dǎo)方式，具有較強(qiáng)的水聲對(duì)抗和目標(biāo)探測(cè)能力。重型魚(yú)雷攻擊的過(guò)程為前期借助潛艇發(fā)射平臺(tái)的聲吶探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行有線制導(dǎo)，來(lái)探測(cè)和跟蹤目標(biāo)。后期當(dāng)魚(yú)雷距離目標(biāo) 2~3 km 的位置，切斷線導(dǎo)后依靠魚(yú)雷本身的聲自導(dǎo)系統(tǒng)快速接近和攻擊目標(biāo)。重型魚(yú)雷對(duì)潛艇最大的威脅就是速度快且搭載大當(dāng)量高能戰(zhàn)斗部毀傷威力大，只要潛艇進(jìn)入其毀傷范圍區(qū)域就會(huì)對(duì)目標(biāo)造成有效傷害和打擊。
2）聲自導(dǎo)輕型魚(yú)雷。
輕型魚(yú)雷一般由敵方水面艦艇管裝發(fā)射或反潛飛機(jī)空投使用，各國(guó)先進(jìn)輕型魚(yú)雷戰(zhàn)術(shù)如表 2 所示，可以發(fā)現(xiàn)輕型魚(yú)雷航程均在 10 km 以上，最大航速在 50 kn 左右，均采用主被動(dòng)聯(lián)合自導(dǎo)方式，也具有較強(qiáng)的水聲對(duì)抗能力。戰(zhàn)斗部裝藥量雖然比重型魚(yú)雷少，但是采用垂直命中技術(shù)和聚能裝藥仍可保證小當(dāng)量戰(zhàn)斗部對(duì)潛艇造成有效毀傷?？胀遏~(yú)雷的攻擊過(guò)程為通過(guò)直升機(jī)上的主動(dòng)吊放聲吶對(duì)潛艇精確定位后，到達(dá)距離潛艇 1 km 左右的區(qū)域內(nèi)投放魚(yú)雷，魚(yú)雷落水后十幾秒內(nèi)即可通過(guò)自導(dǎo)裝置探測(cè)并跟蹤上潛艇。因此空投魚(yú)雷對(duì)潛艇最大的威脅就是潛艇采取有效對(duì)抗的時(shí)間很短，使?jié)撏б?guī)避魚(yú)雷攻擊的難度較大。
3）助飛+聲自導(dǎo)魚(yú)雷。
助飛魚(yú)雷一般是水面艦艇通過(guò)火箭或渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)將魚(yú)雷投送至潛艇上方附近，再由魚(yú)雷入水搜索和攻擊潛艇。如表 3 所示，由于助飛魚(yú)雷的運(yùn)載系統(tǒng)最大飛行速度均在 1 000 km/h 以上，最大射程大部分在 20 km 左右，所以只要水面艦艇探測(cè)聲吶發(fā)現(xiàn)了潛艇目標(biāo)，便可對(duì)其進(jìn)行中程的快速反潛攻擊。潛艇面臨的威脅與空投魚(yú)雷類(lèi)似，即反魚(yú)雷對(duì)抗的時(shí)間較短。
1.2 潛艇面臨的魚(yú)雷威脅特征
針對(duì)上述潛艇面臨的魚(yú)雷威脅，對(duì)潛艇反魚(yú)雷防御系統(tǒng)應(yīng)提出下列要求：
1）盡可能遠(yuǎn)距離的及早發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。潛艇受到魚(yú)雷威脅是三維全向的，可來(lái)自空中、水面或水下，因此潛艇的魚(yú)雷聲吶報(bào)警系統(tǒng)要能全方位精確探測(cè)和識(shí)別魚(yú)雷，為其反魚(yú)雷對(duì)抗?fàn)幦「鄷r(shí)間。
2）盡可能快速的反應(yīng)和智能決策。敵方魚(yú)雷借助投放平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)可以在潛艇近距離范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行快速攻擊，潛艇總反應(yīng)時(shí)間短，因此指揮控制系統(tǒng)必須要在短時(shí)間內(nèi)做出正確的防御決策。
3）盡可能有效的進(jìn)行反魚(yú)雷對(duì)抗。潛艇處于水下，一方面，無(wú)法像水面艦艇通過(guò)快速運(yùn)載手段遠(yuǎn)距離施放反魚(yú)雷對(duì)抗裝備，加之潛艇內(nèi)部空間有限，搭載的反魚(yú)雷器材數(shù)量有限；另一方面，來(lái)襲魚(yú)雷水聲對(duì)抗能力強(qiáng)且具備多次攻擊目標(biāo)的能力， 因此潛艇必須采取多層次和多批次的對(duì)抗措施。
