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[摘 要]根据反鱼雷武器的发展状况,综合分析了其对鱼雷武器作战效果的影响,在此基础上,阐述了鱼雷武器发展应该注意的几个倾向性问题。
[关键词]反鱼雷武器;反鱼雷;鱼雷;水中兵器
中图分类号:TJ63+1.2 TJ012.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)45-0312-02
0 引言
随着各种新技术的广泛应用,使反鱼雷技术也逐步走向成熟和多样化,它对鱼雷武器的影响也越来越大,使鱼雷武器原本所具有的一些优势受到削弱,所以,现有鱼雷武器的改进以及新型鱼雷的定型,都必须充分考虑到反鱼雷技术的影响,使鱼雷武器具有同反鱼雷手段相抗衡的能力。因而,详尽地了解国际上反鱼雷技术的发展状况,具有十分重要的现实意义。
1反鱼雷技术发展概况
人们就一直不断地在探寻同鱼雷进行对抗的方法,现在反鱼雷手段已是多种多样,并且将随着鱼雷武器的发展而发展。反鱼雷技术一般可分为非杀伤手段、软杀伤手段和硬杀伤手段。
2.1非杀伤
即舰艇所采取的降噪、机动等措施。
2.1.1 各国海军普遍重视降噪技术
采用的措施主要是在舰艇外壳涂复消声材料、装消声瓦片、改进舰艇外型及螺旋桨设计和制造工艺,减振降噪等。潜艇上已达到了很高的水平,水面舰艇也有一些成功的典范,例如英国的23型护卫舰、美国的“斯普恩”(Spruance)级护卫舰等。这样能够先敌发现,而且大大降底了声自导鱼雷的攻击效果。
2.1.2 战术机动是舰艇在作战过程中常用的对抗鱼雷手段
主要有以下几方面:
1、规避至声影区:海水温度梯度对声波在海水中的传播影响很大,声线在不同的温度梯度层会产生弯曲,在某个区域就会形成声影区。即使声影区内的目标很近,但声纳却难以发现,因此潜艇可以规避到声影区对抗声自导鱼雷。
2、规避至跃变层的另一侧:在等温层以下深度内,水温突然大幅度下降,出现所谓“温度跃变层”,虽然它很薄,但却把海水分成了截然不同的两层,潜艇可规避至另一侧躲避敌声纳的听测。
3、潜艇贴近海底航行:声纳主动脉冲有一定宽度,如潜艇贴近海底航行,则可能落入脉冲宽度固有的“死区”之内,虽然声纳可以通过多普勒检测手段区分潜艇和海底,但海底的强烈反射会形成很强的干扰噪声背景,造成检测机工作困难,使声纳难以准确区分目标及其背景。
4、实施战术机动:舰艇发现鱼雷来袭之后,可采取变速变向等战术机动措施规避鱼雷。舰艇速度的提高可以消耗鱼雷的航程,延长鱼雷攻击时间以利于采取其它对抗措施,甚至甩掉低速低航程鱼雷;舰艇适当转向则可能减小声波反射面积,降低声自导鱼雷命中率。
2.2软杀伤
通过施放各种诱饵器材引诱来袭鱼雷或者对来袭鱼雷和敌方声纳进行干扰使其攻击失效的一种手段。其中,水声对抗器材的使用比较广泛,它主要包括拖曳式声诱饵、悬浮式声诱饵、自航式声诱饵、火箭助飞式声对抗器材及气幕弹等,并同舰艇的C3I系统结合形成了反鱼雷武器系统。
1、拖曳式声诱饵,通常装于水面舰艇,可布放和回收,能够多次使用。使用时可将一个或两个拖曳体在水下布放,拖曳体上的目标信号模拟器便产生连续噪声或应答目标回波,来引诱鱼雷攻击拖曳体。如美国的AN/SLQ-25A、以色列的 ATC-2和英国的 GI-738 。
2、悬浮式声诱饵,可装备于水面舰艇,一次性使用,类似于声纳浮标,由浮体和发声部分组成,发声部分可产生宽带干扰和目标回波。典型的有英国Dowty公司的“带鱼”(Bandfish)又称“护身符”(Amulet)声诱饵。
