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国外反鱼雷鱼雷技术发展及趋势

2013-08-15崔贵平

舰船科学技术 2013年3期
关键词:自导鱼雷

崔贵平

(中国舰船研究院,北京100192)

1 概述

反鱼雷鱼雷是随着现代鱼雷的识别水平不断提高、智能化水平不断增强而提出的新的主动硬对抗武器。一方面,传统的被动软对抗措施对抗来袭新型智能鱼雷的能力逐步降低,同时对抗效果相对较低。另一方面,鱼雷报警能力的提高,为反鱼雷鱼雷的使用提供了可能性。国内外基本的认识是:对水面舰艇和潜艇的重要威胁之一是海军采用的现代高性能智能鱼雷。这些鱼雷的基本特点在于:高速远航程;大续航力和再攻击能力使得软杀伤措施不能发挥作用;线导及目标信息与发射平台技术的持续改进;采用主动和/或被动方式以及多频率声自导方法多目标处理技术(包括声呐频谱的最佳使用、目标识别、储存的环境数据、航速方面的战术使用等);无自导直航鱼雷和尾流自导鱼雷都不受软杀伤措施的影响;采用单射或齐射攻击。同时,现有自导鱼雷可通过现代处理技术和抗干扰措施的改进使软杀伤方法失效。反鱼雷鱼雷正是应拦截和摧毁威胁的需求而诞生。

一般而言,反鱼雷鱼雷具有的基本特点有:单雷拦截范围大 (据报道,面对1枚来袭鱼雷,德国只需1枚“海蜘蛛”反鱼雷鱼雷即可应对;主动迎击对抗,不被动等待,主动跟踪前迎,缩短对抗时间;硬杀伤,爆炸毁伤来袭鱼雷;中近程防御 (国外反鱼雷鱼雷多数在1~3 km内拦截);拦截概率高(俄罗斯认为反鱼雷鱼雷可在现有对抗器材的基础上提高舰船生存能力3~4倍)。

2 国外反鱼雷鱼雷的发展阶段

目前,国外反鱼雷鱼雷发展比较迅速,同时也各自根据自己国家的需求,技术道路也不近相同。国外在研和在论证的反鱼雷鱼雷主要有4型:美国在研的Smart反鱼雷鱼雷;法国-意大利联合在论证的MU90-HK反鱼雷鱼雷;德国在研的“海蜘蛛”反鱼雷鱼雷;俄罗斯在研的MTT反鱼雷鱼雷。

国外反鱼雷鱼雷的发展有3个主要时间点。第1个时间点20世纪80年代,美国首先提出反鱼雷鱼雷并进行探索,开始了基于MK46鱼雷改进为反鱼雷鱼雷的研制与试验。这次研究前后经过近10年的时间,但最终未通过海军使用测试,到1995年终止了现有鱼雷的改进,其主要原因一直没有报道。第2个时间点是2000年前后,法国-意大利联合提出了MU90-HK的方案与论证。该方案是在MU90轻型鱼雷基础上改进的方案,进行了初步的数学仿真论证工作,该论证方案没有得到评估认可,认为该方案存在技术不兼容的风险,同时其技术性能也没有优化。美国在此期间放弃改进现有鱼雷的技术道路,开始Smart反鱼雷鱼雷的研制。为降低研制风险,开始进行演示验证试验,其主要承研单位为宾夕法尼亚大学应用物理实验室。所走的技术道路主要为了满足军方的多方面使用需求,研制难度很大,原来预计在2006年前后能够装备部队,其进展情况目前还没有进一步报道。俄罗斯出现的MTT反鱼雷鱼雷可能更早些,并经过了试验阶段,从其报道看,估计现已装备部队。第3个时间点是近几年德国开始研制“海蜘蛛”反鱼雷鱼雷,从目前了解情况看,“海蜘蛛”反鱼雷鱼雷应处于原理样雷研制阶段,完成了湖上动态航行试验、报警和防御系统的匹配实验,没有进行真正意义上的拦截试验。

