航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型核潛艇配置方法

吳福初

(海軍航空工程學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264001)

航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型核潛艇配置方法

吳福初

(海軍航空工程學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264001)

針對(duì)航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型核潛艇配置問題,在分析航渡過程中航母受敵潛艇導(dǎo)彈攻擊威脅的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了敵潛艇導(dǎo)彈可能攻擊陣位計(jì)算模型,并從有效應(yīng)對(duì)敵潛艇遠(yuǎn)程導(dǎo)彈攻擊,保障航母安全的要求出發(fā),提出了遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型核潛艇的配置原則和方法。

遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū);攻擊型核潛艇;配置方法

攻擊型核潛艇(以下簡(jiǎn)稱攻擊型潛艇)具有水下航速高、受氣象條件制約小、續(xù)航能力和突擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),并且能夠與敵潛艇在同一水聲環(huán)境中,長(zhǎng)時(shí)間不間斷地遂行反潛作戰(zhàn)任務(wù),是航母編隊(duì)遠(yuǎn)程對(duì)潛防御的重要力量[1]。本文以航渡過程中航母編隊(duì)反潛作戰(zhàn)為背景,在分析航母受敵潛艇遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈攻擊威脅的基礎(chǔ)上,從攻擊型潛艇有效應(yīng)對(duì)敵潛艇遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈攻擊,保障航母航渡安全的目的和要求出發(fā),研究提出了航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇配置的原則和方法,為指揮員優(yōu)化航母編隊(duì)航渡過程中的兵力配置提供參考和借鑒。

1 航母受敵潛艇導(dǎo)彈攻擊威脅分析

設(shè)置航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)的主要目的是防止敵潛艇占領(lǐng)導(dǎo)彈攻擊陣位,使用遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈對(duì)我航母實(shí)施攻擊,或阻止敵潛艇對(duì)我航母編隊(duì)的進(jìn)一步接近。為此,航渡過程中,編隊(duì)指揮員通常根據(jù)敵潛艇遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈的可能攻擊范圍,指派攻擊型潛艇前出配置在航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū),構(gòu)建航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御屏障[2]。其基本要求是:在敵潛艇占領(lǐng)遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈攻擊陣位對(duì)航母實(shí)施導(dǎo)彈攻擊之前,先敵發(fā)現(xiàn)、先敵攻擊、先機(jī)制敵,及時(shí)消除敵潛艇遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈攻擊對(duì)航母的威脅。

航母受敵潛艇導(dǎo)彈攻擊威脅范圍,是指敵潛艇通過機(jī)動(dòng),能夠?qū)ξ液蕉芍泻侥笇?shí)施導(dǎo)彈攻擊的可能區(qū)域,是一定條件下敵潛艇所能占領(lǐng)導(dǎo)彈攻擊陣位的集合[3]。

1.1 敵潛艇導(dǎo)彈可能攻擊陣位計(jì)算模型

敵潛艇導(dǎo)彈攻擊陣位,可用敵潛艇實(shí)施導(dǎo)彈攻擊時(shí)其相對(duì)于航母的舷角和距離來表示。由于導(dǎo)彈的飛行速度通常遠(yuǎn)大于航母的航渡速度，所以,在忽略導(dǎo)彈飛行過程中航母運(yùn)動(dòng),且潛艇導(dǎo)彈攻擊距離一定的情況下,潛艇導(dǎo)彈可能攻擊范圍主要取決于潛艇所能占領(lǐng)的導(dǎo)彈攻擊舷角。由于敵潛艇在水下接敵速度大于航母航渡速度時(shí),潛艇可在任意舷角通過機(jī)動(dòng)對(duì)航母實(shí)施導(dǎo)彈攻擊[4]。因此,以下僅對(duì)敵潛艇接敵速度小于航母航渡速度情況下,敵潛艇的極限占位舷角作重點(diǎn)分析，并作如下定義。

定義1:在敵潛艇航速小于航母航速的條件下,敵潛艇以最大速度航行能夠與目標(biāo)相遇的最大舷角,稱為敵潛艇占位臨界角α1。如圖1所示。

圖1 敵潛艇占位臨界角示意圖

由速度△MOK可知,若敵潛艇與航母有唯一相遇點(diǎn),則潛艇的航向?yàn)榇怪庇谕ㄟ^航母位置M點(diǎn)所作潛艇最大速度圓切線的方向,其由E點(diǎn)開始接敵,與航母相遇于N點(diǎn),如圖1所示。其中,Vq為敵潛艇最大接敵速度,Vm為航母運(yùn)動(dòng)速度,則敵潛艇占位臨界角的計(jì)算公式為

