關(guān)于ATT 的運用場景約束分析*

陳顏輝，王元斌

（中國船舶集團公司第七〇九研究所，武漢 430205）

0 引言

軟殺傷和硬殺傷是水面艦艇防御潛射魚雷兩種主要方式。以水聲對抗為主的軟殺傷器材作用范圍廣、對目標(biāo)定位精度要求低，但通用對抗性差（無法對抗直航魚雷和尾流自導(dǎo)魚雷），且無法從根本上消除魚雷威脅，因此，當(dāng)前主要海軍國家都將目光轉(zhuǎn)向了硬殺傷器材的研發(fā)。硬殺傷器材具有通用對抗性，且能從根本上消除魚雷威脅，但常見的深彈類器材裝藥量少、對目標(biāo)定位精度要求高且不能實施機動制導(dǎo)攔截，實際作用效果也不理想［1］。反魚雷魚雷（Anti-Torpedo Torpedo.ATT）的問世則能彌補傳統(tǒng)硬殺傷器材的不足，由于具備較強的水下探測能力以及機動攔截能力，ATT 已成為當(dāng)前魚雷防御技術(shù)中的研究重點。下面結(jié)合國外的ATT 研發(fā)動態(tài)來定性探討ATT 運用場景的約束問題。

1 國外概述

ATT 技術(shù)近年來發(fā)展非常迅速，主要海軍國家從自身需求與技術(shù)現(xiàn)狀出發(fā)選擇了不同的研發(fā)路徑：有的國家嘗試將現(xiàn)有的反潛魚雷改裝為ATT，有的國家則開展全新ATT 的研制。從公開資料來看，目前世界上在研或已經(jīng)裝備的幾種典型ATT 主要有美國“水下幽靈”魚雷、德國“海蜘蛛（Sea-Spider）”魚雷、俄羅斯“Paket-E/NK”魚雷［2-3］。

美國是首先提出ATT 研發(fā)理念并最早展開研制的國家。2013 年5 月，美國海軍“布什”號航母首次對新型水面艦艇魚雷防御系統(tǒng)進行了測試，該系統(tǒng)包含魚雷報警系統(tǒng)（Torpedo Warning System，TWS）和反魚雷對抗單元（Countermeasure Anti-Torpedo，CAT）兩部分，號稱為“水下幽靈”的ATT 是該系統(tǒng)的核心組件，其直徑171 mm、長2.4 m、質(zhì)量不超136 kg、航速大于60 kn，封裝在密閉發(fā)射筒內(nèi)。測試中發(fā)射ATT 摧毀了7 枚魚雷狀的水下目標(biāo)，試驗取得一定成功，并計劃在2035 年前裝備到所有航母以及其他重要艦船中。

然而，美國國防部測試和評估部門在2019 年發(fā)布的年報中指出：由于尚未達到實際環(huán)境下的作戰(zhàn)要求，在已投入了7.6 億美元的研發(fā)資金后，海軍于2018 年9 月暫停了該項目，并計劃從已經(jīng)列裝的5 艘航母上移除原型系統(tǒng)［4］。這一決策給世界軍事領(lǐng)域的ATT 研發(fā)熱情帶來了較大影響，未來美軍能否會提出更為成熟的ATT 研發(fā)項目、或既有成果能否會得到進一步改進和推廣，尚有待繼續(xù)觀察；而美國中止ATT 列裝的深層原因是什么、其中蘊含哪些啟示？則是業(yè)內(nèi)需要深刻反思的問題。

2 影響因素

相比傳統(tǒng)的深彈類對抗器材，ATT 具有自航攻擊能力，攔截魚雷時對目標(biāo)探測信息的精度要求有所降低。但是，ATT 的攔截效能仍會受到多個環(huán)節(jié)因素的影響，具體可如圖2 所示歸納為3 類。

圖1 “布什”號航母發(fā)射ATT 試驗

目標(biāo)信息獲?。篈TT 的航速與來襲魚雷航速相比一般不占明顯優(yōu)勢，只有掌握來襲魚雷的制導(dǎo)類型及彈道散布信息，才能確保ATT 能以有利姿態(tài)高效捕獲目標(biāo)。

攔截方式與射擊要素：在已經(jīng)確認(rèn)目標(biāo)相關(guān)特征信息后，還要進一步選定ATT 攔截方式——包括方位線攔截、提前角攔截或迎擊彈道攔截，并依此設(shè)定發(fā)射參數(shù)［5-6］。

追擊與摧毀能力：在ATT 自導(dǎo)裝置已捕獲目標(biāo)后，能否最終完成攔截任務(wù)就取決于ATT 自身的機動特征、自導(dǎo)方式、引信效能、裝藥量以及毀傷半徑等等。