3、自航式声诱饵,它类似一条靶雷,装有被动信号和主动信号模拟器,依靠自身运动来诱骗来袭鱼雷。典型的有DMT、EMATT、ADMATT、EX-41、SPAT、MOSS等型号。
4、气幕弹,利用内部的发泡剂与海水接触后,形成气泡团或气泡幕,能模拟目标反射,气泡幕的屏蔽作用还可以使目标得到掩护。气幕弹曾被潜艇广泛使用,但现代鱼雷很容易识别气幕弹,因此,美国等一些先进国家,气幕弹已退役。
2.3 硬杀伤手段
即在鱼雷接近到目标舰之前,进行火力封锁,对其进行破坏和摧毁。破坏其控制机械、螺旋浆,使鱼雷失去控制,爆炸时产生的强大声波还可使鱼雷声自导系统瞬间饱和而失去目标。
1、采用反鱼雷深弹将鱼雷摧毁。反鱼雷深弹主要是利用原用于反潜的多管火箭深弹发射架发射火箭深弹拦截鱼雷。这要求鱼雷必须足够近,否则准确性将很低,无疑这对于舰艇自身是相当危险的,这种方法是在其他手段都无效的情况下所采取的应急措施。
2、采用火箭助飞水雷。火箭助飞水雷是80年代末北约国家拟订开发的,它是一种集火箭、深弹和水雷的优点于一体的快速布放水雷,即把若干枚水雷迅速发射到来袭鱼雷的前方,组成反鱼雷屏障,当鱼雷进入某水雷引信动作范围时,引爆该水雷,其它水雷也同时被引爆,以此毁坏或毁伤鱼雷及其设备。
3、采用引爆式声诱饵
在悬浮式声诱饵基础上,增加引信和战斗部,引信一般为不断发射高频段声波探测信号的声引信。把来袭鱼雷诱骗至一定范围内,引信动作,由炸药的爆炸威力毁坏来袭鱼雷,或者在声诱饵上产生鱼雷自爆的物理场,使鱼雷自身引爆炸毁。
2 反鱼雷技术对鱼雷武器的影响
由于反鱼雷技术的不断发展,对鱼雷武器也产生了一些带有倾向性的要求,主要有以下几方面:
2.1 采用更加先进的线导方式
由于空间和重量的限制,鱼雷上的控制设备不可能做得很多、很复杂,无疑这将影响到鱼雷对各种复杂情况的判断识别,并且,目前在海水中进行无线信号的传输仍然没有十分有效的方法,所以,即使发射艇判断出鱼雷正在导向错误目标,也无法实现对鱼雷的控制。而线导方式却十分有效地克服了这种不足,它能够利用艇上较为先进的火控系统引导鱼雷进行攻击,能够较成功地克服各种干扰。 线导本身的性能也在不断提高,特别是光纤技术的发展及在线导中的应用,使鱼雷和发射平台之间的信号传输率大大提高。光纤通信体制比现在常用的铜芯线通信体制有着明显的优势,它的载波频率比一般电磁通信频率大几个数量级,误码率、传输衰减极小,并且抗电磁干扰能力也极强。
2.2 鱼雷本身采取降噪措施
由于自身噪声会降低自导装置的听测距离,这不是单纯用增大主动声纳发射功率办法所能解决的。因此,各国目前都在致力于降低鱼雷的自噪声,使自导在一个安静的环境下工作,特别是对于攻击采取良好降噪措施的安静型潜艇将是十分必要的,这方面的措施主要包括:
1、采用变速制,即降低自导搜索目标阶段的鱼雷航速,以降低鱼雷航行噪声。
2、提高雷体表面的光洁度和流体性能,以降低鱼雷流体噪声。
3、采用隔震和软安装,以降低主机运行时的机械噪声。
4、雷头硫化层延伸,使鱼雷运动时产生于雷头部位的湍流位置后移,以降低噪声对自导换能器的影响。
5、采用低噪声推进系统,如高速(大于45节)时采用的泵喷射推进器等。
2.3 鱼雷制导广泛采用智能技术
采用智能技术主要来实现对目标的识别和分类,用以对抗自然干扰,特别是人工干扰器材对鱼雷自导的诱惑,它截然不同于传统的用连续回波个数确认目标的识别方法。对目标的识别,除应用时空分析技术以目标尺度及阵位作为识别依据外,还可以应用多散射中心理论,用目标散射“亮点”区分目标;也可以应用对目标信号进行频谱分析处理并进行数据统计,然后将结果同库存数据进行比较,从而对目标进行分类和识别;或者将自导发射信号和接收信号作为网络的输入和输出看待,求出其特征值,然后进行分类和识别;或者将自导发射信号和接收信号进行变换,求出其特征值后再进行分类和识别。