2 潛艇反魚(yú)雷防御的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 專(zhuān)用魚(yú)雷聲吶報(bào)警技術(shù)
潛艇實(shí)施規(guī)避機(jī)動(dòng)和制定對(duì)抗措施前都需要獲取來(lái)襲魚(yú)雷的距離和方位信息，因此魚(yú)雷報(bào)警技術(shù)是潛艇反魚(yú)雷防御的基礎(chǔ)，但是由于來(lái)襲魚(yú)雷具有體積小和運(yùn)動(dòng)速度快的特點(diǎn)，潛艇配備的普通舷側(cè)聲吶和拖曳聲吶不能直接用于魚(yú)雷報(bào)警，必須開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的魚(yú)雷報(bào)警聲吶對(duì)高速小目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，其關(guān)鍵技術(shù)就是對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷進(jìn)行遠(yuǎn)程的快速識(shí)別和遠(yuǎn)程的準(zhǔn)確定位。針對(duì)潛艇防御的需求，目前魚(yú)雷聲吶報(bào)警技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展主要在以下3 個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了突破。
1）利用寬頻帶、高頻率的拖線陣被動(dòng)聲吶實(shí)現(xiàn)了魚(yú)雷遠(yuǎn)程報(bào)警。其基本原理就是充分利用來(lái)襲高速魚(yú)雷在高頻工作頻帶上存在較多的線譜分量和較強(qiáng)的輻射噪聲信息，來(lái)提高對(duì)遠(yuǎn)距離魚(yú)雷的識(shí)別和 報(bào)警。比如法國(guó)研發(fā)的 SLAT 反魚(yú)雷系統(tǒng)，其配置的“信天翁”被動(dòng)拖曳式魚(yú)雷報(bào)警器利用三元組水聽(tīng)器陣能在較大的舷側(cè)扇面內(nèi)自動(dòng)分辨目標(biāo)左右舷，工作頻段為 1~6 kHz，能探測(cè)到 10 km 遠(yuǎn)的低噪聲魚(yú)雷。采用全景波束選擇器對(duì)魚(yú)雷進(jìn)行快速檢測(cè)和多級(jí)分類(lèi)識(shí)別，在 6 km 以內(nèi)范圍對(duì)目標(biāo)分類(lèi)和報(bào)警的概率可達(dá)到 90%以上。魚(yú)雷報(bào)警聲吶可以通過(guò)增加聲吶的基元數(shù)、拓寬工作頻帶和集成化其它探測(cè)聲吶來(lái)增加探測(cè)距離。
2）利用主動(dòng)拖曳陣聲吶實(shí)現(xiàn)了魚(yú)雷遠(yuǎn)程定位。雖然被動(dòng)拖曳陣聲吶實(shí)現(xiàn)了魚(yú)雷遠(yuǎn)距離報(bào)警，但只能提供目標(biāo)方位信息，對(duì)魚(yú)雷進(jìn)行有效防御仍需要依靠主動(dòng)聲吶來(lái)獲取來(lái)襲魚(yú)雷的距離信息。當(dāng)魚(yú)雷目標(biāo)在躍層下面處于艦殼聲吶聲影區(qū)時(shí)，變深聲吶仍可檢測(cè)到魚(yú)雷目標(biāo)，因此主被動(dòng)聯(lián)合的變深拖曳陣聲吶得以迅速發(fā)展，成為世界各國(guó)海軍艦艇防御的重要利器，比如美國(guó)的 980 系列低頻聲吶系統(tǒng)、 英國(guó)的 ATAS V1 主動(dòng)拖曳陣聲吶和法國(guó)的 UMS 4320 新一代主動(dòng)變深聲吶等，主動(dòng)工作頻率范圍為 1~4 kHz，均具備主動(dòng)探測(cè)目標(biāo)和被動(dòng)魚(yú)雷報(bào)警的功能。
3）綜合利用艦殼聲吶和拖曳聲吶實(shí)現(xiàn)了魚(yú)雷探測(cè)的全方位覆蓋。對(duì)于潛艇而言，敵方魚(yú)雷可能會(huì)從各個(gè)方向進(jìn)行攻擊，魚(yú)雷報(bào)警系統(tǒng)必須具備全方位監(jiān)視報(bào)警能力，單純依賴主被動(dòng)拖曳聲吶克服了魚(yú)雷遠(yuǎn)程報(bào)警和定位的難題，但是在艦首方向存在搜索盲區(qū)，因此各國(guó)海軍均在加強(qiáng)艇首方向的魚(yú)雷探測(cè)和報(bào)警能力，比如法國(guó)的 UMS4110 聲吶、 德國(guó)的 ASO 90系列聲吶和美國(guó)的 AN/SQS-56系列聲吶等，將艏部艦殼聲吶和主被動(dòng)聯(lián)合拖曳聲吶組成套裝，實(shí)現(xiàn)了魚(yú)雷探測(cè)的全方位覆蓋，極大 提升了反魚(yú)雷防御能力。