从各国家的研制进展情况看,未来5年左右,会陆续出现各种形式的新的能够装备部队的反鱼雷鱼雷,比较可能的是美国和德国。

3 国外反鱼雷鱼雷技术主要性能

1)美国Smart反鱼雷鱼雷

口径:160 mm;

长度:2.8 m;列装后2.67 m;

航程:1 000 m;

航速:30~40 kn;

装药:5 kg;

拦截范围:4.5 km;

齐射功能:多雷齐射;

发射装置:潜艇上多功能对抗发射管,水面舰上改装的发射管;

流体及控制:捷联惯导,可控弹出鳍;

自导:多模式自导头/声引信;主动和被动工作方式;

动力:锂-六氟化硫燃料,闭式循环动力;

拦截雷型:直航、声自导/线导、尾流制导。

该反鱼雷鱼雷目前处于演示验证阶段。研制难度大,困难较多。主要技术优点是:口径小,易于装备到平台上,可潜艇/舰艇通用。由此带来的问题是,自导、动力研制难度大,短期内难以解决。同时,口径小,装药量少,毁伤效果值得商榷,特别是5 kg的装药量,对导引弹道、自导等方面带来巨大挑战。其最终作战效能还没有充分评估和验证。

2)法、意MU90-HK反鱼雷鱼雷

口径:324 mm;

长度:2 850 mm;

航速:最大50 kn;

航程:10 000 m;

水平、垂直旋回角速率:95°/s;

声源级:大于220 dB;

工作带宽:10 kHz;

扇面:120°×70°;

高数据率:不同频率交叠发射;

多频、多模处理;

工作深度:适应浅水;

控制:传感器采用捷联式技术;光纤陀螺+固态加速度计;

战斗部:50 kg PBX,全向爆轰;

动力:电动力;

战术:选用初始惯性段航程来适应软对抗。

目前所知,该反鱼雷鱼雷正处于方案论证阶段,仅在一定条件下进行了数学仿真论证。主要用于水面舰艇防御。该方案采用以技术成熟的轻型鱼雷为基础的发展道路,其主要技术优点是自导、控制、动力研制困难相对小。同时装药量相对多,毁伤效果相对小口径强。其主要问题是基于传统鱼雷的概念,与水声对抗器材的声兼容问题没有得到彻底解决,没有得到评估部门的最终认可。而且其论证技术方法没有优化,所以给出的一些技术指标值得商榷 (如旋回角速度)。

3)德国“海蜘蛛”

口径:210 mm;

长度:2 260 mm;

航程:1 000 m;

速度:<50 kn;

制导:主/被动 (高频),作用距离几百米,全数字化自导头,声引信;

大范围的水平和垂直视界;

舰船声呐和鱼雷声呐频率范围外的作战频率;

工作深度:覆盖潜艇工作深度;

发射方式:鱼雷发射管;

战雷头:对鱼雷结构毁伤,全向爆轰;

控制:全数字化控制和导引,具有齐射拦截模式;

动力推进装置:固体推进剂水下火箭。

该反鱼雷鱼雷目前应该属于原理样雷阶段。完成了火箭载体的航行试验,研制了自导控制等,并初步进行了海上试验。其技术特点是采用了火箭推进及高频自导体制。主要的技术问题是装药量不大,其毁伤效能没有给出明确的说明,值得商榷。由此带来最后拦截阶段的技术需求会很高。同时,自导作用距离也比较小,对于目标的初次捕获也不利。其最终的拦截毁伤效果值得关注。

4)俄罗斯MTT反鱼雷鱼雷

口径:324 mm;

长度:3.108 m;

自导作用距离:300 m;

