航母綜合作戰(zhàn)區(qū)反潛直升機(jī)對(duì)潛警戒能力分析*

吳福初，吳省均，吳 杰

（海軍航空大學(xué)，山東 煙臺(tái) 264001）

0 引言

航母綜合作戰(zhàn)區(qū)，是指為保障航母順利實(shí)施對(duì)岸打擊作戰(zhàn)、有效控制局部?？諈^(qū)域的安全需要，通過對(duì)警戒兵力的優(yōu)化配置與使用而構(gòu)建的航母綜合防護(hù)區(qū)域［1］。由于敵潛艇隱蔽性強(qiáng)、攻擊突然、威脅大。所以，在有敵潛艇威脅的情況下，編隊(duì)指揮員通常將對(duì)潛防御作為航母綜合作戰(zhàn)區(qū)警戒兵力防御作戰(zhàn)的重中之重。而從所掌握的文獻(xiàn)資料看，目前國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界針對(duì)航母編隊(duì)中反潛直升機(jī)對(duì)潛警戒能力的研究，大多集中在航母編隊(duì)航渡過程中反潛直升機(jī)作戰(zhàn)能力方面的研究，而基于航母綜合作戰(zhàn)區(qū)反潛作戰(zhàn)特點(diǎn)和要求的反潛直升機(jī)對(duì)潛警戒能力研究還很少見。本文依據(jù)航母綜合作戰(zhàn)區(qū)對(duì)潛防御的目的、性質(zhì)和要求，結(jié)合反潛直升機(jī)在航母綜合作戰(zhàn)區(qū)的具體戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)方法，在構(gòu)建航母綜合作戰(zhàn)區(qū)反潛直升機(jī)使用吊放聲納、浮標(biāo)聲納對(duì)潛警戒能力計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，對(duì)航母綜合作戰(zhàn)區(qū)反潛直升機(jī)的對(duì)潛警戒能力進(jìn)行了定量分析。所得結(jié)論，可為編隊(duì)指揮員合理配置和使用反潛直升機(jī)兵力提供理論依據(jù)，對(duì)于提高航母綜合作戰(zhàn)區(qū)反潛直升機(jī)的反潛作戰(zhàn)能力，保障航母的安全和行動(dòng)自由具有重要的意義。

1 反潛直升機(jī)使用吊放聲納對(duì)潛警戒能力計(jì)算模型

航母綜合作戰(zhàn)區(qū)警戒兵力的反潛作戰(zhàn)行動(dòng)，以阻止敵潛艇使用反艦武器對(duì)我航母實(shí)施攻擊，保障航母安全為根本目的，并不以主動(dòng)尋殲敵潛艇為主要目標(biāo)，因而具有典型的防御性反潛作戰(zhàn)特征［2］。反潛直升機(jī)使用吊放聲納對(duì)潛警戒時(shí)，通常采取沿指定巡邏線使用吊放聲納逐點(diǎn)探測(cè)，建立攔阻巡邏線的方法實(shí)施對(duì)潛警戒。此時(shí)，反潛直升機(jī)的對(duì)潛警戒能力，可由在保證敵潛艇不能穿越其吊放聲納有效搜索寬度的條件下，其所能構(gòu)建的吊放聲納攔截巡邏線最大有效長(zhǎng)度來表征［3］，如圖1所示。

圖1 反潛直升機(jī)使用吊放聲納對(duì)潛警戒示意圖

由圖1可知，反潛直升機(jī)使用吊放聲納建立攔截巡邏線的最大有效長(zhǎng)度計(jì)算公式為：

式中，Ls為反潛直升機(jī)使用吊放聲納建立攔截巡邏線的最大有效長(zhǎng)度；d'g為反潛直升機(jī)相鄰懸停探測(cè)點(diǎn)之間的距離；Ns為保證敵潛艇不能穿越吊放聲納有效搜索寬度條件下，反潛直升機(jī)能夠點(diǎn)水探測(cè)次數(shù)的一半［4］，其約束條件為：

式中，“［］”表示取整數(shù)值；Vz為反潛直升機(jī)使用吊放聲納巡邏搜潛時(shí)的平均飛行速度；W為反潛直升機(jī)吊放聲納的有效搜索寬度，其計(jì)算公式為：