上述3 類影響因素中，前兩類是艦上指控系統(tǒng)、火控系統(tǒng)需要處理的核心工作，主要目的是控制ATT以有利姿態(tài)接近魚雷并獲得最大捕獲概率；最后1 類則取決于ATT 本身的研發(fā)設(shè)計情況，以確保ATT 在已捕獲來襲魚雷的情況下能取得最佳毀傷效果。

3 實際約束

從公開資料來看，美國終止ATT 列裝的主要原因是無法證實魚雷報警系統(tǒng)（TWS）和反魚雷對抗單元（CAT）的作戰(zhàn)效能與可操作性：TWS 運行在設(shè)定好的場景下是成功的，但缺乏實戰(zhàn)環(huán)境下操控性能、戰(zhàn)術(shù)使用等方面的數(shù)據(jù)支持，且虛警率未知；CAT 具備一定對抗來襲魚雷的能力，但可靠性存疑、毀傷效果也未證實。以上只是基于純技術(shù)層面的籠統(tǒng)表述，如果放在整個作戰(zhàn)過程中討論則可歸結(jié)為兩個方面：一是信息保障問題，二是應(yīng)用場景受限問題，下面圍繞ATT 在作戰(zhàn)使用中可能面臨的實際約束展開系統(tǒng)分析。

3.1 被動探測無法保障ATT 的攔截效果

如下頁圖3、圖4 所示，假設(shè)水面艦艇始終以18 kn 速度保持勻速直航，抵達W 點時在正橫方向發(fā)現(xiàn)魚雷報警；敵潛艇以相遇三角形原理發(fā)射直航魚雷或聲自導(dǎo)魚雷，預(yù)期命中點為C；魚雷航速45 kn、聲自導(dǎo)半徑1 500 m、自導(dǎo)扇面角120°；ATT 航速40 kn、自導(dǎo)半徑600 m、自導(dǎo)扇面角90°。對于從正橫方向2 000 m、4 000 m、6 000 m 距離上報警情形，圖3 和圖4 分別仿真了直航魚雷和聲自導(dǎo)魚雷的彈道，并給出ATT 采取方位線攔截和迎擊彈道攔截的應(yīng)用示意，其中，自導(dǎo)扇面均為等比例標(biāo)繪。

觀察圖3 和圖4，可以看出在仿真給定參數(shù)及態(tài)勢下：

1）當(dāng)水面艦艇沿魚雷報警的方位線發(fā)射ATT——即實施方位線攔截時，ATT 自導(dǎo)扇面只能對距離較近的魚雷（如＜2 000 m）彈道構(gòu)成有效遮攔。若魚雷距離較遠(yuǎn)（如＞4 000 m），則ATT 的自導(dǎo)扇面難以可靠捕獲到魚雷。

2）當(dāng)水面艦艇發(fā)射ATT 沿來襲魚雷的航向線實施轉(zhuǎn)角攻擊——即迎擊彈道攔截時，ATT 的自導(dǎo)扇面能對魚雷的整個直航彈道構(gòu)成有效遮攔。但是，要準(zhǔn)確判斷來襲魚雷的直航彈道所在位置則需要提供目標(biāo)的距離、航向數(shù)據(jù)支持。在僅靠被動探測的情況下，目標(biāo)的距離、航向數(shù)據(jù)只能通過人工估測或估算獲取。

綜上分析，由于單基地被動報警聲納只能提供目標(biāo)方位信息，無法及時、準(zhǔn)確提供目標(biāo)的類型、距離和航向等信息，也就不能實現(xiàn)客觀戰(zhàn)場態(tài)勢的快速生成。而依靠人工估測方式給出目標(biāo)類型、距離和航向時，往往會包含較多不確定因素，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的防御態(tài)勢很容易發(fā)生畸變，這必然會降低ATT 的實際攔截效果［7-9］。

3.2 主動探測難以支持ATT 的應(yīng)用場景

鑒于被動報警聲納無法保障ATT 實施可靠攔截，世界上典型的ATT 系統(tǒng)都在尋求主動探雷聲納的支持。主動探雷聲納不但能夠探測目標(biāo)方位信息，還能準(zhǔn)確提供目標(biāo)距離信息，可實現(xiàn)魚雷彈道的快速求解并生成較為精確的防御態(tài)勢。但是，由于魚雷體積小、反射強度弱，主動探雷聲納的發(fā)現(xiàn)距離往往要比被動報警聲納近的多，這就導(dǎo)致在實際對抗中會存在運用場景方面的瓶頸制約。