(1)

敵潛艇對(duì)航母實(shí)施導(dǎo)彈攻擊的過程中,并不需要潛艇本身與航母相遇,只需占領(lǐng)導(dǎo)彈攻擊陣位,即可對(duì)航母實(shí)施攻擊。即在實(shí)際作戰(zhàn)過程中,敵潛艇反艦導(dǎo)彈的射程能夠增大潛艇實(shí)際的占位攻擊范圍,由此形成潛艇導(dǎo)彈攻擊的占位增角Δα1,如圖2所示。

圖2 敵潛艇導(dǎo)彈攻擊占位增角示意圖

設(shè)對(duì)抗過程中,敵潛艇沿垂直于其最大速度圓切線方向航行,并在Qs點(diǎn)對(duì)航母實(shí)施導(dǎo)彈攻擊,且導(dǎo)彈以最大有效射程Rd飛行結(jié)束時(shí)恰好于N點(diǎn)命中目標(biāo),則可在敵潛艇的航向線上得一點(diǎn)Q,即敵潛艇能在Q點(diǎn)以最大航速接敵機(jī)動(dòng),占領(lǐng)Qs點(diǎn)陣位,在導(dǎo)彈的最大有效射程上,對(duì)航母實(shí)施攻擊[5-7]。則Δα1+α1即為敵潛艇實(shí)施導(dǎo)彈攻擊的極限占位舷角αj。

設(shè)敵潛艇導(dǎo)彈空中平均飛行速度為Vd,敵潛艇接受己方引導(dǎo)信息開始接敵時(shí)與航母之間的距離為Dm,則有:

當(dāng)Dm≤Rd時(shí),即航母在敵潛艇反艦導(dǎo)彈最大有效射程范圍之內(nèi),潛艇可在任意舷角上對(duì)航母實(shí)施導(dǎo)彈攻擊。

當(dāng)Dm>Rd時(shí),由于敵潛艇占位所需時(shí)間與敵導(dǎo)彈空中飛行時(shí)間之和,等于航母由M點(diǎn)航行至N點(diǎn)的所需時(shí)間,則敵潛艇占位增角Δα1的計(jì)算公式為

(2)

則敵潛艇導(dǎo)彈攻擊的極限占位舷角αj為

(3)

1.2 航母受敵潛艇導(dǎo)彈攻擊威脅扇面角分析

根據(jù)式(3),結(jié)合敵典型潛艇及其反艦導(dǎo)彈戰(zhàn)技性能,計(jì)算得出一定條件下航母受敵典型潛艇導(dǎo)彈攻擊威脅扇面角,如表1、2所示。

表1 航母受“基洛”級(jí)潛艇導(dǎo)彈威脅扇面角(單位:°)

表2 航母受“蒼龍”級(jí)潛艇導(dǎo)彈威脅扇面角(單位:°)

根據(jù)表1、2,結(jié)合敵潛艇作戰(zhàn)使用情況,可得出如下主要結(jié)論:

1)在敵潛艇水下接敵速度小于航母航速,且Dm>Rd時(shí),航母受敵潛艇導(dǎo)彈攻擊的威脅范圍為航母航向前方的一定扇形區(qū)域,且威脅扇面角隨著敵潛艇接敵速度的增大而增大,隨著引導(dǎo)接敵時(shí)敵潛艇與航母之間距離的增大而減小。

2)由于敵潛艇遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈的射程較大,所以,在有其它兵力引導(dǎo)保障的條件下,敵潛艇對(duì)航母實(shí)施導(dǎo)彈攻擊的威脅范圍較大,我攻擊型潛艇要有效阻止敵潛艇在遠(yuǎn)距離對(duì)航母實(shí)施導(dǎo)彈攻擊,所需前出配置的距離較大,需要防御的范圍也較大。

2 遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇配置

2.1 遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇配置原則

攻擊型潛艇反潛作戰(zhàn)過程中,存在水下通信能力弱,與其它反潛兵力協(xié)同相對(duì)困難等方面的不足。為充分發(fā)揮攻擊型潛艇的反潛作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì),提高航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇的反潛作戰(zhàn)能力,航渡過程中航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇的配置應(yīng)遵循如下基本原則[8-10]。

1)突出重點(diǎn)威脅方向的對(duì)潛防御。航渡過程中,在未知敵潛艇具體來襲方向的情況下,編隊(duì)指揮員應(yīng)根據(jù)航母受敵潛艇遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈攻擊的威脅范圍和特點(diǎn),重點(diǎn)將攻擊型潛艇配置在航母受敵潛艇威脅的主要方向,即航母編隊(duì)航向的前方。

