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水下的暗战(二)

2020-03-27涂林峰

兵器知识 2020年3期
关键词:舰炮水雷声呐

涂林峰

超空泡反鱼雷鱼雷

前篇讲了,在反鱼雷作战中,用鱼雷拦截鱼雷的难度极高,这使德国研发的反鱼雷鱼雷系统盯上了一种特殊的技术——超空泡技术。超空泡鱼雷技术可以在鱼雷表面和海水之间产生一个气体空腔,鱼雷在气体空腔中前进,从而极大地降低了鱼雷的水下航行阻力,使鱼雷能够在水中“飞行”。德国人利用这种技术研发出了“梭鱼”超空泡反鱼雷鱼雷。超空泡鱼雷虽然水下航速很快,但存在一大弱点——射程太近。俄罗斯著名的“暴风雪”超空泡鱼雷最大射程只有12千米,作为一种重型鱼雷这个射程实在是有些偏近,而据称伊朗研制的超空泡鱼雷更是只有区区6.4千米的射程。这个缺点决定了现役超空泡鱼雷只能作为近距离的应急反舰武器使用,以至于很多人怀疑它的实际战术意义。

当超空泡鱼雷用作反鱼雷鱼雷时,这个缺点就不算什么太大的问题了。反鱼雷鱼雷对最大航程的要求并不高,而超空泡鱼雷的高航速用来反鱼雷又具备了很大的优势,这是为什么德国人把研究方向定位在轻型超空泡反鱼雷鱼雷上的原因。“梭鱼”与目前服役的“暴风雪”超空泡鱼雷不同,它采用了开式超空泡设计,鱼雷雷体被包裹在空泡中,而鱼雷头部始终与水接触,因此鱼雷头部可以安装小型声呐基阵,可对来袭目标自主搜索与定位,这对精度要求极高的反鱼雷作战是非常关键的。“梭鱼”的主动声自导系统发现重型鱼雷的距离大于200米,最大速度超过240节。对于“梭鱼”超空泡鱼雷来说,其声自导系统的设计是一个巨大的挑战。这项技术几乎已经达到了物理极限,原因在于超空泡鱼雷的航行自噪声较大,导致声自导系统的信噪比较低,再加上鱼雷的航行速度极高,而声自导的作用距离又有限,其探测到来袭鱼雷后的反应时间非常短。

超空泡鱼雷在水中气泡状态下高速航行想象图

反鱼雷鱼雷的制导距离和杀伤半径

反鱼雷鱼雷还存在的一个技术难题是制导距离和杀伤半径的问题。现役的和正在研发的反鱼雷鱼雷大多采用了小直径的轻型、微型鱼雷。由于口径小,限制了其声自导系统的探测性能,在对付体型小、航行噪声小的轻型鱼雷时这个缺陷将更加明显。口径小也导致反鱼雷鱼雷难以配备较大的战斗部,其战斗部杀伤半径非常有限。这一点与反导导弹不同。对于导弹来说,制导精度不够可以靠增大战斗部的威力来弥补;反过来,在制导精度较高的情况下则可以减小战斗部的重量。一些反导导弹由于制导精度极高甚至采取直接碰撞杀伤的方式摧毁来袭导弹。然而对于鱼雷来说,这个矛盾却很难解决。水下声制导无论是探测精度还是制导精度都不能和空中的电磁波相比,鱼雷要提高声自导系统的探测性能以及战斗部的杀伤半径,唯有增大口径,即选择大型鱼雷作为拦截鱼雷。但采用大型鱼雷的成本和代价过高,并且将直接影响到潜艇和水面舰艇的备弹量,而且大型鱼雷在机动性方面也不占优势,因此大多数反鱼雷鱼雷系统都选择了轻型鱼雷乃至微型鱼雷作为拦截鱼雷。

伊朗展出的國产超空泡鱼雷

此外,海洋的水声环境非常复杂,尤其是浅水区域,这将使鱼雷声自导系统的性能大幅降低,即使用于反潜、反舰时其制导性能都会受到极大影响,何况是用于反鱼雷这种“水下反导”呢?从这一点讲,反鱼雷鱼雷在实战中的拦截可靠性恐怕还比不上无制导的反鱼雷火箭深弹。