式中，ds為反潛直升機(jī)吊放聲納的有效探測(cè)距離。

2 反潛直升機(jī)使用浮標(biāo)聲納對(duì)潛警戒能力計(jì)算模型

聲納浮標(biāo)陣具有作用時(shí)間長(zhǎng)、警戒正面寬度大、對(duì)水下潛艇警戒效果好等諸多方面的優(yōu)點(diǎn)。所以，反潛直升機(jī)在航母綜合作戰(zhàn)區(qū)遂行對(duì)潛防御任務(wù)時(shí)，通常采取在指定海域布設(shè)聲納浮標(biāo)線型攔截陣，然后在其所布設(shè)浮標(biāo)陣上空盤旋監(jiān)聽的方式實(shí)施對(duì)潛警戒。

在使用浮標(biāo)聲納建立線型攔截陣實(shí)施對(duì)潛警戒時(shí)，反潛直升機(jī)的對(duì)潛警戒能力，可由其所能布設(shè)并能有效監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣的最大有效長(zhǎng)度來表征［5］。在反潛直升機(jī)攜帶聲納浮標(biāo)數(shù)量能夠滿足使用要求的情況下，反潛直升機(jī)對(duì)潛警戒所能布設(shè)聲納浮標(biāo)陣的最大有效長(zhǎng)度，主要取決于聲納浮標(biāo)的有效通信距離、反潛直升機(jī)的監(jiān)聽飛行方式及飛行高度。而根據(jù)反潛直升機(jī)在監(jiān)聽浮標(biāo)陣過程中飛行方式的不同，反潛直升機(jī)使用浮標(biāo)聲納的對(duì)潛警戒能力，即其所能有效監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣最大長(zhǎng)度的計(jì)算，可分為以下兩種情況。

2.1 平行監(jiān)聽聲納浮標(biāo)陣的最大有效長(zhǎng)度計(jì)算模型

平行監(jiān)聽，是指反潛直升機(jī)在其所布設(shè)浮標(biāo)陣上空中央，沿平行于聲納浮標(biāo)線型攔截陣的方向盤旋飛行實(shí)施監(jiān)聽的方式［6］，如圖2所示。

圖2 反潛直升機(jī)平行監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣示意圖

此時(shí)，為確保反潛直升機(jī)對(duì)聲納浮標(biāo)線型攔截陣監(jiān)聽的有效性，從最不利的情況出發(fā)，令敵潛艇由C1點(diǎn)開始穿越時(shí)，反潛直升機(jī)離開A點(diǎn)沿圖2中指定航向運(yùn)動(dòng)，其與最左側(cè)聲納浮標(biāo)（位于B點(diǎn)）之間的距離剛好超過其與聲納浮標(biāo)的有效通信距離。而在敵潛艇到達(dá)C2點(diǎn)之前，要求反潛直升機(jī)返回至A點(diǎn)，恢復(fù)對(duì)聲納浮標(biāo)（位于B點(diǎn)）的有效監(jiān)聽，如圖2、圖3所示。

圖3 反潛直升機(jī)浮標(biāo)聲納有效搜索寬度示意圖

由圖2、圖3可知，反潛直升機(jī)采用平行監(jiān)聽方式時(shí)，其所能有效監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣的最大長(zhǎng)度計(jì)算公式為：

式中，Lf為反潛直升機(jī)所能有效監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣的最大長(zhǎng)度；dg為相鄰2枚聲納浮標(biāo)之間的距離。

在直角△BEA中，根據(jù)勾股定理可得：

式中，Df為一定飛行高度上，反潛直升機(jī)與聲納浮標(biāo)之間的有效通信距離；Hz為反潛直升機(jī)監(jiān)聽聲納浮標(biāo)陣時(shí)的飛行高度。

由圖2可知：

式中，Lz為反潛直升機(jī)在浮標(biāo)陣上空盤旋的直線飛行距離；Rz為反潛直升機(jī)監(jiān)聽飛行的轉(zhuǎn)彎半徑；tq為敵潛艇突破聲納浮標(biāo)線型攔截陣所需的時(shí)間；tz為反潛直升機(jī)監(jiān)聽飛行的轉(zhuǎn)彎時(shí)間；Vz為反潛直升機(jī)監(jiān)聽聲納浮標(biāo)陣的巡航速度。

根據(jù)圖3可知，敵潛艇突破反潛直升機(jī)聲納浮標(biāo)線型攔截陣所需時(shí)間的計(jì)算公式為：

式中，Vq為敵潛艇突破聲納浮標(biāo)線型攔截陣時(shí)的航速；W1為反潛直升機(jī)使用浮標(biāo)聲納建立線型攔截陣的有效搜索寬度，其計(jì)算公式為：

式中，df為反潛直升機(jī)聲納浮標(biāo)的有效探測(cè)距離。

綜合式（4）～式（8），則反潛直升機(jī)采用平行監(jiān)聽方式，所能有效監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣的最大有效長(zhǎng)度Lf為：