航程:1 000 m。

据报道,目前已经装备使用。主要技术特点是口径采用324 mm,毁伤效果好;自导、控制等与战斗部毁伤匹配好。是值得思考的技术道路。

4 国外发展反鱼雷鱼雷的技术特点和趋势

反鱼雷鱼雷与水下防御对抗体系密切相关,反鱼雷鱼雷的研制需要考虑到防御系统的特点。主要面临的问题是同区域、同频带、同时间、同环境的问题。同区域是指防御器材和水声对抗器材均工作在水下中近层,与反鱼雷鱼雷基本在同一防御层次;同频带是指防御器材和水声对抗器材的工作频率都覆盖了现有鱼雷工作频段,使反鱼雷鱼雷面临复杂的各种声干扰环境,声兼容问题突出;同时间是指水声对抗器材与反鱼雷鱼雷几乎在同一时间段内工作;同环境是指在水面防御中,同在浅水的强干扰环境下工作。由于以上问题,国外在发展反鱼雷鱼雷的同时,更强调体系防御、协同工作,相互兼容、互不影响的原则。

所谓体系防御,协同工作,是指在具备鱼雷报警能力情况下,软杀伤和硬杀伤防御共同联合使用,形成完备的鱼雷防御体系。法国研制的SLAT鱼雷防御系统已经装备在“戴高乐”航母上。主要包括3个子系统:鱼雷报警声学系统、对抗子系统和快速反应子系统。其中对抗子系统主要包括了悬浮式和自航式声诱饵和噪声干扰器等软杀伤对抗器材,同时预留了硬杀伤反鱼雷鱼雷的使用接口。美国在AN/SLQ-25A的软对抗 (诱饵和噪声器材)的基础上,正在开发由霍普金斯大学提出的新的AN/WSQ-11鱼雷防御系统,该系统不仅具有软对抗(火箭发射的一次性消耗水声对抗器材)能力,而且增加了反鱼雷鱼雷硬杀伤武器子系统。

所谓相互兼容,互不影响,是指鱼雷防御体系中既存在软杀伤对抗器材,也包括硬杀伤手段。这些软、硬杀伤对抗设备间应当互不影响,相互兼容,即反鱼雷鱼雷与鱼雷防御体系中的软杀伤 (鱼雷诱饵、鱼雷噪声干扰器、鱼雷扫频干扰器等)具有声兼容性。德国目前正在研制的“海蜘蛛”反鱼雷鱼雷选择了高频自导系统,实现了反鱼雷鱼雷与其他水声对抗器材的声兼容。美国目前正在演示验证的反鱼雷鱼雷也采用了高频自导系统,成功地与其防御系统实现了声兼容。

反鱼雷鱼雷是特殊的自导系统、声引信、近程区域导引控制、毁伤和武器系统共同构成特殊的拦截武器。为了实现以上的目的,尽管各个国家技术道路不完全相同,但有其共同特点。主要体现在:

1)采用高频自导系统 (目前已成为国外反鱼雷鱼雷的主要特点和趋势);

2)采用高频声引信;

3)采用全向爆轰战斗部;

4)采用特殊的拦截弹道,以反鱼雷为主兼顾应急反潜等。

目前,高频自导系统成为国外反鱼雷鱼雷的主要特点和主流趋势。如德国的“海蜘蛛”反鱼雷鱼雷及美国的Smart反鱼雷鱼雷等。目前已知的反鱼雷鱼雷中,只有意大利白头公司的MU-90HK采用一般鱼雷的自导频率范围的方案,设想在MU-90鱼雷的基础上通过改进后形成反鱼雷鱼雷,其初步论证结果和解决方案没有得到北约军方反潜部门的认可,认为这样的频率选择存在声兼容方面的技术风险。

对于水面舰艇防御用的反鱼雷鱼雷,高频声引信成为浅水反鱼雷鱼雷声引信的主要手段。水面舰艇鱼雷防御中,由于来袭鱼雷与反鱼雷鱼雷相对快速运动,直接相撞的几率极小,决定了反鱼雷鱼雷不可能采用触发引信和作用距离较小的磁/电磁引信。因此国外一般采用引信作用距离相对较大的声引信。同时,来袭鱼雷与反鱼雷鱼雷一般在很浅的近水面处交汇,会受到水面混响的强烈干扰,采用高频声引信,可在保证引信精度的条件下,有效抗水面混响。德国的反鱼雷鱼雷采用了高频声引信。俄罗斯也采用了独立的非触发引信装置。美国的反鱼雷鱼雷采用了多模式基阵,其中一种模式即为声引信。