小型反鱼雷鱼雷由于自身声自导系统的作用距离与覆盖范围非常有限,加上战斗部的杀伤半径也很有限,要保证对来袭鱼雷的拦截成功率,在很大程度上要依赖发射平台的声呐系统的定位精度和火控系统的解算精度来弥补。但发射平台如果开启主动声呐进行精确探测与定位的话,又会暴露自身,尤其是对于水下隐蔽作战的潜艇来说,这个问题尤为严重。而潜艇正是反鱼雷鱼雷的重要装备对象,实在是很纠结。如果平台的反鱼雷系统只配备被动声呐,那么测出的目标运动参数的误差会比较大,反鱼雷鱼雷在发射后捕获目标的难度也会急剧增大,拦截成功的概率自然会显著下降。因此,反鱼雷鱼雷需要发射平台装备容易暴露自身的主动声呐。

由于口径小,导致了反鱼雷鱼雷的声自导系统的探测性能很有限,战斗部威力也不大。图为美国航母正在进行反鱼雷鱼雷试验

韩国“蓝鲨”轻型鱼雷头部的声呐基阵

反鱼雷鱼雷的装备和使用

对于反鱼雷鱼雷来说,技术上的难题可能还是其次,其大规模应用的真正问题恐怕还在于装备和使用的成本上。反鱼雷鱼雷在极小的雷体尺寸上集成了众多的先进器件,可谓“麻雀虽小,五脏俱全”,造价无疑会比反鱼雷火箭深弹要高一大截,是一种拦截成本非常高的反鱼雷装备。而且现在的反鱼雷鱼雷大多采取了单独研制一种型号的方式,作为特种鱼雷,也很难通过大批量生产的规模效应来降低成本。假如一枚拦截鱼雷就能摧毁一枚来袭鱼雷,或者通过多雷齐射来保证对一枚来袭鱼雷的杀伤概率,那么其高昂的拦截成本还是可以接受的,毕竟是为了保护高价值的作战平台。然而反鱼雷鱼雷在实战中恐怕很难达到一对一的拦截和摧毁概率,甚至多对一都难以实现,因为在实际作战中可能会存在一个严重的问题——虚警率。现代反潜探测系统不可避免地要受到水温、水生物和水下地形等海洋环境的影响,声呐系统可能会搜索到大量无法确认的真假目标,这种情况在近海的浅水区域会更加严重,作战舰艇只能采取对所有威胁目标进行普遍攻击的办法,以确保自身免遭潜在的威胁与损失。在马岛战争期间,英国海军向疑似潜艇目标进行了上百次攻击,消耗了近200枚反潜鱼雷却没有击中任何目标,统计显示,攻击对象基本上都是不存在的疑似目标。反鱼雷作战中也同样存在类似的问题。鱼雷告警系统要实现在复杂水声环境下对来袭目标的及时、提前报警,避免出现漏报的风险,就要将告警系统探测装置的灵敏度设置的较高。但灵敏度高往往也意味着虚警率的增高,即一有“风吹草动”就可能会触发报警,在浅水区仅仅是水下生物就可能会引发虚警,这在当前声呐系统的技术条件下,显然很难避免。当出现报警时,作战舰艇在面临被鱼雷攻击的巨大压力下,根本不可能有足够的时间去二次确认目标,只能在第一时间内对可疑目标进行拦截,从而消耗掉大量的拦截弹药。对疑似、虚假目标的拦截,火箭深弹这种较为廉价的拦截武器显然是一种更合理的选择。

重型鱼雷的探测能力很强,但成本也高。图为德国研制的“海鳕”(SeaHake) 重型鱼雷

主动声呐基阵

我国海军舰艇正在发射火箭深弹

综上所述,反鱼雷鱼雷目前还存在很多技术难点与现实问题,导致了它还难以在世界海军范围内大规模普及。反鱼雷鱼雷在试验中可以取得较好的拦截成功率,然而实战环境与试验环境往往存在很大区别。不过,反鱼雷鱼雷技术是将来的一个重要发展方向,仍然有许多国家投入资金进行预研和技术储备。尤其对于潜艇来说,反鱼雷鱼雷仍是一种很有发展前景的反鱼雷硬杀伤手段,这是因为潜艇的鱼雷防护要比水面舰艇困难的多。首先,潜艇在很多情况下都是单独作战,在作战中与其它水面或空中作战平台之间的联络非常困难,难以协同。比如水面舰艇在进行反鱼雷拦截作战时,除了可以利用自身的声呐探测装置进行告警外,还可利用其它平台的报警信息,从而可在更远的距离上对来袭鱼雷或鱼雷發射平台进行报警。而潜艇由于战术条件的限制,通常只能依靠自身的声呐探测设备对来袭鱼雷或其发射平台进行侦察和预警,报警距离偏近、精度偏低不说,而且潜艇在使用主动声呐探测时存在很大的限制。此外,潜艇因为长时间在水下作战,这决定了可供其选择的反鱼雷手段比较有限,无法借助于水面舰艇常用的火箭深弹、火箭助飞诱饵之类的手段对来袭鱼雷实施拦截与对抗。再加上潜艇在水下的机动能力十分有限,靠高速机动来规避来袭鱼雷是非常困难的。因此,反鱼雷鱼雷作为潜艇不多的可供选择的反鱼雷硬杀伤手段之一,对于提高潜艇的生存力无疑是非常重要的。