2.2 潛艇快速反應(yīng)和智能決策技術(shù)
潛艇在面臨敵方反潛魚(yú)雷來(lái)襲威脅時(shí)，特別是敵方空投魚(yú)雷可以借助投放平臺(tái)優(yōu)勢(shì)在潛艇近距離范圍內(nèi)對(duì)潛艇進(jìn)行快速攻擊，潛艇總反應(yīng)時(shí)間短，要想成功進(jìn)行對(duì)抗防御，在利用魚(yú)雷專(zhuān)用報(bào)警聲吶對(duì)來(lái)襲目標(biāo)進(jìn)行快速識(shí)別和準(zhǔn)確定位后，還需要潛艇魚(yú)雷防御系統(tǒng)具備快速反應(yīng)和正確決策的能力。
傳統(tǒng)的魚(yú)雷防御系統(tǒng)，主要是潛艇指揮員根據(jù)傳感器的探測(cè)信息、告警信息、指控輔助、潛艇自身性能和自身海上經(jīng)驗(yàn)選擇水聲對(duì)抗和機(jī)動(dòng)規(guī)避的時(shí)機(jī)和方案，但是在此過(guò)程中一方面人工決策時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)延誤最佳防御戰(zhàn)機(jī)；另一方面人工決策對(duì)抗方案的正確與否關(guān)系到攔截?cái)撤紧~(yú)雷的成功概率的大小。針對(duì)現(xiàn)有的利用人工方式進(jìn)行指揮決策已無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性和快速性防御的要求。
因此，潛艇作戰(zhàn)平臺(tái)應(yīng)開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)、自適應(yīng)、智能的優(yōu)化決策系統(tǒng)，降低人工干預(yù)的頻率，能夠根據(jù)魚(yú)雷報(bào)警信息，結(jié)合自身現(xiàn)有軟、硬殺傷武器裝備，動(dòng)態(tài)自適應(yīng)快速解算每一個(gè)戰(zhàn)術(shù)單元，在保證火力通道可用的條件下，自主智能地完成對(duì)抗方案的優(yōu)化選擇、對(duì)抗武器通道的分配與發(fā)射參數(shù)的計(jì)算、水聲對(duì)抗裝備的控制發(fā)射和本艇自身規(guī)避機(jī)動(dòng)導(dǎo)航等一系列決策與控制任務(wù)。這樣的一體化設(shè)計(jì)便于資源共享，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，降低成本，提高系統(tǒng)整體的信息綜合能力和快速反應(yīng)能力。在一次對(duì)抗實(shí)施完成后，能夠快速對(duì)對(duì)抗方案進(jìn)行效能評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果反饋給決策系統(tǒng)，從而進(jìn)一步優(yōu)化決策，構(gòu)成從態(tài)勢(shì)感知、指控決策、對(duì)抗實(shí)施、效能反饋的閉合防御鏈，提升潛艇反魚(yú)雷的對(duì)抗能力和成功概率。
2.3 潛艇反魚(yú)雷對(duì)抗防御措施
目前，從魚(yú)雷防御的角度，潛艇反魚(yú)雷對(duì)抗的手段大致分為被動(dòng)防御對(duì)抗和主動(dòng)防御對(duì)抗兩大類(lèi)，其中主動(dòng)防御對(duì)抗包括戰(zhàn)術(shù)防御對(duì)抗和反魚(yú)雷器材對(duì)抗，反魚(yú)雷器材對(duì)抗從對(duì)抗方式的原理又可細(xì)分為軟殺傷對(duì)抗和硬殺傷對(duì)抗 2 類(lèi)。
2.3.1 被動(dòng)防御對(duì)抗技術(shù)
潛艇被動(dòng)防御是指不直接對(duì)抗魚(yú)雷，而是從潛艇自身出發(fā)提高其隱身性能和減振降噪 2 個(gè)方面入手。理論上來(lái)講潛艇噪聲每降低 6 dB，受到攻擊的概率將減少一半。