智能技术是与频谱分析、数学变换、模式识别、人工智能、知识工程等的发展分不开的。智能技术的发展,以及计算机技术的应用,为鱼雷自导的智能化发展提供了有力的保障。而自导的智能化是鱼雷在复杂的海况和战术对抗条件下完成自己的使命所必须的。
2.4 尾流自导方式将会得到长足发展
从目前情况看来,在反舰鱼雷家族中尾流自导方式仍将占据十分重要的地位。这是因为:
1、鱼雷的智能声对抗技术仍处在发展阶段,需要大量的数据积累,并且在将来复杂的自然和反鱼雷战术环境中,不大可能实现完全的智能,因而不能作为鱼雷自导的唯一手段。
2、舰艇尾流是必然存在的,特别是水面舰艇尾流的声效应十分明显,现阶段的技术水平完全能够将之作为自导媒介。
3、尾流基本上不能人为地削减和模仿。这就使反鱼雷技术手段处于失效的处境,只要鱼雷进入尾流,目标就十分危险。各种非杀伤和软杀伤措施都会失去作用,而硬杀伤手段有效程度也有限。因此,对付尾流自导鱼雷还没有十分有效的方法。
4、鱼雷的速度会得到充分利用,将不再受鱼雷声自导的限制,因此,鱼雷速度可以设计得更高些。
3 结语
反鱼雷技术所涉及的各个技术领域,其内涵是非常丰富的,近年的发展也非常快,这又促使反鱼雷技术不断地向前发展。它和鱼雷技术是一对矛盾,既相互制约,又相互促进,随着现代科学技术的发展,将会有更多的新技术得到应用,并促使它们达到一个更高的水平。
参考文献
[1] 盛康,国外海军的反鱼雷系统及其对抗器材概况[J],舰船论证参考,1994.4.
[2] 杜国秀,徐阳.鱼雷对抗现状和反鱼雷鱼雷[J],水雷战与舰船防护,2004.4.
[3] 姚蓝,刘平香.反鱼雷水声对抗技术的现状与发展[J],声学技术,2001.4.
[关键词]反鱼雷武器;反鱼雷;鱼雷;水中兵器
中图分类号:TJ63+1.2 TJ012.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)45-0312-02
0 引言
随着各种新技术的广泛应用,使反鱼雷技术也逐步走向成熟和多样化,它对鱼雷武器的影响也越来越大,使鱼雷武器原本所具有的一些优势受到削弱,所以,现有鱼雷武器的改进以及新型鱼雷的定型,都必须充分考虑到反鱼雷技术的影响,使鱼雷武器具有同反鱼雷手段相抗衡的能力。因而,详尽地了解国际上反鱼雷技术的发展状况,具有十分重要的现实意义。
1反鱼雷技术发展概况
人们就一直不断地在探寻同鱼雷进行对抗的方法,现在反鱼雷手段已是多种多样,并且将随着鱼雷武器的发展而发展。反鱼雷技术一般可分为非杀伤手段、软杀伤手段和硬杀伤手段。
2.1非杀伤
即舰艇所采取的降噪、机动等措施。
2.1.1 各国海军普遍重视降噪技术
采用的措施主要是在舰艇外壳涂复消声材料、装消声瓦片、改进舰艇外型及螺旋桨设计和制造工艺,减振降噪等。潜艇上已达到了很高的水平,水面舰艇也有一些成功的典范,例如英国的23型护卫舰、美国的“斯普恩”(Spruance)级护卫舰等。这样能够先敌发现,而且大大降底了声自导鱼雷的攻击效果。
2.1.2 战术机动是舰艇在作战过程中常用的对抗鱼雷手段
主要有以下几方面:
1、规避至声影区:海水温度梯度对声波在海水中的传播影响很大,声线在不同的温度梯度层会产生弯曲,在某个区域就会形成声影区。即使声影区内的目标很近,但声纳却难以发现,因此潜艇可以规避到声影区对抗声自导鱼雷。