潜艇因为长时间处于水下作战的状态,这决定了可供其选择的反鱼雷拦截手段比较有限

反鱼雷射弹

反鱼雷射弹,就是通过舰炮之类的火炮攻击并摧毁来袭的鱼雷。在二战中美国和日本海军均有使用舰炮攻击鱼雷的战例,现代军舰上搭载的小口径舰炮在一定程度上也具备对来袭鱼雷的硬杀伤能力,比如美国海军舰艇装备的“密集阵”近防炮就可用于攻击水下2~3米深的鱼雷或水雷等目标。不过,普通的舰炮炮弹在水中受到的阻力太大,动能衰减很快,炮弹入水后速度会迅速降低,射程和威力也大幅缩减,其水下的有效作用距离只有几米左右。这如果是对付二战时的浅水反舰鱼雷还是有效的,但现代先进反舰鱼雷通常都会在水下10米左右的深度攻击目标。

既然传统舰炮用来反鱼雷的意义不大,那么可以考虑采用特种火炮或特种炮弹,来克服水下的阻力,一个选择就是超空泡射弹武器系统。事实上超空泡技术绝不只限于用来提高鱼雷的水下航速,而是可以用于多种平台或武器系统之上。超空泡射弹,就是当发射的弹丸在水下运动时,如果周围被空泡所包围,则可以有效降低弹丸在水下的阻力,从而使弹丸获得更高的水下速度,并直接增大了水下射程,使弹丸可以攻击水下较深处的目标。超空泡射弹武器系统可以成为一种有效的近程反鱼雷拦截武器系统。这种系统靠特种炮弹来实现特殊的作战任务,对舰炮本身的技术要求并不太高,因此可使传统的舰炮也能用于反鱼雷作战,使传统舰炮又增加了一种重要的作战用途。

采用超空泡技术的一种水雷的结构示意图

德国在上世纪80年代就研究过超空泡射弹技术,并进行了大量的试验,演示了用超空泡射弹摧毁水下10米深度内的水雷。德国人研究超空泡射弹技术的最初的目的并不是为了反鱼雷,而是为了对付苏联的大型高速气垫船,通过发射超空泡射弹穿透气垫船的船壳并在其内部爆炸,以实现破坏效果。后来由于苏联解体,该系统缺乏明确的作战对象,因此终止了研究。目前世界上已接近实用的、唯一的超空泡射弹武器系统是美国正在研发的机载反水雷武器系统,目前已投入批量生产。虽然该系统的研制目的主要是为了反水雷作战,但由于超空泡射弹的水下射程可达数十米甚至更高,这一系统也可用于近程拦截鱼雷。这种超空泡射弹武器系统采用了MK44“大毒蛇”30毫米机关炮,该炮除了能发射普通弹药外,还可发射超空泡弹药。其发射超空泡弹药的入水速度可达1400米/秒,水下速度大于1000米/秒,在命中水下12米深的水雷时可立即将其毁伤,当命中水下13-46米深的水雷时可使水雷在4分钟内失效并下沉,该弹对于水深46米以下的水雷仍然具有毁伤效果。该系统目前主要装备于MH-60直升机,能够从空中对水下的水雷发动打击。超空泡射弹的水面发射技术也已成熟,水面舰艇也可利用MK44型机关炮发射超空泡弹药,美国海军已在“自由”号濒海战斗舰上进行了测试。“自由”号在机库上方安装了2门30毫米MK44型机关炮,这型舰炮也是濒海战斗舰反水雷系统的重要组成部分之一。不过,超空泡射弹如果要采取水下发射的话,就需要开发特殊的水下速射炮,这有一定的技术难度,但水下发射技术可以应用于潜艇上。

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