潛艇提高隱身性能是通過(guò)在潛艇外殼涂吸聲材料吸收敵方聲吶的部分入射波并造成漫反射，影響聲吶識(shí)別潛艇的顯著特征，從而使聲吶探測(cè)和魚(yú)雷自導(dǎo)作用距離縮短，比如俄羅斯的臺(tái)風(fēng)級(jí)核潛艇敷設(shè)了 150 mm 厚的吸聲瓦后，可使美國(guó) MK 48 型魚(yú)雷的主動(dòng)聲吶的探測(cè)距離減小到30%左右。
潛艇減振降噪一方面是從抑制噪聲源的角度出發(fā)來(lái)改進(jìn)螺旋槳結(jié)構(gòu)或者使用低噪音推進(jìn)裝置， 比如俄羅斯 949 型核潛艇采用了七葉大側(cè)斜螺旋槳降噪，但潛艇在高速航行時(shí)螺旋槳負(fù)荷加大會(huì)提前出現(xiàn)空化氣泡，大幅降低了其靜音性能。隨后輻射噪聲更低、推進(jìn)效率更高的泵噴推進(jìn)得以發(fā)展并被西方各國(guó)潛艇裝備，比如美國(guó)的“海狼”級(jí)核攻擊潛艇在水下 30 m 以 20 kn 航速航行產(chǎn)生的輻射噪聲接近于海洋環(huán)境噪聲。另一方面從抑制噪聲傳播途徑角度在潛艇上貼片、敷設(shè)橡膠等措施來(lái)減少潛艇內(nèi)部噪聲向外輻射的強(qiáng)度，降低被敵方聲吶發(fā)現(xiàn)的概率，減少被敵魚(yú)雷命中的目的。
整體來(lái)講，潛艇的被動(dòng)防御對(duì)抗技術(shù)雖然在潛艇隱身降噪方面取得了很好的效果，降低了潛艇被魚(yú)雷攻擊的概率，但是潛艇無(wú)法做到完全隱身和完全靜音，以及敵方反潛新技術(shù)的大力發(fā)展和應(yīng)用，只采用被動(dòng)防御對(duì)于潛艇反魚(yú)雷是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
2.3.2 主動(dòng)防御對(duì)抗技術(shù)
2.3.2.1 戰(zhàn)術(shù)防御對(duì)抗
潛艇戰(zhàn)術(shù)防御對(duì)抗是指魚(yú)雷報(bào)警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)來(lái)襲魚(yú)雷之后，通過(guò)改變潛艇的航向、航速和航深的措施來(lái)規(guī)避直航魚(yú)雷的彈道和聲自導(dǎo)魚(yú)雷的探測(cè)，延長(zhǎng)采取其它對(duì)抗措施的時(shí)間，從而避免被敵魚(yú)雷擊中。潛艇規(guī)避機(jī)動(dòng)依靠推進(jìn)裝置和操縱裝置實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度較小，但是潛艇規(guī)避策略的制定較為困難，需要綜合考慮敵我態(tài)勢(shì)、潛艇機(jī)動(dòng)性、作戰(zhàn)環(huán)境和戰(zhàn)術(shù)要求等各方面的因素。潛艇戰(zhàn)術(shù)防御對(duì)抗可以采取如下措施提高規(guī)避成功的概率。
1）充分利用所處海洋環(huán)境的優(yōu)勢(shì)。比如潛艇可以利用聲波經(jīng)過(guò)溫躍層時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈折射和能量損失，航行到海洋躍變層另一側(cè)來(lái)躲避敵方聲吶，或者利用聲波在海底會(huì)被強(qiáng)烈反射形成高噪聲背景，靠近海底航行來(lái)干擾敵方聲吶準(zhǔn)確識(shí)別潛艇。還有就是利用海洋中天然的聲影區(qū)來(lái)隱藏潛艇，從而達(dá)到對(duì)抗敵方聲吶探測(cè)的目的。
2）充分發(fā)揮潛艇自身的機(jī)動(dòng)性能。比如提高潛艇航速來(lái)擺脫來(lái)襲魚(yú)雷或者消耗魚(yú)雷的航程，合理改變潛艇航向來(lái)減少聲波反射面積，適當(dāng)改變航深來(lái)消耗敵方聲波能量躲避魚(yú)雷聲自導(dǎo)探測(cè)。整體來(lái)講，隨著近年來(lái)新型反潛魚(yú)雷智能化程度和導(dǎo)引方式多樣化的發(fā)展，潛艇僅僅依靠簡(jiǎn)單的戰(zhàn)術(shù)規(guī)避機(jī)動(dòng)很難防御來(lái)襲魚(yú)雷的攻擊。
2.3.2.2 軟殺傷防御對(duì)抗
