遠海護航行動中艦載直升機巡邏警戒空域的設置

吳福初,陳鄧安,藍　天,徐　寅

(1.海軍航空工程學院,山東煙臺　264001;2.海軍指揮學院,江蘇南京　210016)

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遠海護航行動中艦載直升機巡邏警戒空域的設置

吳福初1,陳鄧安1,藍天2,徐寅1

(1.海軍航空工程學院,山東煙臺264001;2.海軍指揮學院,江蘇南京210016)

摘要:針對遠海伴隨護航過程中艦載直升機巡邏警戒空域設置問題,在分析影響艦載直升機巡邏警戒空域設置因素及確定艦載直升機巡邏警戒方式的基礎上,結(jié)合被護船只的數(shù)量和隊形,從艦載直升機有效震懾海盜,確保被護船隊安全的要求出發(fā),構(gòu)建了艦載直升機巡邏警戒空域范圍的計算模型,對艦載直升機遠海伴隨護航行動中巡邏警戒空域的設置問題進行了量化研究,所得結(jié)論可為艦載直升機巡邏警戒空域的優(yōu)化設置提供理論指導和使用參考。

關(guān)鍵詞:遠海護航;艦載直升機;巡邏空域

艦載直升機具有機動靈活、反應速度快、警戒能力強、震懾效果好等諸多優(yōu)點,是我海軍艦艇編隊遠海護航行動中遂行巡邏警戒、警示驅(qū)離等任務的理想平臺。其巡邏警戒空域設置得是否合理,直接關(guān)系到艦載直升機巡邏警戒的效率及其威脅處置的能力,因而直接關(guān)系到護航行動的成敗。

1艦載直升機巡邏警戒的使命任務

遠海伴隨護航行動中艦載直升機巡邏警戒,是指當被護船隊通過海盜威脅程度較高海區(qū),艦載直升機根據(jù)編隊指揮所的指示或命令,在指定巡邏空域和規(guī)定時間內(nèi)所進行的飛行警戒活動[1]。由于我海軍艦艇編隊遠海護航,以懾止海盜脅持行動,保障被護船隊安全為目的,加之艦載直升機數(shù)量少、留空時間短,出動能力受限。所以,艦載直升機遠海護航行動中巡邏警戒的使命任務主要有以下3個方面:一是盡可能地及早發(fā)現(xiàn)海盜的活動,為編隊指揮員的指揮決策和兵力行動提供信息支持;二是示形震懾,通過顯示存在、能力和決心,迫使海盜知難而退,放棄脅持圖謀,不戰(zhàn)而屈人之兵[2];三是在海盜采取脅持行動對被護船只構(gòu)成威脅情況下,及時采取反脅持措施,消除海盜的威脅。

2影響艦載直升機巡邏空域設置的主要因素

艦艇編隊遂行遠海護航任務,兵力行動敏感,涉外因素多,是政治性、政策性、全局性很強的非戰(zhàn)爭軍事行動,為此,必須保證艦載直升機護航行動做到有理、有據(jù)、有利。實際運用過程中,艦載直升機巡邏警戒空域的設置,除了受到護航行動目的和要求及護航方式的影響外,主要還受到以下因素的影響。

2.1各國領(lǐng)海領(lǐng)空界限

領(lǐng)海和領(lǐng)空是國家領(lǐng)土的重要組成部分。領(lǐng)土主權(quán)的不可侵犯性,必然要求艦載直升機在執(zhí)行巡邏警戒任務時,必須尊重他國領(lǐng)土主權(quán),在未經(jīng)許可情況下不能將其巡邏警戒的空域設置在他國的領(lǐng)空和領(lǐng)海界限之內(nèi)。

2.2編隊隊形和被護船只數(shù)量

伴隨護航過程中,被護船只通常編成一定的隊形,以一定的間距和速度在護航兵力的護衛(wèi)下編隊航行。顯然,在被護船只數(shù)量一定的情況下,被護船隊的隊形和被護船只之間的間距,決定被護船隊的長度和寬度,從而決定護航兵力所需掩護的范圍和護航兵力前出處置海盜威脅的機動距離。所以,在接受護航任務和明確護航船舶的具體情況后,必須根據(jù)海區(qū)航行條件和編隊航行安全性要求、被護船舶數(shù)量以及護航兵力情況,從保障航行安全和提高護航兵力護航效率出發(fā),合理確定被護船隊的隊形。

2.3海盜可能的來襲方向

艦載直升機巡邏警戒的主要目的：一是增大預警縱深,及時發(fā)現(xiàn)海盜威脅[3]；二是顯示存在,以震懾海盜。所以,在明確海盜具體來襲方向情況下,艦載直升機巡邏警戒區(qū)域應設置于海盜最有可能來襲的主要威脅方向。而在不能判斷海盜來襲方向的情況下,為保障被護船隊的安全,艦載直升機巡邏警戒區(qū)應設置在被護船隊外圍周邊上空。