2、规避至跃变层的另一侧:在等温层以下深度内,水温突然大幅度下降,出现所谓“温度跃变层”,虽然它很薄,但却把海水分成了截然不同的两层,潜艇可规避至另一侧躲避敌声纳的听测。
3、潜艇贴近海底航行:声纳主动脉冲有一定宽度,如潜艇贴近海底航行,则可能落入脉冲宽度固有的“死区”之内,虽然声纳可以通过多普勒检测手段区分潜艇和海底,但海底的强烈反射会形成很强的干扰噪声背景,造成检测机工作困难,使声纳难以准确区分目标及其背景。
4、实施战术机动:舰艇发现鱼雷来袭之后,可采取变速变向等战术机动措施规避鱼雷。舰艇速度的提高可以消耗鱼雷的航程,延长鱼雷攻击时间以利于采取其它对抗措施,甚至甩掉低速低航程鱼雷;舰艇适当转向则可能减小声波反射面积,降低声自导鱼雷命中率。
2.2软杀伤
通过施放各种诱饵器材引诱来袭鱼雷或者对来袭鱼雷和敌方声纳进行干扰使其攻击失效的一种手段。其中,水声对抗器材的使用比较广泛,它主要包括拖曳式声诱饵、悬浮式声诱饵、自航式声诱饵、火箭助飞式声对抗器材及气幕弹等,并同舰艇的C3I系统结合形成了反鱼雷武器系统。
1、拖曳式声诱饵,通常装于水面舰艇,可布放和回收,能够多次使用。使用时可将一个或两个拖曳体在水下布放,拖曳体上的目标信号模拟器便产生连续噪声或应答目标回波,来引诱鱼雷攻击拖曳体。如美国的AN/SLQ-25A、以色列的 ATC-2和英国的 GI-738 。
2、悬浮式声诱饵,可装备于水面舰艇,一次性使用,类似于声纳浮标,由浮体和发声部分组成,发声部分可产生宽带干扰和目标回波。典型的有英国Dowty公司的“带鱼”(Bandfish)又称“护身符”(Amulet)声诱饵。
3、自航式声诱饵,它类似一条靶雷,装有被动信号和主动信号模拟器,依靠自身运动来诱骗来袭鱼雷。典型的有DMT、EMATT、ADMATT、EX-41、SPAT、MOSS等型号。
4、气幕弹,利用内部的发泡剂与海水接触后,形成气泡团或气泡幕,能模拟目标反射,气泡幕的屏蔽作用还可以使目标得到掩护。气幕弹曾被潜艇广泛使用,但现代鱼雷很容易识别气幕弹,因此,美国等一些先进国家,气幕弹已退役。
2.3 硬杀伤手段
即在鱼雷接近到目标舰之前,进行火力封锁,对其进行破坏和摧毁。破坏其控制机械、螺旋浆,使鱼雷失去控制,爆炸时产生的强大声波还可使鱼雷声自导系统瞬间饱和而失去目标。
1、采用反鱼雷深弹将鱼雷摧毁。反鱼雷深弹主要是利用原用于反潜的多管火箭深弹发射架发射火箭深弹拦截鱼雷。这要求鱼雷必须足够近,否则准确性将很低,无疑这对于舰艇自身是相当危险的,这种方法是在其他手段都无效的情况下所采取的应急措施。
2、采用火箭助飞水雷。火箭助飞水雷是80年代末北约国家拟订开发的,它是一种集火箭、深弹和水雷的优点于一体的快速布放水雷,即把若干枚水雷迅速发射到来袭鱼雷的前方,组成反鱼雷屏障,当鱼雷进入某水雷引信动作范围时,引爆该水雷,其它水雷也同时被引爆,以此毁坏或毁伤鱼雷及其设备。
3、采用引爆式声诱饵
在悬浮式声诱饵基础上,增加引信和战斗部,引信一般为不断发射高频段声波探测信号的声引信。把来袭鱼雷诱骗至一定范围内,引信动作,由炸药的爆炸威力毁坏来袭鱼雷,或者在声诱饵上产生鱼雷自爆的物理场,使鱼雷自身引爆炸毁。
2 反鱼雷技术对鱼雷武器的影响
由于反鱼雷技术的不断发展,对鱼雷武器也产生了一些带有倾向性的要求,主要有以下几方面:
2.1 采用更加先进的线导方式