潛艇軟殺傷防御對(duì)抗是指利用噪聲或者信號(hào)發(fā)生器來(lái)對(duì)敵方魚(yú)雷進(jìn)行干擾和誘導(dǎo)，軟對(duì)抗器材主要包括氣幕彈、噪聲干擾器和聲誘餌 3 大類(lèi)。第 1 類(lèi)氣幕彈是潛艇早期對(duì)抗魚(yú)雷的裝備，對(duì)抗原理是利用化學(xué)試劑與水反應(yīng)制造大量不溶于水的氣泡，氣泡諧振頻率接近聲自導(dǎo)魚(yú)雷工作頻段，會(huì)最大程度地對(duì)聲波進(jìn)行吸收和反射，既衰減了敵方聲吶聲波能量，又遮蔽了本艇的輻射噪聲，從而降低了來(lái)襲魚(yú)雷的探測(cè)能力；第 2 類(lèi)噪聲干擾器是通過(guò)發(fā)射寬頻帶、大功率的噪聲來(lái)干擾自導(dǎo)魚(yú)雷或聲吶探測(cè)，使其致盲或瞬時(shí)丟失目標(biāo)；第 3 類(lèi)聲誘餌是一種通過(guò)模擬潛艇輻射噪聲、目標(biāo)尺度特征和機(jī) 動(dòng)運(yùn)動(dòng)的欺騙性對(duì)抗裝備。
軟殺傷防御對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展相對(duì)而言比較成熟，其中自航式聲誘餌以良好的偽裝誘騙能力、靈活的機(jī)動(dòng)能力等優(yōu)勢(shì)被許多專(zhuān)家認(rèn)為是水聲對(duì)抗器材中最有效的對(duì)抗方式之一。但是傳統(tǒng)的以軟殺傷為主，非殺傷為輔的對(duì)抗手段難以滿足潛艇防御要求。目前，軟殺傷防御對(duì)抗技術(shù)主要存在以下幾 個(gè)方面的問(wèn)題。
1）無(wú)動(dòng)力軟殺傷對(duì)抗器材無(wú)法被快速遠(yuǎn)距離進(jìn)行投放。對(duì)于潛艇而言無(wú)法像水面艦船借助直升機(jī)或火箭等快速運(yùn)載手段施放水聲對(duì)抗器材，加之潛艇航速相對(duì)較低，當(dāng)來(lái)襲魚(yú)雷未被成功干擾和誘騙，穿過(guò)氣幕或者噪聲干擾器后距離潛艇距離不會(huì)太遠(yuǎn)，因此這 2 種暴露性大的水聲對(duì)抗器材對(duì)于被動(dòng)聲自導(dǎo)魚(yú)雷來(lái)說(shuō)會(huì)為其提供一個(gè)明確的潛艇位置，使?jié)撏幱诜烙牟焕置妗?/span>
2）魚(yú)雷智能化程度提高，降低了軟殺傷對(duì)抗的有效性和成功率。比如來(lái)襲魚(yú)雷可以根據(jù)氣幕散射聲波比真實(shí)目標(biāo)回波大的特點(diǎn)，使用先進(jìn)的信號(hào)處理手段識(shí)別假回波，加之氣幕或者噪聲干擾器大多無(wú)動(dòng)力，幾乎屬于靜止目標(biāo)，很容易被具有多普勒檢測(cè)能力的聲自導(dǎo)魚(yú)雷識(shí)破；對(duì)于聲誘餌來(lái)講可以逼真地模擬潛艇的噪聲特征，但是智能魚(yú)雷可以通過(guò)尺度識(shí)別的差別判斷真假目標(biāo)，直接穿過(guò)水聲對(duì)抗器材，進(jìn)而搜索真正目標(biāo)。
3）軟殺傷器材由于其工作原理導(dǎo)致無(wú)法全面覆蓋所有來(lái)襲魚(yú)雷。軟殺傷防御對(duì)抗技術(shù)都是基于聲學(xué)對(duì)抗原理，只能對(duì)抗主被動(dòng)聲自導(dǎo)魚(yú)雷，無(wú)法對(duì)抗直航魚(yú)雷、線導(dǎo)魚(yú)雷和超空泡魚(yú)雷。
2.3.2.3 硬殺傷防御對(duì)抗
潛艇硬殺傷防御對(duì)抗是指使用反魚(yú)雷武器對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷進(jìn)行攔截，將其摧毀喪失攻擊能力，或者在其附近爆炸產(chǎn)生沖擊波，使其內(nèi)部電子器件因強(qiáng)烈振動(dòng)而失效。潛艇硬殺傷反魚(yú)雷武器主要包括防魚(yú)雷網(wǎng)、引爆式聲誘餌和反魚(yú)雷魚(yú)雷。
第 1 種防魚(yú)雷網(wǎng)是潛艇在來(lái)襲魚(yú)雷快要逼近時(shí)，從尾部魚(yú)雷發(fā)射管發(fā)射后定時(shí)張開(kāi)網(wǎng)，通過(guò)引爆炸藥將闖入的魚(yú)雷摧毀，比如美國(guó)為了對(duì)付前蘇聯(lián)的 65 型尾流自導(dǎo)魚(yú)雷采用火箭助飛系統(tǒng)可快速布放防魚(yú)雷網(wǎng)到艦艇尾流區(qū)域，有效攔截面積最大可達(dá)幾十平方米。