2.4艦載直升機續(xù)航能力

艦載直升機由于受其攜帶燃油數(shù)量和飛行性能的影響,通常其空中續(xù)航時間有限。艦載直升機前出巡邏警戒的距離越遠,其在巡邏區(qū)域巡邏警戒的時間就越短。因此,艦載直升機巡邏區(qū)域的設置,必須根據(jù)任務需要和艦載直升機續(xù)航性能進行綜合考慮。做到既滿足艦載直升機巡邏空域設置的戰(zhàn)術(shù)要求,又保證直升機在巡邏空域有較長的巡邏時間。

2.5對目標的發(fā)現(xiàn)能力

海盜活動范圍大、行動隱蔽詭秘,其快艇干舷低、速度高、雷達發(fā)現(xiàn)距離近(通常在3.5n mile-6n mile左右)。根據(jù)海盜活動規(guī)律,海盜確定脅持目標后,通常同時出動3-4艘快艇,以20kn-25kn的速度高速接近目標[4],我護航兵力擁有的預警時間十分有限。所以,從有利于艦載直升機全面掌控護航態(tài)勢,提高艦載直升機示形震懾效果及其反劫持行動的速度考慮,護航行動中,艦載直升機巡邏航線與被護船隊外圍船只之間的距離,通常不大于機載人員的目視觀察距離(能見度良好條件下,機載特戰(zhàn)隊員借助光學觀察器材,通常能夠發(fā)現(xiàn)距離3n mile-5n mile高速航行的海盜快艇)。

2.6通信保障能力

艦載直升機在巡邏警戒的過程中,既要及時、不間斷地接受編隊指揮所的相關(guān)信息,又要及時、準確、可靠地向編隊指揮所上報巡邏警戒所獲悉的情報,這就要求擔負巡邏警戒的艦載直升機與編隊指揮所之間必須保持通信聯(lián)絡的暢通。而通信距離受到直升機前出距離和飛行高度的影響。所以,艦載直升機前出巡邏警戒的空域,必須在艦載直升機巡邏飛行高度上,編隊數(shù)據(jù)鏈或其它通信設備有效通信距離的范圍內(nèi)。

3艦載直升機巡邏警戒空域的設置

根據(jù)行動過程中護航編隊對海盜威脅情況掌握情況的不同,艦載直升機巡邏警戒空域的設置可分為以下兩種情況。

3.1已知海盜來襲方向時的巡邏空域設置

在預先獲知海盜具體來襲方向的情況下,為提高對重點威脅方向的巡邏警戒能力和艦載直升機對海盜的震懾作用,確保被護船只的安全,艦載直升機的巡邏警戒空域應設置在受海盜威脅船只的外側(cè)、海盜最有可能來襲的方向,如圖1、2所示。

圖1　直升機蛇形航線法伴隨護航示意圖

圖2　直升機巡邏線法伴隨護航示意圖

此時,艦載直升機巡邏空域的設置和行動主要應強調(diào)以下兩點:

一是為保證海盜來襲方向上被護船只的安全,艦載直升機應采用蛇形航線法(如圖1所示)或巡邏線法(如圖2所示)在海盜來襲方向、被護船隊外側(cè)實施示形警戒,并始終將海盜擬挾持的船只置于艦載直升機的有效掩護之下。

二是為便于艦載直升機全面掌控護航態(tài)勢,并有利于充分發(fā)揮艦載直升機對海盜的示形震懾效果,要求艦載直升機搜索的前進軸線與被護船只的距離應不大于機組人員的目視距離。

3.2未知海盜威脅情況下的巡邏空域的設置

由于護航編隊對海盜快艇的發(fā)現(xiàn)距離有限,加之海盜活動詭秘、行動突然迅捷。所以,護航過程中,艦載直升機通常是在不能預先掌握海盜威脅情況下遂行巡邏警戒任務的。此時,艦載直升機巡邏警戒空域的設置主要應考慮以下兩個方面的問題:一是確定巡邏空域的位置,二是確定巡邏空域的大小。

3.2.1艦載直升機巡邏空域位置的確定

在不能預先獲知海盜來襲方向情況下,為充分發(fā)揮艦載直升機觀察警戒和對海盜的示形震懾作用,伴隨護航過程中,艦載直升機通常采用矩形巡邏線法,在被護船隊外側(cè)一定距離的上空實施巡邏警戒,目的是將被護船隊始終置于艦載直升機的嚴密護衛(wèi)之下。如圖3所示。