如圖5 所示，假設(shè)水面艦艇在航行至W 點時由被動報警聲納首先發(fā)現(xiàn)魚雷報警，這種情況下若要確保后續(xù)主動探雷聲納能夠可靠探測到目標(biāo)，往往要求水面艦艇不可采取大角度規(guī)避機動、并限制采取水聲對抗措施，直到繼續(xù)航行至W'點時主動探雷聲納能夠可靠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)為止。但是，受防御態(tài)勢的緊迫性和獲取信息的模糊性影響，水面艦艇在被動聲納確認(rèn)魚雷來襲后就要迅速生成防御策略并快速展開防御行動，而不會繼續(xù)等待魚雷進入主動探雷聲納作用范圍后才采取措施——除非指揮員對主動探測和ATT 攔截持有足夠信心、并愿意承擔(dān)貽誤戰(zhàn)機的風(fēng)險和責(zé)任。而若水面艦艇在被動報警后一旦實施了規(guī)避機動和軟硬殺傷，則很可能導(dǎo)致魚雷方位進入主動探雷聲納探測盲區(qū)、或受水聲對抗器材的噪聲干擾而無法有效跟蹤目標(biāo)（見圖5）、或在大角度規(guī)避過程中導(dǎo)致探測誤差的顯著增大。因此，基于主動探測信息的ATT 攔截運用方式在實際對抗中難以獲得典型應(yīng)用場景的支持。

圖5 主動/被動探雷距離示意

事實上，主動探雷聲納的一種典型應(yīng)用場景是與被動報警聲納相互配合使用，以提高對中遠(yuǎn)程魚雷的估距精度。例如：當(dāng)魚雷較遠(yuǎn)時，主動探雷聲納沒有發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、而被動報警聲納發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)，則可大概率排除魚雷處于近程范圍，再按照兩種聲納標(biāo)稱值及戰(zhàn)術(shù)水聲模型進一步估測出魚雷的距離區(qū)間，就可為中遠(yuǎn)距離的魚雷防御態(tài)勢生成提供較好支持，這要明顯優(yōu)于單純依靠被動報警聲納的估測效果。當(dāng)然，未來隨著魚雷在降噪技術(shù)方面取得更大突破，主動探雷也有望會成為魚雷報警的典型方式，但持續(xù)的主動脈沖難免會導(dǎo)致潛艇或魚雷在更遠(yuǎn)距離上發(fā)現(xiàn)本艦并實施攻擊，這就又陷入了一種矛盾的循環(huán)。

3.3 無法回避編隊中的干擾與誤傷問題

首先分析干擾問題?，F(xiàn)代水面艦艇通常以編隊形式執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，當(dāng)編隊航行間距較近或陣位配置不當(dāng)時，無論對主動聲納探測還是被動聲納探測都會造成干擾。從主動探測脈沖影響來看，相鄰艦艇主動聲納發(fā)射的探測脈沖會對各自的主動聲納和被動聲納都造成干擾，形成間歇性致盲；從艦船輻射噪聲影響來看，相鄰艦艇的輻射噪聲會在該方向上對各自的主動聲納和被動聲納形成干擾扇面，導(dǎo)致其對該扇面的來襲魚雷難以實施有效探測。因此，在ATT 的作戰(zhàn)使用中，為了確保編隊航行時能夠?qū)硪u魚雷實施可靠探測，必須要對航行間距、陣位配置、聲納使用等方面予以嚴(yán)格規(guī)范，避免造成相互干擾。

再來分析誤傷問題。傳統(tǒng)艦載水下武器的運用很少涉及誤傷的問題，例如：深彈類硬殺傷器材大都以火箭助飛方式投放，落水位置受控且入水后不具備自航能力，也就不會對鄰艦造成威脅；管裝反潛魚雷雖然具備機動航行和自導(dǎo)探測能力，但主要是攻擊遠(yuǎn)距離的水下潛艇，可通過航行深度設(shè)定和自導(dǎo)開機距離設(shè)定等方式，杜絕誤傷己方平臺的現(xiàn)象發(fā)生。然而，ATT 入水后不但具有機動航行和自導(dǎo)探測能力，而且殺傷目標(biāo)處于載近程范圍、航行深度處于淺層水表——覆蓋水面艦艇吃水深度，若實際運用不當(dāng)就很可能會威脅到本艦和鄰艦的安全。以下兩種場景具有代表性：