2)合理確定攻擊型潛艇的前出配置距離。要求攻擊型潛艇能夠在敵潛艇占領(lǐng)導(dǎo)彈攻擊陣位對(duì)我航母實(shí)施遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈攻擊之前,做到先敵發(fā)現(xiàn)、先敵攻擊、先機(jī)制敵,及時(shí)消除敵潛艇對(duì)航母的威脅。

3)合理配置警戒兵力。在航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)配置多艘攻擊型潛艇或有反潛巡邏機(jī)協(xié)同反潛的情況下,應(yīng)根據(jù)攻擊型潛艇(反潛巡邏機(jī))的有效探測(cè)距離和武器攻擊范圍,從協(xié)同反潛的要求出發(fā)合理配置反潛兵力,使攻擊型潛艇之間、攻擊型潛艇與反潛巡邏機(jī)之間的反潛作戰(zhàn)行動(dòng)互不妨礙。

4)利于指揮與控制。反潛作戰(zhàn)過程中,要保證攻擊型潛艇與其它協(xié)同反潛兵力,尤其是編隊(duì)反潛作戰(zhàn)指揮所之間的通信暢通,以保證編隊(duì)指揮所能夠?qū)粜蜐撏У姆礉撟鲬?zhàn)行動(dòng)進(jìn)行有效的指揮與控制[11]。

2.2 遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇的配置

2.2.1 攻擊型潛艇前出距離的確定

攻擊型潛艇前出距離,是指為保證攻擊型潛艇能夠在敵潛艇占領(lǐng)導(dǎo)彈攻擊陣位之前對(duì)敵實(shí)施有效的攻擊,攻擊型潛艇應(yīng)前出配置的距離。

1)攻擊型潛艇前出配置距離計(jì)算模型

遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)是航母編隊(duì)航渡過程中對(duì)潛防御的前沿陣地。攻擊型潛艇前出配置距離是否合理,直接關(guān)系到航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御的效果。其基本要求是:先敵發(fā)現(xiàn)、先敵攻擊,要在敵潛艇占領(lǐng)遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈攻擊陣位之前對(duì)敵實(shí)施有效的攻擊,確保航母免受敵導(dǎo)彈攻擊的威脅[12]。因此,在攻擊型潛艇發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)后,應(yīng)立即對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤、定位與識(shí)別。當(dāng)確認(rèn)目標(biāo)為敵潛艇時(shí),在滿足攻擊條件后應(yīng)立即對(duì)敵實(shí)施攻擊,并迅速恢復(fù)與敵潛艇的聲納接觸,以評(píng)估攻擊效果,視情實(shí)施再次攻擊。其對(duì)潛攻擊過程的時(shí)間節(jié)點(diǎn),如圖3所示。

圖3 攻擊型潛艇對(duì)敵攻擊過程時(shí)間節(jié)點(diǎn)示意圖

定義2:為有效阻止敵潛艇占領(lǐng)攻擊陣位對(duì)航母實(shí)施導(dǎo)彈攻擊,攻擊型潛艇最遲必須攔截?cái)碀撏У慕缇€,為攻擊型潛艇最遲攔截線。

定義3:為保證攻擊型潛艇能夠在最遲攔截線前對(duì)敵實(shí)施有效的攻擊,要求攻擊型潛艇最遲發(fā)現(xiàn)敵潛艇的界線,稱為攻擊型潛艇最遲發(fā)現(xiàn)線。最遲發(fā)現(xiàn)線到航母之間的距離為攻擊型潛艇所需最小警戒縱深,用Ds表示,如圖4所示。圖中,Q、M點(diǎn)分別為攻擊型潛艇發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時(shí),敵潛艇、航母所在位置,Q1、M1點(diǎn)分別為敵潛艇實(shí)施導(dǎo)彈攻擊時(shí),敵潛艇、航母所在位置。

圖4 攻擊型潛艇所需最小警戒縱深示意圖

由圖4可知,航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇所需的最小警戒縱深Ds的計(jì)算公式為

(4)

式(4)中,T為攻擊型潛艇從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到對(duì)敵潛艇攻擊完畢所需要時(shí)間;β為攻擊型潛艇發(fā)現(xiàn)敵潛艇時(shí),敵潛艇相對(duì)于航母的舷角。

定義4:為保證攻擊型潛艇能夠在敵潛艇占領(lǐng)導(dǎo)彈攻擊陣位之前對(duì)敵實(shí)施有效攻擊,攻擊型潛艇必須前出的最小距離,稱為攻擊型潛艇最小前出距離,用Dx表示,如圖5所示。