圖3　未知海盜來襲方向時艦載直升機伴隨護航示意圖

3.2.2艦載直升機巡邏空域大小的確定

1)量化分析的思路

我艦艇編隊的遠海護航行動,以確保被護船只的安全為首要,以驅(qū)離、消除海盜威脅為主,并不是以主動尋殲或追擊海盜為目標。而從以往海盜脅持行動特點分析,在海盜抵近被襲船舶前,若發(fā)現(xiàn)護航兵力存在,并對其脅持行動構(gòu)成威脅情況下,通常會知難而退,放棄脅持圖謀。因此。從這一特點出發(fā),伴隨護航行動過程中,艦載直升機巡邏警戒區(qū)域的設置,應使艦載直升機在其最不利的巡邏位置上,能夠在海盜抵近被襲船舶前,及時飛臨海盜擬脅持船只的上空,將海盜擬脅持船只置于艦載直升機打擊火力的掩護之下。即要求艦載直升機在距被護衛(wèi)船只最遠的巡邏點上飛臨海盜擬脅持船只上空的時間,應小于海盜脅持船只所需的時間,即

T飛臨≤T海盜

(1)

式中,T飛臨為艦載直升機在距被護衛(wèi)船只最遠的巡邏點上飛臨海盜擬脅持船只上空所需的時間;T海盜為海盜成功脅持船只所需的時間。

結(jié)合被護船隊的隊形和艦載直升機火力運用的具體要求，由式(1)得出如下量化分析的一般性數(shù)學模型:

(2)

式中,m為被護船隊列數(shù);n為每列被護船只的數(shù)量;Ws為被護船只之間橫距;Ls為被護船只之間縱距;Lc為被護船只的平均長度;Lq為直升機矩形巡邏線距被護船隊外圍船只的距離;Vz為艦載直升機飛抵被威脅船只過程中的平均速度;D為海盜自發(fā)現(xiàn)擬脅持船只時其與預定脅持船舶間的距離;Vd為海盜快艇相對于被襲船舶的來襲速度。d為艦載直升機必要的處置威脅縱深。

從公式(2)可知,伴隨護航行動中,艦載直升機巡邏警戒空域的大小,主要與被護船只的數(shù)量、隊形、間距，編隊發(fā)現(xiàn)海盜威脅時海盜距被脅持船只的距離，艦載直升機、海盜快艇、編隊的運動速度，以及直升機矩形巡邏線距被護外圍船只的距離Lq有關(guān)。而在艦載直升機、海盜快艇以及編隊運動速度;被護船隊隊形、間距及被護船只數(shù)量一定的情況下,艦載直升機巡邏空域的大小,實際可轉(zhuǎn)化為:在由公式(2)求解Lqmax的基礎上,根據(jù)我艦艇編隊護航行動的目的和要求,從有利于發(fā)揮艦載直升機示形震懾效果和偵察預警能力的戰(zhàn)術(shù)需求出發(fā),如何合理確定Lq的問題。也就是說,我們在理論計算求得艦載直升機最大可能巡邏警戒空域范圍的基礎上,要結(jié)合護航行動的實際,從優(yōu)化艦載直升機使用,提高艦載直升機巡邏警戒效能和震懾作用的目的和要求出發(fā),最終合理確定直升機巡邏警戒空域的大小。

2)量化分析的條件

護航行動中,護航編隊通常根據(jù)編隊被護船只的數(shù)量、航行海域海盜威脅程度以及航行條件,將被護船只編成各路縱隊船只數(shù)量相等的雙縱隊或多縱隊隊形實施伴隨護航。在此,我們參照海軍第265批船舶護航行動情況(見圖4),對量化分析的條件進行設定。

圖4　海軍第265批船舶護航行動編隊示意圖

由圖4可知,第265批船舶護航行動,護航編隊采用雙艦兩翼配置,24艘被護船舶編為4路縱隊,編隊橫距5-8鏈,縱距6-8鏈;編隊保持12kn航速,護航編隊發(fā)現(xiàn)海盜的距離為6n mile,脅持過程中海盜快艇的平均運動速度為20kn,艦載直升機從巡邏空域前出遂行驅(qū)離任務時的飛行速度200km/h;艦載直升機必要的處置威脅縱深為1000m。

由此將量化分析的條件設定如下:

① 被護船隊列數(shù)m:4;

② 每列被護船只數(shù)量n:6艘;

③ 船只縱距Ls:0.6n mile;

④ 橫距Ws:0.5n mile;

⑤ 船只平均長度為Lc:200m;

⑥ 艦載直升機從巡邏空域前出遂行驅(qū)離任務的飛行速度:200km/h;

⑦ 編隊發(fā)現(xiàn)海盜時,海盜距其擬脅持船只的距離D:6n mile;

⑧ 海盜快艇相對于被襲船舶的來襲速度VD:20kn;