战斗部采用全向爆轰战斗部,尽量增大装药量,如法国曾经提出了更大口径设想,以增大毁伤距离和毁伤效果,降低其他系统的研制难度。

反鱼雷为主、兼顾应急反潜成为反鱼雷鱼雷未来的一种趋势。反鱼雷鱼雷主要的功能是对抗拦截来袭鱼雷,所以世界各个国家均在自导、控制、弹道策略上选取了最适合反鱼雷的体制,即在设计时优先考虑反鱼雷的性能。与此同时,部分国家也考虑了兼顾反潜的能力。美国海军水下防御系统部门曾表示,尽管反鱼雷鱼雷不能预期替代轻型和重型鱼雷,但是反鱼雷鱼雷也给舰艇指挥员多提供了一种攻击选择,反鱼雷鱼雷同样也可以作为反潜武器。分析表明,在可以预见的将来,反鱼雷鱼雷同样也可以给潜艇以致命有效的毁伤。美国目前发展的是超轻型反鱼雷鱼雷,主要作为反鱼雷使用,同时可以装备到无人小型潜艇和轻型直升机上,作为反潜鱼雷使用。

反鱼雷鱼雷主要包括的关键技术有自导技术、引信技术、拦截弹道和动力技术等。这些关键技术之所以是关键,是由反鱼雷鱼雷特点和作战使用环境等需求决定的。脱离开反鱼雷鱼雷特点,则不可能很好地理解反鱼雷鱼雷,也不可能设计出满足真正使用要求的反鱼雷鱼雷武器。

5 结语

反鱼雷鱼雷是世界主要海军强国积极研发的硬对抗武器,目前主要防御的对象是来袭的各种鱼雷,防御的区域为中近层,属于近程防御范畴。随着反鱼雷鱼雷装备部队,解决了近程防御问题后,未来必然会出现多种目的和功能的反鱼雷鱼雷,如远程拦截反鱼雷鱼雷、特种防御反鱼雷鱼雷等。同时随着鱼雷报警性能的提高和反鱼雷鱼雷武器系统的完善,会衍生出多种用途和多种形式的反鱼雷鱼雷。从这个意义而言,反鱼雷鱼雷一方面面临着巨大的技术挑战,同时也是个具有广阔发展空间的新技术领域。在不久的将来,必然会出现多种反鱼雷鱼雷装备部队,形成完善的水下防御主动硬杀伤体系。

[1]张义胜,孙振新.水面舰艇的防御技术[J].指挥控制与仿真,2006(2):105-109.

[2]刘伟.外军的鱼雷和鱼雷防御技术[J].现代军事,2005(5):34-37.

[3]陈光,任志良.美国鱼雷防御技术的发展历程[J].水雷战与舰船防护,2005(4):53-57.

[4]Atlas Elektronik.SeaSpider-torpedo defense hard kill[Z],2010.

[5]GALLETTI P,et al.Anti-Torpedo Torpedo(HK):Effectiveness Vs Payload,Speed and Maneouvrability[Z],2004.

[6]雷凯.ATT-鱼雷终结者[J].现代舰船,2001(7):32-33.

[7]BURGESS R R.The Navy Fashions a Weapon to Destrioy Incoming Torpedo[Z],2008.

[8]钱东,张起.欧洲反鱼雷鱼雷研发展望[J].鱼雷技术,2006(12):1-5.

[9]陈光.美国鱼雷防御技术的发展历程[J].水雷与舰船防护,2005(4):53-58.

[10]马玲.“海蜘蛛”反鱼雷鱼雷[J].现代军事,2006(3).

[11]钱东,张少悟.鱼雷防御技术的发展与展望[J].鱼雷技术,2005(2):1-6.

[12]姚蓝,李贵春.舰艇水声对抗技术情况介绍[R].中船重工集团第七二六研究所.

[13]DARD M L.Torpedo hard kill based on an heavy weight torpedo[C].UDT,2006.

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