圖5 攻擊型潛艇所需最小前出距離示意圖

由圖5可知,遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇所需最小前出距離的計(jì)算公式為

式(5)中,Dt為攻擊型潛艇聲納戰(zhàn)術(shù)作用距離。

2)算例分析

依據(jù)所構(gòu)建的航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇最小前出距離計(jì)算模型,結(jié)合量化分析的條件,計(jì)算得出“蒼龍”級(jí)潛艇位于航母不同舷角時(shí),航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇所需前出配置的最小距離,如表3所示。

表3 攻擊型潛艇最小前出距離(單位:km)

2.2.2 攻擊型潛艇配置方位的確定

1)攻擊型潛艇配置方位計(jì)算模型

依據(jù)航母編隊(duì)的兵力編成和典型配置方案,實(shí)際作戰(zhàn)使用時(shí),航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)通常配置1-2艘攻擊型潛艇遂行遠(yuǎn)程對(duì)潛防御任務(wù)[13]。由于航渡過程中航母前方是受敵潛艇威脅的主要方向。所以,在未知敵潛艇具體來襲方向的情況下,通常依據(jù)航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇的數(shù)量作如下典型配置。

① 配置1艘攻擊型潛艇

在航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)配置1艘攻擊型潛艇的情況下,依據(jù)突出航母重點(diǎn)威脅方向?qū)摲烙ε渲玫脑瓌t,通常將攻擊型潛艇配置在航母航向的正前方[14],如圖6所示。

圖6 1艘攻擊型潛艇配置方位示意圖

② 配置2艘攻擊型潛艇

在航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)配置2艘攻擊型潛艇的情況下,為加強(qiáng)對(duì)敵潛艇重點(diǎn)威脅方向的防御,編隊(duì)指揮員通常以航母航向線為基準(zhǔn),將2艘攻擊型潛艇對(duì)稱配置在航母前方的兩翼,如圖7所示。

圖7 2艘攻擊型潛艇配置方位示意圖

顯然,在2艘攻擊型潛艇攜帶同類型拖曳線列陣聲納,且與航母保持同向、同速運(yùn)動(dòng)的情況下,攻擊型潛艇的配置舷角θ的計(jì)算公式為

(6)

式中,λDt為2艘攻擊型潛艇之間的間距;Dx1為攻擊型潛艇配置于航母θ舷角時(shí),攻擊型潛艇所需前出的最小距離。

2)算例分析

依據(jù)所構(gòu)建的航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇配置方位計(jì)算模型,結(jié)合量化分析的條件,計(jì)算得出遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇的配置方位,如表4所示。

表4 航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇配置方位

3 結(jié)束語

攻擊型核潛艇具有水下續(xù)航力大、航速高、受環(huán)境因素影響小,能夠長(zhǎng)時(shí)間、不間斷遂行伴隨護(hù)航的優(yōu)點(diǎn),是航母編隊(duì)遠(yuǎn)程對(duì)潛防御的主要兵力之一。其在航母遠(yuǎn)程反潛防御區(qū)的配置是否合理,直接關(guān)系到航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御的效果。本文采用戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)相結(jié)合,定性與定量分析相結(jié)合的方法,在分析航母受敵遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈攻擊威脅的基礎(chǔ)上,從有效應(yīng)對(duì)敵潛艇導(dǎo)彈攻擊威脅,保障航母航渡安全的目的和要求出發(fā),對(duì)航渡過程中航母遠(yuǎn)程反潛防御區(qū)攻擊型潛艇的配置原則和方法進(jìn)行了較為深入的研究。所得結(jié)論可為編隊(duì)指揮員優(yōu)化航母遠(yuǎn)程對(duì)潛防御區(qū)攻擊型潛艇的配置提供決策支持。

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Deployment of Nuclear Attack Submarine in Long-range Anti-submarine Defense Area of Aircraft Carrier

WU Fu-chu

(Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China)

Aimming at the deployment of nuclear attack submarine in long-range anti-submarine defense area of aircraft carrier, this paper structures the calculation model of enemy submarine missile attack possible position based on the analysis of enemy submarine’s missile attack threat to aircraft carrier during navigation, and puts forward the principles and methods of nuclear attack submarine deployment in long-range anti-submarine defense area, starting from the requirements of effective response to enemy submarine’s long-range missile attacking and ensuring the safety of aircraft carrier.

long-range anti-submarine defenses area； nuclear attack submarine； deployment approach

2016-09-29

吳福初(1963-),男,江蘇宜興人,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)楸N戰(zhàn)術(shù)學(xué)。

1673-3819(2017)01-0005-05

E925

A

10.3969/j.issn.1673-3819.2017.01.002

修回日期： 2016-11-11