航空布雷訓(xùn)練裝備現(xiàn)狀及功能需求

汪曉雨，呂 收，李居偉

（海軍航空大學(xué) 青島校區(qū)，山東 青島 266041）

0 引言

航空布雷作為一種重要的水雷布放方式，具有速度快、航程遠(yuǎn)、機動能力強、能夠?qū)嵤┭a充布雷和內(nèi)水布雷等特點，可以在短時間內(nèi)達(dá)成對海區(qū)、航道、基地碼頭的有效封鎖，尤其適用于布設(shè)攻勢水雷障礙和機動水雷障礙[1]。同時，航空布雷在布放精度控制、布雷隱蔽性和安全性上面臨更大挑戰(zhàn)，對布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練提出了更高要求。航空布雷訓(xùn)練裝備應(yīng)該從滿足航空布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練和實戰(zhàn)化對抗訓(xùn)練要求出發(fā)，研究論證技術(shù)需求，豐富完善訓(xùn)練功能，為部隊訓(xùn)練提供有力保障。

1 航空布雷訓(xùn)練裝備分析

進行航空布雷訓(xùn)練時，根據(jù)不同的訓(xùn)練任務(wù)要求，綜合考慮訓(xùn)練需求和成本，一般有戰(zhàn)雷、訓(xùn)練雷、簡易填砂雷3種訓(xùn)練水雷保障手段。戰(zhàn)雷、訓(xùn)練雷以及填砂雷由于其結(jié)構(gòu)功能不同，所能夠支持開展的訓(xùn)練科目內(nèi)容也各不相同。使用戰(zhàn)雷可以開展水雷技術(shù)保障人員的裝備保障能力訓(xùn)練、外場機務(wù)人員的水雷裝掛能力訓(xùn)練和飛行員布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。戰(zhàn)雷不打撈回收，因此無法收集水雷在水下的動作信息，而且在訓(xùn)練中使用戰(zhàn)雷對訓(xùn)練組織協(xié)調(diào)、協(xié)同保障兵力和訓(xùn)練安全都會提出更高要求，訓(xùn)練成本高、組織難度大，不適宜經(jīng)常使用。訓(xùn)練雷的物理特性、引信系統(tǒng)、空投附件等與戰(zhàn)雷一致，技術(shù)保障工作與戰(zhàn)雷基本一致，由于沒有火工品，安全性更好，而且一般都加裝了回收系統(tǒng)和記錄裝置，能夠記錄水雷引信動作情況。使用訓(xùn)練雷可以開展水雷技術(shù)保障人員的裝備保障能力訓(xùn)練、外場機務(wù)人員的水雷裝掛能力訓(xùn)練和飛行員布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，打撈回收后可對水雷動作可靠性進行復(fù)盤評估。填砂雷既沒有火工品，也沒有引信系統(tǒng)，技術(shù)保障工作簡單，只能開展外場機務(wù)人員的水雷裝掛能力訓(xùn)練和飛行員布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，但是由于成本低廉、安全性好，適合經(jīng)常使用。3種雷型的訓(xùn)練和評估功能如表1所示。綜上分析可知，在開展航空布雷戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練時，3種訓(xùn)練裝備的功能是一致的，但是僅有訓(xùn)練雷具備一定的評估能力，且僅限于水雷引信動作情況。

表1 三種雷型的訓(xùn)練和評估功能Table 1 Training and evaluation functions of 3 training equipment

2 航空布雷訓(xùn)練裝備的主要問題

當(dāng)前航空布雷訓(xùn)練裝備的功能較為簡單，難以滿足實戰(zhàn)化航空布雷訓(xùn)練和體系化對抗訓(xùn)練的要求，主要存在以下問題。

2.1 布雷精確度難以評估

布放精度是水雷最后的布雷點與預(yù)期布雷點的誤差，對水雷障礙作戰(zhàn)效能有著重要影響。水雷在投放過程中受各方面影響，入水點方位具有較大隨機性，影響飛機空投水雷空中彈道散布的隨機因素主要包括水雷技術(shù)散布、投雷條件散布、空中氣象散布等[2]。一般通過機載火控系統(tǒng)根據(jù)水雷的預(yù)計入水點和水雷射表，結(jié)合風(fēng)速和飛行高度、速度進行解算，得出飛機投雷點，這個過程有時甚至需要人工完成。不論是火控系統(tǒng)解算，還是人工解算，都存在著一定的誤差，有時這個誤差還會比較顯著。只有準(zhǔn)確記錄水雷入水點方位，再與預(yù)定布雷方位進行對比，才能夠?qū)娇詹祭拙冗M行評估。當(dāng)前，主要采用提前架設(shè)高速攝像機，通過拍照的方式記錄空投水雷入水點，再進行分析判斷，既耗費人力物力，又用時長、效率低、精度差。由于只能采集入水點信息，不能記錄水雷空中彈道，因此對布雷精度中暴露出的問題缺少進一步深入分析研究、查找原因的依據(jù)，對改進布雷行動的指導(dǎo)作用比較有限。