第 2 種引爆式聲誘餌是在軟對(duì)抗器材的基礎(chǔ)上增加了硬殺傷功能，首先誘騙魚(yú)雷到其毀傷范圍內(nèi)，通過(guò)聲引信引爆自身，使魚(yú)雷自導(dǎo)或控制系統(tǒng)失效，比如美國(guó)艾默森公司研制的 ADC-MK2-1 型懸浮式引爆聲誘餌，既可發(fā)射模擬潛艇噪聲的聲信號(hào)進(jìn)行誘騙，也可接收到來(lái)襲魚(yú)雷探測(cè)信號(hào)時(shí)發(fā)出回聲模擬信號(hào)誘導(dǎo)魚(yú)雷接近對(duì)其進(jìn)行擊毀。
第 3 種反魚(yú)雷魚(yú)雷是空中反導(dǎo)概念在水下作戰(zhàn)空間的自然延伸，反魚(yú)雷魚(yú)雷從潛艇發(fā)射后依靠自導(dǎo)系統(tǒng)捕獲來(lái)襲魚(yú)雷并在兩雷最近時(shí)自爆，使敵方魚(yú)雷損毀或攻擊失效。比如法國(guó)–意大利聯(lián)合改裝研制的 MU90-HK 反魚(yú)雷魚(yú)雷，只進(jìn)行了初步的數(shù)學(xué)仿真 和方案論證；德國(guó)研制的“海蜘蛛”反魚(yú)雷魚(yú)雷，目前處于原理樣機(jī)研制和試驗(yàn)階段。
硬殺傷防御對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展相對(duì)而言起步較晚且大多數(shù)裝備仍處于論證和研制階段，其中反魚(yú)雷魚(yú)雷由于具備積極主動(dòng)搜索、對(duì)抗時(shí)間短、攔截概率高和可對(duì)抗魚(yú)雷種類(lèi)多的優(yōu)點(diǎn)成為未來(lái)較為理想的硬對(duì)抗方式，反魚(yú)雷魚(yú)雷目前需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)主要有：
1）高速小目標(biāo)測(cè)距和定位技術(shù)。來(lái)襲魚(yú)雷體積小且運(yùn)動(dòng)速度快，反射面小導(dǎo)致精確探測(cè)難度較大，因此反魚(yú)雷魚(yú)雷的自導(dǎo)系統(tǒng)必須提高對(duì)高速運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)的定位能力，從而快速接近來(lái)襲魚(yú)雷；同時(shí)，來(lái)襲魚(yú)雷被直接命中的概率相對(duì)較小，反魚(yú)雷魚(yú)雷的引信系統(tǒng)必須具備精確測(cè)距的能力，確保在其有效殺傷半徑內(nèi)自爆，從而摧毀來(lái)襲魚(yú)雷或使其攻擊失效。
2）反魚(yú)雷彈道有效攔截技術(shù)。由于來(lái)襲魚(yú)雷速度快，可用攻擊時(shí)間短，和反魚(yú)雷魚(yú)雷相向運(yùn)動(dòng)視線角變化大，常規(guī)魚(yú)雷彈道無(wú)法適用反魚(yú)雷彈道，因此反魚(yú)雷彈道要能夠針對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷的類(lèi)型制定相應(yīng)的導(dǎo)引策略，確保短時(shí)間內(nèi)以較高的攔截概率摧毀來(lái)襲魚(yú)雷。
3）高機(jī)動(dòng)性和快速響應(yīng)技術(shù)。反魚(yú)雷魚(yú)雷在攔截高速大機(jī)動(dòng)性魚(yú)雷時(shí)需要不斷改變航向，這就需要其操縱裝置最大可用過(guò)載滿足機(jī)動(dòng)靈活性的要求，同時(shí)需要控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠快速實(shí)時(shí)響應(yīng)，這樣才能達(dá)到有效跟蹤和攔截魚(yú)雷的目的。
3 潛艇反魚(yú)雷防御的未來(lái)發(fā)展方向與思考
根據(jù)上述潛艇反魚(yú)雷防御的發(fā)展現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，世界各國(guó)均把反魚(yú)雷軟硬對(duì)抗器材的發(fā)展作為研發(fā)重點(diǎn)，但是隨著敵方聲吶和聲自導(dǎo)魚(yú)雷的抗干擾能力的增強(qiáng)，未來(lái)潛艇僅僅依靠提升防御裝備的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足實(shí)際作戰(zhàn)的需求，將對(duì)抗裝備與實(shí)際作戰(zhàn)使用的戰(zhàn)術(shù)策略相結(jié)合變得尤其重，從而實(shí)現(xiàn)從提升防御裝備技術(shù)向提升防御對(duì)抗能力的轉(zhuǎn)變。關(guān)于潛艇反魚(yú)雷防御的未來(lái)發(fā)展方向與思考主要包括以下 3 個(gè)方面。