由于空间和重量的限制,鱼雷上的控制设备不可能做得很多、很复杂,无疑这将影响到鱼雷对各种复杂情况的判断识别,并且,目前在海水中进行无线信号的传输仍然没有十分有效的方法,所以,即使发射艇判断出鱼雷正在导向错误目标,也无法实现对鱼雷的控制。而线导方式却十分有效地克服了这种不足,它能够利用艇上较为先进的火控系统引导鱼雷进行攻击,能够较成功地克服各种干扰。 线导本身的性能也在不断提高,特别是光纤技术的发展及在线导中的应用,使鱼雷和发射平台之间的信号传输率大大提高。光纤通信体制比现在常用的铜芯线通信体制有着明显的优势,它的载波频率比一般电磁通信频率大几个数量级,误码率、传输衰减极小,并且抗电磁干扰能力也极强。
2.2 鱼雷本身采取降噪措施
由于自身噪声会降低自导装置的听测距离,这不是单纯用增大主动声纳发射功率办法所能解决的。因此,各国目前都在致力于降低鱼雷的自噪声,使自导在一个安静的环境下工作,特别是对于攻击采取良好降噪措施的安静型潜艇将是十分必要的,这方面的措施主要包括:
1、采用变速制,即降低自导搜索目标阶段的鱼雷航速,以降低鱼雷航行噪声。
2、提高雷体表面的光洁度和流体性能,以降低鱼雷流体噪声。
3、采用隔震和软安装,以降低主机运行时的机械噪声。
4、雷头硫化层延伸,使鱼雷运动时产生于雷头部位的湍流位置后移,以降低噪声对自导换能器的影响。
5、采用低噪声推进系统,如高速(大于45节)时采用的泵喷射推进器等。
2.3 鱼雷制导广泛采用智能技术
采用智能技术主要来实现对目标的识别和分类,用以对抗自然干扰,特别是人工干扰器材对鱼雷自导的诱惑,它截然不同于传统的用连续回波个数确认目标的识别方法。对目标的识别,除应用时空分析技术以目标尺度及阵位作为识别依据外,还可以应用多散射中心理论,用目标散射“亮点”区分目标;也可以应用对目标信号进行频谱分析处理并进行数据统计,然后将结果同库存数据进行比较,从而对目标进行分类和识别;或者将自导发射信号和接收信号作为网络的输入和输出看待,求出其特征值,然后进行分类和识别;或者将自导发射信号和接收信号进行变换,求出其特征值后再进行分类和识别。
智能技术是与频谱分析、数学变换、模式识别、人工智能、知识工程等的发展分不开的。智能技术的发展,以及计算机技术的应用,为鱼雷自导的智能化发展提供了有力的保障。而自导的智能化是鱼雷在复杂的海况和战术对抗条件下完成自己的使命所必须的。
2.4 尾流自导方式将会得到长足发展
从目前情况看来,在反舰鱼雷家族中尾流自导方式仍将占据十分重要的地位。这是因为:
1、鱼雷的智能声对抗技术仍处在发展阶段,需要大量的数据积累,并且在将来复杂的自然和反鱼雷战术环境中,不大可能实现完全的智能,因而不能作为鱼雷自导的唯一手段。
2、舰艇尾流是必然存在的,特别是水面舰艇尾流的声效应十分明显,现阶段的技术水平完全能够将之作为自导媒介。
3、尾流基本上不能人为地削减和模仿。这就使反鱼雷技术手段处于失效的处境,只要鱼雷进入尾流,目标就十分危险。各种非杀伤和软杀伤措施都会失去作用,而硬杀伤手段有效程度也有限。因此,对付尾流自导鱼雷还没有十分有效的方法。
4、鱼雷的速度会得到充分利用,将不再受鱼雷声自导的限制,因此,鱼雷速度可以设计得更高些。
3 结语
反鱼雷技术所涉及的各个技术领域,其内涵是非常丰富的,近年的发展也非常快,这又促使反鱼雷技术不断地向前发展。它和鱼雷技术是一对矛盾,既相互制约,又相互促进,随着现代科学技术的发展,将会有更多的新技术得到应用,并促使它们达到一个更高的水平。
参考文献
[1] 盛康,国外海军的反鱼雷系统及其对抗器材概况[J],舰船论证参考,1994.4.
[2] 杜国秀,徐阳.鱼雷对抗现状和反鱼雷鱼雷[J],水雷战与舰船防护,2004.4.
[3] 姚蓝,刘平香.反鱼雷水声对抗技术的现状与发展[J],声学技术,2001.4.