2.2 水雷受環(huán)境影響無法評估

空投水雷從入水開始，就不斷受到海洋環(huán)境的干擾影響。沉底雷入水后的下沉至穩(wěn)定過程，會受到海流和涌的沖擊，使最終雷位與入水點發(fā)生偏移，偏移量的大小不僅與流速相關(guān)，而且還與海洋底質(zhì)相關(guān)。在硬質(zhì)海底，海流會引起水雷滾動，甚至導(dǎo)致水雷誤動作[3]。這些情況如果不能及時、準(zhǔn)確掌握，也將影響雷陣的效能。水雷在其戰(zhàn)斗期內(nèi)，海洋環(huán)境的背景噪聲、涌浪和磁場變化都會對水雷正常值更和目標(biāo)識別產(chǎn)生干擾，這些干擾輕則影響水雷對打擊目標(biāo)的識別判斷，重則會引起水雷的誤動作。因此，要對水雷抗環(huán)境干擾能力進行評估，既要能夠知道水雷在水下的最終雷位和布雷時的流速大小，還要全程采集并記錄影響水雷引信工作的海洋環(huán)境相關(guān)物理場信號。

2.3 水雷抗掃能力無法評估

水雷反水雷對抗演練是實戰(zhàn)化水雷戰(zhàn)訓(xùn)練的重要樣式。航空布雷兵力參與水雷反水雷對抗演練，一方面要檢驗空投水雷的抗掃性能，這就需要能夠采集并記錄掃雷具產(chǎn)生的各類型模擬艦船物理場信號，結(jié)合掃雷具信號對水雷引信動作情況進行分析，掌握水雷引信對掃雷具信號的響應(yīng)情況，進而對水雷引信的抗掃能力進行分析評估；另一方面，對抗演練中空投水雷也可以作為一個掃雷信號采集裝置，通過采集記錄掃雷具信號的時域和頻域特征，可以對掃雷具的艦船物理場模擬能力進行比對分析。如果空投訓(xùn)練水雷的傳感器不能完整有效感知采集掃雷具信號，內(nèi)記儀不能將其記錄下來，那么其抗掃能力就無法評估，也不能為考察掃雷具實際效能提供數(shù)據(jù)支持。

3 實戰(zhàn)化訓(xùn)練功能需求

為滿足實戰(zhàn)化對抗訓(xùn)練需要，空投訓(xùn)練水雷必須為水雷戰(zhàn)作戰(zhàn)效能評估提供各種數(shù)據(jù)支撐，并且適應(yīng)各種復(fù)雜條件下的投放入水要求。在傳統(tǒng)訓(xùn)練水雷基礎(chǔ)上，至少還應(yīng)具備以下功能。

3.1 空中彈道記錄功能

空中彈道記錄功能能夠把空投訓(xùn)練水雷從離機至入水這一階段空中的彈道軌跡復(fù)現(xiàn)出來，可以準(zhǔn)確標(biāo)注出空中滑翔過程中水雷任意時刻在三維空間的方位坐標(biāo)，空中彈道的終點即為水雷入水點。通過這樣一個彈道軌跡圖，可以直觀地看到水雷離機、開傘、滑翔、入水等動作，如果布雷精度出現(xiàn)問題，可以通過分析動作時機和實時方位查找具體原因，比如橫向風(fēng)修正不夠，降落傘開傘時機不對等等，進而為后續(xù)改進投雷訓(xùn)練提供有力指導(dǎo)。空中彈道記錄功能可以利用加裝北斗系統(tǒng)終端設(shè)備加以實現(xiàn)，但同時也有幾個現(xiàn)實問題需要注意。北斗終端的啟動和響應(yīng)需要數(shù)分鐘的時間[4]，而空投水雷大多為冷投放，因此要考慮提前對其進行上電激活。因為衛(wèi)星導(dǎo)航信號到達(dá)接收端時已非常微弱[5]，如果是機內(nèi)彈艙掛雷，還需考慮飛機機體對衛(wèi)星信號的屏蔽和干擾。投放后，水雷在空中會出現(xiàn)傾斜、旋轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，終端設(shè)備在雷體上的安裝位置需要精心設(shè)計，確保接收信號不受自身姿態(tài)影響，保持北斗終端與衛(wèi)星的全程連通，保證彈道軌跡的完整性，同時，不得改變雷體原有的質(zhì)量和氣動特性。