1）綜合軟硬殺傷對(duì)抗技術(shù)構(gòu)建多層次的潛艇防御體系。
潛艇無(wú)論是主動(dòng)防御對(duì)抗還是被動(dòng)防御對(duì)抗措施，每種反魚(yú)雷對(duì)抗手段均存在各自的優(yōu)勢(shì)和不足，面對(duì)新型智能魚(yú)雷反欺騙和反對(duì)抗能力的提高，傳統(tǒng)依靠單一的、單次的反魚(yú)雷對(duì)抗措施很難保證潛艇的安全，因此可以根據(jù)來(lái)襲魚(yú)雷與本艇的距離進(jìn)行多層次的反魚(yú)雷對(duì)抗，第 1 層是遠(yuǎn)程防御階段，魚(yú)雷報(bào)警器在足夠遠(yuǎn)的距離探測(cè)到來(lái)襲魚(yú) 雷并發(fā)出預(yù)警，同時(shí)潛艇根據(jù)實(shí)戰(zhàn)態(tài)勢(shì)采取合理的 戰(zhàn)術(shù)規(guī)避機(jī)動(dòng)措施，為潛艇實(shí)施后續(xù)的軟硬對(duì)抗?fàn)?取更多的時(shí)間；第 2 層是中層防御階段，即采取單一的規(guī)避機(jī)動(dòng)無(wú)法擺脫來(lái)襲魚(yú)雷時(shí)，快速施放各種軟殺傷對(duì)抗器材，在多個(gè)位置形成多源的干擾點(diǎn)或誘騙假目標(biāo)，同時(shí)本艇進(jìn)行機(jī)動(dòng)規(guī)避，有效消耗 來(lái)襲魚(yú)雷的航程繼續(xù)為后續(xù)可能的魚(yú)雷防御爭(zhēng)取時(shí)間；第 3 層是近程防御階段，即來(lái)襲魚(yú)雷與潛艇距離已十分接近時(shí)，實(shí)施硬殺傷手段徹底摧毀魚(yú)雷，或者同時(shí)施放軟硬對(duì)抗器材提升攔截概率。這種多層次的反魚(yú)雷防御策略，一方面能充分發(fā)揮每種對(duì)抗技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效利用潛艇有限的反對(duì)抗裝備；另一方面則可以對(duì)抗敵方多枚來(lái)襲魚(yú)雷攻擊，使?jié)撏Х呆~(yú)雷防御體系更為全面和完善。
2）利用人工智能技術(shù)構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的潛艇智能反魚(yú)雷對(duì)抗體系。
潛艇在面對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷的威脅時(shí)，如何有效整合聲吶探測(cè)的目標(biāo)信息、本艇自身的運(yùn)動(dòng)信息和所處海洋環(huán)境信息合理選擇對(duì)抗時(shí)機(jī)進(jìn)行最為有效的對(duì)抗措施，僅僅依靠潛艇指揮員人為地指控決策往往難以達(dá)到上述潛艇安全防御的要求。近年來(lái)隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和智能優(yōu)化等技術(shù)融入潛艇反魚(yú) 雷對(duì)抗系統(tǒng)中構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的智能反魚(yú)雷對(duì)抗體系，該智能對(duì)抗體系可以對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷進(jìn)行智能態(tài)勢(shì)感知和智能指揮決策。其中智能態(tài)勢(shì)感知主要包括對(duì)敵方平臺(tái)、來(lái)襲魚(yú)雷當(dāng)前時(shí)刻方位信息和運(yùn)動(dòng)信息的態(tài)勢(shì)覺(jué)察，基于態(tài)勢(shì)大數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷攻擊意圖的態(tài)勢(shì)理解，對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷和敵方發(fā)射平臺(tái)下一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方位、進(jìn)入我方對(duì)抗防御圈時(shí)間的態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)，以及來(lái)襲魚(yú)雷和發(fā)射平臺(tái)發(fā)現(xiàn)本艇概率、對(duì)本艇威脅程度的態(tài)勢(shì)評(píng)估。