顯然，此時(shí)反潛直升機(jī)所需布設(shè)聲納浮標(biāo)的數(shù)量為：

式中，Nf為反潛直升機(jī)所需布設(shè)聲納浮標(biāo)的數(shù)量；“［］”表示取整數(shù)值。

2.2 垂直監(jiān)聽聲納浮標(biāo)陣的最大有效長(zhǎng)度計(jì)算模型垂直監(jiān)聽，是指反潛直升機(jī)在其所布設(shè)浮標(biāo)陣

上空中央，沿垂直于聲納浮標(biāo)線型攔截陣的方向盤旋飛行實(shí)施監(jiān)聽的方式［7］，如圖4所示。

圖4 反潛直升機(jī)垂直監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣示意圖

同理，為確保反潛直升機(jī)對(duì)聲納浮標(biāo)線型攔截陣監(jiān)聽的有效性，從最不利的情況出發(fā)，令敵潛艇由C1點(diǎn)開始穿越時(shí)，反潛直升機(jī)離開J'點(diǎn)沿圖4中指定航向運(yùn)動(dòng)，其與最左側(cè)聲納浮標(biāo)（位于I點(diǎn)）之間的距離剛好超過其與聲納浮標(biāo)的有效通信距離。而在敵潛艇到達(dá)C2點(diǎn)之前，要求反潛直升機(jī)返回至J'點(diǎn)，恢復(fù)對(duì)聲納浮標(biāo)（位于I點(diǎn)）的有效監(jiān)聽，如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可知，反潛直升機(jī)采用垂直監(jiān)聽方式時(shí)，其所能有效監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣的最大長(zhǎng)度Lf為：

由于反潛直升機(jī)采用垂直監(jiān)聽方式時(shí)，其飛行航線與所布設(shè)的聲納浮標(biāo)線型攔截陣相垂直，且不在同一平面上，故為求解線段IJ的長(zhǎng)度，構(gòu)建以下垂直剖面直角三角形，如圖5所示。

圖5 反潛直升機(jī)垂直監(jiān)聽時(shí)垂直剖面三角形示意圖

則在直角△IJJ'中，根據(jù)勾股定理可得：

綜合式（11）、式（12），可得反潛直升機(jī)垂直監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣的最大有效長(zhǎng)度Lf為：

由此可得，此時(shí)反潛直升機(jī)所需布設(shè)聲納浮標(biāo)的數(shù)量Nf為：

3 反潛直升機(jī)對(duì)潛警戒能力量化分析

依據(jù)所構(gòu)建的反潛直升機(jī)使用吊放聲納和浮標(biāo)聲納對(duì)潛警戒能力計(jì)算模型，結(jié)合反潛直升機(jī)吊放聲納、浮標(biāo)聲納的戰(zhàn)技性能，計(jì)算得出反潛直升機(jī)使用吊放聲納所能構(gòu)建的攔截巡邏線最大有效長(zhǎng)度，如表1、圖6所示，以及使用浮標(biāo)聲納所能有效監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣的最大有效長(zhǎng)度，如表2所示。

表1 反潛直升機(jī)吊放聲納攔截巡邏線最大有效長(zhǎng)度

圖6 反潛直升機(jī)吊放聲納攔截巡邏線最大有效長(zhǎng)度仿真圖

表2 反潛直升機(jī)聲納浮標(biāo)攔截陣最大有效長(zhǎng)度及布設(shè)浮標(biāo)數(shù)量

4 對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析

通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，可得如下主要結(jié)論：

①艦載反潛直升機(jī)機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)，既可用吊放聲納建立攔截巡邏線的方法實(shí)施對(duì)潛警戒，又可用布放聲納浮標(biāo)建立線型攔截陣的方法實(shí)施對(duì)潛警戒，是航母綜合作戰(zhàn)區(qū)對(duì)潛防御的重要力量之一。

②聲納浮標(biāo)作用時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)水下潛艇發(fā)現(xiàn)能力強(qiáng)。所以，建立聲納浮標(biāo)線型攔截陣是反潛直升機(jī)在航母綜合作戰(zhàn)區(qū)對(duì)潛警戒的主要方式。由于反潛直升機(jī)采用平行監(jiān)聽方式所能有效監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣的長(zhǎng)度，明顯大于其采用垂直監(jiān)聽方式時(shí)所能有效監(jiān)聽浮標(biāo)陣的長(zhǎng)度。所以，在戰(zhàn)場(chǎng)條件允許的情況下，反潛直升機(jī)應(yīng)盡可能采用平行監(jiān)聽方式實(shí)施監(jiān)聽，以提高其使用浮標(biāo)聲納對(duì)潛警戒的效率。