3.2 多源物理場信息采集和處理功能

智能水雷引信具備多物理場及深度探測和信號采集能力以及較強的信號處理能力[6]。為了充分發(fā)揮軍事訓(xùn)練效益，空投訓(xùn)練水雷要對實戰(zhàn)化條件下水雷引信系統(tǒng)工作情況進行全面綜合評估。這就需要其不僅要像戰(zhàn)雷一樣能夠感知、識別目標(biāo)艦艇的物理場信息，還要能夠感知、識別海洋環(huán)境產(chǎn)生的物理場背景干擾和掃雷具產(chǎn)生的掃雷信號，也就是具備多源多類型物理場信息的采集功能。當(dāng)前水雷反水雷裝備應(yīng)用的物理場信號主要有聲、磁、水壓等。針對這幾類物理場而言，由于艦船目標(biāo)、海洋環(huán)境噪聲和掃雷具產(chǎn)生的機理不同，各種源頭信號的頻率特性、動態(tài)范圍、空間分布和變化率都各不相同，空投訓(xùn)練水雷要準(zhǔn)確有效采集各種源頭的物理場信號，需要在原有的傳感器基礎(chǔ)上，針對海洋環(huán)境和掃雷具信號增設(shè)新的傳感器，或者重新設(shè)計研制一套能夠使用 3種源頭物理場信號采集需求的共用換能器。同時，還需要采集水雷的深度、姿態(tài)、引信動作數(shù)據(jù)等信息，各類信號的調(diào)理、采樣和存儲功能也需要一并設(shè)計和改進。

3.3 水下定位和通信功能

水下定位和通信是訓(xùn)練水雷十分重要的功能，既能夠提高訓(xùn)練水雷的回收安全性，也能夠進一步豐富訓(xùn)練功能。水下定位功能可以指示出空投訓(xùn)練水雷最后坐沉的雷位，通過與入水點的比對，能夠得出水雷入水下沉階段在涌浪作用下的位移偏差，能夠為更加準(zhǔn)確地分析研究航空布雷精度提供有價值的參考，還可以在訓(xùn)練水雷未能順利上浮的情況下，為開展定位打撈提供位置信息，提高訓(xùn)練水雷的安全性。水下通信功能可在一定距離內(nèi)與水面艦船進行數(shù)據(jù)雙向無線傳輸，能夠?qū)⒂?xùn)練水雷的引信工作狀態(tài)、采集的各種物理場測量狀態(tài)和信息及時傳回水面訓(xùn)練控制導(dǎo)調(diào)部門，也可向訓(xùn)練水雷實時下達(dá)控制指揮指令，實現(xiàn)對訓(xùn)練水雷狀態(tài)的實時監(jiān)控?；趯τ?xùn)練水雷的實時監(jiān)控，可以根據(jù)對抗訓(xùn)練的態(tài)勢，實時評估水雷的動作可靠性、抗掃能力，以及掃雷具的實際表現(xiàn)等，及時調(diào)整訓(xùn)練方案，使訓(xùn)練組織更加高效，訓(xùn)練效果更加直觀。

3.4 高強度雷體結(jié)構(gòu)

空投水雷通常使用帶降落傘空投或是設(shè)計特定的外形和副翼以增大阻力系數(shù)，降低水雷運動速度、調(diào)整水雷入水姿態(tài)[7]。當(dāng)飛機在高空（1 km以上）投雷時，水雷在空中有較為充裕的滑翔時間，通過減速和調(diào)整，往往能夠以較大姿態(tài)角和較小速度入水，雷體受到水的沖擊力較小，不會對雷體結(jié)構(gòu)和雷上電子設(shè)備產(chǎn)生不利影響。但是，高空投雷的弊端也十分明顯。一方面，水雷在空中滑翔的時間越長，受風(fēng)的影響越大，水雷布放精度越低；另一方面，在攻勢布雷作戰(zhàn)時，高空投放水雷的飛機更容易被敵方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)，遭到防空火力打擊，布雷平臺的安全性將會受到嚴(yán)重威脅。為了提高航空布雷行動的隱蔽性和布雷精度，有時需要在低空高速條件下投雷，這種情況下水雷入水時的速度大、姿態(tài)角小，雷體受到的撞擊力與入水速度的平方成正比[8]，巨大的入水沖擊對雷體結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部電子系統(tǒng)的強度提出了更高要求。為了開展低空高速布雷科目訓(xùn)練，空投訓(xùn)練水雷的雷體結(jié)構(gòu)及其電子設(shè)備也必須能夠滿足高強度沖擊的需要。

4 結(jié)束語

功能完備的訓(xùn)練裝備是提高部隊訓(xùn)練質(zhì)量和效益的必要保證。部隊訓(xùn)練有層級、科目之分，不同訓(xùn)練層級和科目對訓(xùn)練裝備的功能需求也不盡相同?？胀队?xùn)練水雷可以根據(jù)部隊不同層級訓(xùn)練的內(nèi)容和要求，配置為簡化版和全功能版兩個不同狀態(tài)，分別用于航空兵部隊單兵種訓(xùn)練和水雷反水雷多兵種對抗訓(xùn)練，進一步提高訓(xùn)練裝備的適用性、保障性和經(jīng)濟性。