而智能指揮決策根據(jù)智能態(tài)勢(shì)感知獲取的有用信息采用智能算法選取最優(yōu)的潛艇機(jī)動(dòng)規(guī)避策略和反魚(yú)雷對(duì)抗方案。該反魚(yú)雷防御體系整體以機(jī)器決策為主，人工決策為輔，保證反魚(yú)雷對(duì)抗決策的快速性、高效性和可靠性。
3）聯(lián)合無(wú)人水下航行器（UUV）協(xié)同潛艇搭建網(wǎng)絡(luò)化反魚(yú)雷防御體系。
近年來(lái)隨著反潛技術(shù)和裝備的不斷發(fā)展，未來(lái)的水下作戰(zhàn)已不再是單一武器與武器、單一平臺(tái)與平臺(tái)之間的對(duì)抗，而是轉(zhuǎn)變?yōu)轶w系與體系之間的對(duì)抗，因此潛艇防御體系為了適應(yīng)未來(lái)這種水下體系化作戰(zhàn)的趨勢(shì)，應(yīng)該聯(lián)合其它陸、海、空、天基的作戰(zhàn)平臺(tái)進(jìn)行一體化、網(wǎng)絡(luò)化的水下反魚(yú)雷對(duì)抗。而潛艇與 UUV 組成異構(gòu)協(xié)同的對(duì)抗防御體系，潛艇作為后方遙控指揮和遠(yuǎn)程打擊的核心，一方面利用 UUV 自主控制、機(jī)動(dòng)靈活和可在水下長(zhǎng)時(shí)間、大范圍工作的優(yōu)點(diǎn)將其作為潛艇的遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)或者與其它作戰(zhàn)平臺(tái)的水下通信中繼節(jié)點(diǎn)，對(duì)各平臺(tái)獲取的信息通過(guò) UUV 傳輸?shù)綕撏е缚叵到y(tǒng)進(jìn)行融合，形成精確、實(shí)時(shí)和統(tǒng)一的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖像，全方位感知敵方作戰(zhàn)平臺(tái)或來(lái)襲魚(yú)雷，確保潛艇先敵發(fā)現(xiàn)并迅速有效地做出決策；另一個(gè)方面 UUV 可以與軟硬水聲對(duì)抗器材進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)敵 方平臺(tái)和來(lái)襲魚(yú)雷的遠(yuǎn)距離干擾和攔截，大大拓展了潛艇的防御半徑和能力。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文主要從潛艇反魚(yú)雷防御的角度出發(fā)，主要介紹和分析了包括潛艇面臨的魚(yú)雷威脅和反魚(yú)雷 防御要求的戰(zhàn)術(shù)背景、潛艇魚(yú)雷報(bào)警聲吶、主動(dòng)和 被動(dòng)對(duì)抗措施的發(fā)展現(xiàn)狀，以及對(duì)潛艇反魚(yú)雷防御體系的未來(lái)展望 3 個(gè)方面的內(nèi)容。隨著魚(yú)雷技術(shù)和反潛技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)潛艇反魚(yú)雷防御提出了更高的要求，從最開(kāi)始僅僅依靠自身隱蔽性和機(jī)動(dòng)性 能，發(fā)展到各種軟、硬殺傷反對(duì)抗技術(shù)的聯(lián)合使用，可以發(fā)現(xiàn)潛艇攻防技術(shù)的界限正在日益模糊且逐漸融為一體，正在突破潛艇自身的總體性能和武器系統(tǒng)，還會(huì)充分利用其它作戰(zhàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行綜合體系防御，形成以潛艇為網(wǎng)絡(luò)中心的多層次、多平臺(tái)、有人無(wú)人協(xié)同的智能化反魚(yú)雷對(duì)抗防御體系，對(duì)于提高潛艇與敵方潛艇、水面和空中力量對(duì)抗中的生存和獲勝概率具有十分重要的軍事意義。
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