⑨ 艦載直升機必要的處置威脅縱深d:1000m。

3)量化分析的步驟和方法

① 根據(jù)被護船舶數(shù)量、編隊隊形及隊形要素,由公式(2)計算求得最不利情況時(即直升機從最遠點前出,能夠及時到達處置陣位條件下),艦載直升機距被護船隊外圍船只的最大允許距離Lqmax。

② 比較Lqmax與當時海況條件下機組人員目力觀察距離r的大小,確定直升機巡邏空域的大小。方法如下:

·當Lqmax大于護航海區(qū)機組人員目力觀察距離時,取Lq為觀察人員的目力觀察距離r;

·當Lqmax小于護航海區(qū)機組人員目力觀察距離時,取Lq為Lqmax。

③ 基于戰(zhàn)術(shù)需求的艦載直升機巡邏空域優(yōu)化設置

由于伴隨護航過程中,被護船隊始終處于一定的運動狀態(tài),顯然,海盜快艇從編隊正前方來襲時其脅持行動所需時間明顯小于從其他方向來襲時的所需時間。為此,實際護航過程中,應將編隊航行前方作為直升機巡邏警戒的重點方向,并適當增加艦載直升機的前出距離。但前出距離也不宜過大。這是因為:1)前出距離過大,不利于直升機在出現(xiàn)海盜威脅的情況下,及時抵達被護船只的上空,迅速采取反脅持措施;2)艦載直升機發(fā)現(xiàn)海盜快艇的距離有限,而被護船隊周圍海域是觀察警戒的重點海域,直升機前出距離過大,容易在被護船隊周圍出現(xiàn)觀察盲區(qū),給海盜以可乘之機；3) 前出距離過大,海盜難以發(fā)現(xiàn)護航直升機的存在,反而不利于艦載直升機示形震懾海盜作用的達成。

4)量化分析結(jié)果

根據(jù)公式(2),結(jié)合量化分析的條件,計算得出在未知海盜威脅情況下,艦載直升機采用矩形航線法巡邏警戒,能夠?qū)Ρ蛔o船只實施有效護衛(wèi)條件下,其飛行航線距被護船隊外圍船只的最大允許距離Lqmax達34km。顯然明顯大于護航海區(qū)機組人員目視觀察發(fā)現(xiàn)海盜快艇的距離。因此,在該條件下,艦載直升機矩形巡邏警戒空域應設置在被護船隊上空,距被護船隊外圍船只r處(r為當時環(huán)境條件下,機載人員的目視觀察距離)。由此我們認為:伴隨護航過程中,在不預先掌握海盜具體來襲方向的高危海區(qū)和重點時段,艦載直升機巡邏空域應設置為被護船隊左、右、后方6km-10km(根據(jù)當時能見度條件下的目視發(fā)現(xiàn)距離而定),編隊前方10km-15km的區(qū)域。

4結(jié)束語

艦載直升機機動靈活、反應速度快、警戒能力強、對海盜震懾效果好,是編隊遠海護航行動中遂行巡邏警戒、警示驅(qū)離等任務的理想平臺和主要力量。本文在分析艦載直升機遠海巡邏警戒任務和影響艦載直升機巡邏警戒空域設置因素的基礎上,采用定量與定性分析相結(jié)合、戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)相結(jié)合的方法,重點對艦載直升機在編隊遠海護航行動中巡邏警戒空域的設置問題進行了深入的研究。所得結(jié)論可為遠海護航過程中艦載直升機巡邏警戒空域的優(yōu)化設置提供理論指導和使用參考。

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Research on Setting of Aircraft Patrol Area of Ship Escort Action of Ship-based Helicopter in Off-lying Sea

WU Fu-chu1, CHEN Deng-an1, LAN Tian2, XU Yin1

(1. Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001;2. Naval Command College, Nanjing 210016, China)

Abstract:This paper focuses on the problem of setting of the aircraft patrol area of ship escort action of ship-based helicopter in off-lying sea. Based on the analysis of the measures of patrol alert and characters of setting aircraft patrol area of ship-based helicopter, combined with the number and formation of the protected ships, this paper researches the problem of setting of the aircraft patrol area of ship-based helicopter through establishing mathematical model to frighten priate and protect our ships. The conclusion would provide theoretical guidance and applicability reference for setting of the aircraft patrol area of ship escort action of ship-based helicopter in off-lying sea.

Key words:off-lying sea escort; ship-based helicopter; aircraft patrol area

中圖分類號:V275.1；E926.392

文獻標志碼:A

DOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2016.02.002

作者簡介：吳福初(1963-),男,江蘇宜興人,博士,教授,碩士生導師,研究方向為兵種戰(zhàn)術(shù)學。陳鄧安(1977-),男,講師。

收稿日期：2015-11-29

文章編號：1673-3819(2016)02-0006-04

修回日期： 2015-12-14

藍天(1963-),男,副教授。

徐寅(1985-),男,碩士研究生。