③聲納浮標(biāo)的有效通信距離，是影響反潛直升機(jī)對(duì)潛警戒能力的重要因素。雖然反潛直升機(jī)可攜帶的聲納浮標(biāo)數(shù)量較多，并能夠快速飛臨指定陣位進(jìn)行浮標(biāo)布設(shè)，但實(shí)際使用過程中，由于聲納浮標(biāo)的通信距離有限，從而嚴(yán)重限制了反潛直升機(jī)所能有效監(jiān)聽聲納浮標(biāo)線型攔截陣的長(zhǎng)度，從而制約了反潛直升機(jī)使用浮標(biāo)聲納時(shí)對(duì)潛警戒能力的發(fā)揮。所以，如何增大聲納浮標(biāo)的有效通信距離，已成為未來航空反潛裝備能力建設(shè)的重要方面。

④吊放聲納探測(cè)點(diǎn)之間的距離，是影響反潛直升機(jī)使用吊放聲納對(duì)潛警戒能力的重要因素。在反潛直升機(jī)使用吊放聲納實(shí)施對(duì)潛警戒時(shí)，反潛直升機(jī)戰(zhàn)術(shù)指揮長(zhǎng)應(yīng)準(zhǔn)確判斷敵潛艇的類型、性能，并依據(jù)其作戰(zhàn)使用特點(diǎn)，合理確定反潛直升機(jī)吊放聲納探測(cè)點(diǎn)之間的距離，在保證敵潛艇不能穿越反潛直升機(jī)吊放聲納有效搜索寬度的情況下，盡可能增大反潛直升機(jī)吊放聲納攔截巡邏線的最大有效長(zhǎng)度，以提高其使用吊放聲納的對(duì)潛警戒能力。

5 結(jié)論

反潛直升機(jī)是航母綜合作戰(zhàn)區(qū)對(duì)潛防御的重要力量之一。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，從保障航母安全和作戰(zhàn)行動(dòng)自由的目的和要求出發(fā)，在分析航母綜合作戰(zhàn)區(qū)反潛直升機(jī)的戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)方法，構(gòu)建反潛直升機(jī)使用吊放聲納、浮標(biāo)聲納對(duì)潛警戒能力計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，依據(jù)反潛直升機(jī)的戰(zhàn)技性能和敵潛艇的戰(zhàn)斗使用規(guī)律，對(duì)航母綜合作戰(zhàn)區(qū)反潛直升機(jī)使用吊放聲納和浮標(biāo)聲納的對(duì)潛警戒能力進(jìn)行了深入的分析。所得結(jié)論對(duì)于優(yōu)化航母綜合作戰(zhàn)區(qū)反潛直升機(jī)的使用，提高其反潛作戰(zhàn)效能，保障綜合作戰(zhàn)區(qū)航母的安全，具有重要的理論指導(dǎo)意義和參考使用價(jià)值。

［1］吳福初，徐寅，張海峰，等.航母綜合作戰(zhàn)區(qū)警戒兵力對(duì)潛警戒能力及配置［J］.指揮控制與仿真，2016，38（4）:1-7.

［2］黃錫大.海軍航空兵戰(zhàn)斗行動(dòng)［M］.南京：中國(guó)人民解放軍海軍指揮學(xué)院，2001.

［3］吳福初，石文星，劉衛(wèi)東.某型艦近程反潛防御區(qū)反潛直升機(jī)配置［J］.指揮控制與仿真，2014，36（4）:68-71.

［4］吳福初，曹帥.航母近程反潛區(qū)反潛直升機(jī)對(duì)潛警戒能力研究［J］.軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程，2016，30（1）:27-32.

［5］吳福初，叢紅日，盛文平，等.直升機(jī)使用吊放聲納檢查反潛兵力需求模型［J］.海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，26（3）:347-349.

［6］王磊，吳福初，陳鈺寧，等.基于聲納浮標(biāo)的反潛直升機(jī)應(yīng)召搜潛仿真研究［J］.指揮控制與仿真，2010，32（2）:84-88.

［7］吳杰，孫明太，吳福初.基于改進(jìn)AHP和GSD的艦載反潛直升機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估 ［J］.中國(guó)測(cè)試，2016，42（1）:134-137.

［8］吳杰，孫明太，劉海光.艦載反潛直升機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估［J］.火力與指揮控制，2017，42（1）:9-13.