1）當(dāng)水面艦艇向鄰艦方位附近發(fā)射ATT 時（見圖6），ATT 可能會被鄰艦的輻射噪聲和反射回波所吸引，并直接向鄰艦發(fā)起攻擊。

圖6 向鄰艦方向發(fā)射ATT 示意

2）ATT 在攔截來襲魚雷過程中形成了尾追態(tài)勢，并追隨魚雷對本艦或鄰艦發(fā)起了攻擊，造成疊加損害。

可見無論對于單艦防御還是編隊防御，發(fā)射ATT 攔截來襲魚雷時都可能面臨誤傷隱患。當(dāng)然，不排除未來在技術(shù)層面能夠解決ATT 的識別、互導(dǎo)與誤傷問題，但在戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用層面所引起人員的心理負(fù)擔(dān)恐怕是難以根除的。畢竟歷史上曾多次發(fā)生魚雷出管后調(diào)頭捕獲本艦/艇并實施攻擊的事故，類似事故不但牽涉到艦船安全、人員安全、責(zé)任認(rèn)定等問題，在實際作戰(zhàn)中還會影響到整個作戰(zhàn)計劃的實施。

3.4 未能突破傳統(tǒng)對抗模式的技術(shù)瓶頸

ATT 作為一種先進的智能化防御魚雷武器，一直被很多國家寄予厚望。未來ATT 能否在艦船防御裝備體系中占據(jù)主導(dǎo)地位，不單取決于對武器端的關(guān)鍵技術(shù)突破情況，更取決于其研發(fā)理念、運用機制能在多大程度上擺脫防御行動的瓶頸制約。

分析以往戰(zhàn)例可以看出，水面艦船在發(fā)現(xiàn)魚雷來襲時往往距離很近，有時甚至在被命中之前都未必能夠可靠發(fā)現(xiàn)魚雷。進入現(xiàn)代社會，攻防技術(shù)相長，圍繞水下信息的爭奪更為激烈，但水面艦艇總體上處于信息弱勢的格局并沒有發(fā)生根本改變。尤其隨著水下靜音技術(shù)、水下無人技術(shù)的發(fā)展，以報警信息為前提、以對抗目標(biāo)為宗旨的傳統(tǒng)水下防御技術(shù)研究架構(gòu)已然受到嚴(yán)重沖擊。在不具備可靠發(fā)現(xiàn)來襲目標(biāo)的情況下，所謂定位目標(biāo)與毀傷目標(biāo)也就無從談起。

ATT 的作戰(zhàn)使用顯然沒有擺脫“報警信息+定位能力”的信息瓶頸制約，在當(dāng)前技術(shù)條件下，ATT能針對傳統(tǒng)潛射魚雷武器發(fā)揮一定攔截作用。但對于新型靜音魚雷、遠(yuǎn)程巡航魚雷、移動式水雷、察打一體化UUV 等新概念水下武器，由于缺乏可靠的有效發(fā)現(xiàn)手段，ATT 很難拓展出更大的應(yīng)用空間。正由于沒有突破傳統(tǒng)對抗模式的這種技術(shù)瓶頸制約，當(dāng)前ATT 的研發(fā)理念與性能設(shè)計也很難成功引領(lǐng)未來水下防御技術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)論

綜上所述，當(dāng)前技術(shù)條件下提高對來襲魚雷毀傷效能的主要途徑仍在于對配套識別與定位能力的挖掘，而僅僅通過發(fā)展和完善武器端所起效果非常有限——除非這種努力是以弱化對目標(biāo)探測信息的精度需求為目的。在水下聲學(xué)探測水平已經(jīng)接近現(xiàn)實的極限情況下，未來防御技術(shù)的發(fā)展不應(yīng)只關(guān)注傳統(tǒng)瓶頸方面的突破，更要聚焦于裝備研發(fā)與運用理念的革新。

就單艦防御而言，在對中遠(yuǎn)程魚雷的跟蹤和定位能力無法匹配的情況下，硬殺傷器材也無需過于強調(diào)快、遠(yuǎn)、準(zhǔn)的攔截效果，只要能在魚雷抵達本艦安全距離之前獲得最大捕獲與毀傷概率即可?；蛘邇H以實現(xiàn)“防護能力最強”為目的，以相對慢、近、穩(wěn)的作戰(zhàn)需求來牽引裝備研發(fā)與技術(shù)應(yīng)用，從而推動弱信息背景下、以防護自身為宗旨的水下防御研究架構(gòu)的發(fā)展。

進一步分析，水面艦艇的魚雷防御行動是近似在二維水平面內(nèi)展開的，這與潛艇平臺在三維水下作戰(zhàn)環(huán)境中所面臨的球面防御有著本質(zhì)區(qū)別?？臻g維度的減少可在很大程度上降低戰(zhàn)場信息中不確定性因素的影響，水面艦艇只需以自身為中心構(gòu)造出嚴(yán)密的二維硬殺傷攔截屏障就能達成有效防御目的。在實際報警效果不穩(wěn)定、且缺乏可靠目標(biāo)信息指示的客觀條件下，秉承“以逸待勞”的防御思想，發(fā)展基于弱化目標(biāo)信息需求為目的、可實施近場無縫式硬殺傷攔截的手段應(yīng)是當(dāng)前值得探索的一個方向。