潛艇反魚雷防御的發(fā)展和思考

張林芳，劉 杰，劉冠杉

（1.海裝北京局駐北京地區(qū)第四軍事代表室，北京 100094；2.中國船舶集團(tuán)有限公司系統(tǒng)工程研究院，北京 100094）

0 引言

魚雷自誕生以來，因其具有毀傷力強(qiáng)、防御難度大的特點(diǎn)，一直作為水下攻防體系中最有效的水中兵器，曾在歷史上多次海戰(zhàn)中發(fā)揮了巨大作用，世界各國海軍也都一直極度重視魚雷武器裝備的發(fā)展和革新。隨著新技術(shù)在魚雷武器裝備中的快速應(yīng)用，高航速、低噪音、遠(yuǎn)航程、強(qiáng)毀傷力等新型魚雷層見疊出，魚雷的智能化程度和水聲對(duì)抗能力也不斷提高[1]，對(duì)潛艇的水下生存空間構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。因此如何有效地進(jìn)行潛艇防御魚雷攻擊已成為各國海軍面臨的重大難題，世界各軍事強(qiáng)國均開始致力于反魚雷技術(shù)和裝備的研究和發(fā)展。

1 潛艇反魚雷防御的戰(zhàn)術(shù)背景

1.1 潛艇面臨的魚雷威脅特征

要對(duì)反潛魚雷進(jìn)行有效防御，首先需要了解攻擊魚雷的戰(zhàn)術(shù)性能和魚雷攻擊過程的主要特性。目前，潛艇在水下面臨的魚雷威脅主要來自3個(gè)方面。

1）線導(dǎo)+聲自導(dǎo)重型魚雷。

重型魚雷一般由敵方潛艇距攻擊目標(biāo)10 km外管裝發(fā)射，各國先進(jìn)重型魚雷戰(zhàn)術(shù)如表1所示，可以發(fā)現(xiàn)國外重型魚雷最高航速均在50 kn以上，航程范圍在20～60 km，大部分采用噪音較小的泵噴推進(jìn)裝置，采用線導(dǎo)+主被動(dòng)聲自導(dǎo)的組合制導(dǎo)方式，具有較強(qiáng)的水聲對(duì)抗和目標(biāo)探測(cè)能力。重型魚雷攻擊的過程為前期借助潛艇發(fā)射平臺(tái)的聲吶探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行有線制導(dǎo)，來探測(cè)和跟蹤目標(biāo)。后期當(dāng)魚雷距離目標(biāo)2～3 km的位置，切斷線導(dǎo)后依靠魚雷本身的聲自導(dǎo)系統(tǒng)快速接近和攻擊目標(biāo)。重型魚雷對(duì)潛艇最大的威脅就是速度快且搭載大當(dāng)量高能戰(zhàn)斗部毀傷威力大，只要潛艇進(jìn)入其毀傷范圍區(qū)域就會(huì)對(duì)目標(biāo)造成有效傷害和打擊。

表1 國外先進(jìn)重型魚雷戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)[1-3]Table 1 Tactical performance index of foreign advanced heavy-weight torpedoes

2）聲自導(dǎo)輕型魚雷。

輕型魚雷一般由敵方水面艦艇管裝發(fā)射或反潛飛機(jī)空投使用，各國先進(jìn)輕型魚雷戰(zhàn)術(shù)如表2所示，可以發(fā)現(xiàn)輕型魚雷航程均在10 km以上，最大航速在50 kn左右，均采用主被動(dòng)聯(lián)合自導(dǎo)方式，也具有較強(qiáng)的水聲對(duì)抗能力。戰(zhàn)斗部裝藥量雖然比重型魚雷少，但是采用垂直命中技術(shù)和聚能裝藥仍可保證小當(dāng)量戰(zhàn)斗部對(duì)潛艇造成有效毀傷?？胀遏~雷的攻擊過程為通過直升機(jī)上的主動(dòng)吊放聲吶對(duì)潛艇精確定位后，到達(dá)距離潛艇1 km左右的區(qū)域內(nèi)投放魚雷，魚雷落水后十幾秒內(nèi)即可通過自導(dǎo)裝置探測(cè)并跟蹤上潛艇。因此空投魚雷對(duì)潛艇最大的威脅就是潛艇采取有效對(duì)抗的時(shí)間很短，使?jié)撏б?guī)避魚雷攻擊的難度較大。

表2 國外先進(jìn)輕型魚雷戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)[1，4-6]Table 2 Tactical performance index of foreign advanced light-weight torpedoes

3）助飛+聲自導(dǎo)魚雷。

助飛魚雷一般是水面艦艇通過火箭或渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)將魚雷投送至潛艇上方附近，再由魚雷入水搜索和攻擊潛艇。如表3所示，由于助飛魚雷的運(yùn)載系統(tǒng)最大飛行速度均在1 000 km/h以上，最大射程大部分在20 km左右，所以只要水面艦艇探測(cè)聲吶發(fā)現(xiàn)了潛艇目標(biāo)，便可對(duì)其進(jìn)行中程的快速反潛攻擊。潛艇面臨的威脅與空投魚雷類似，即反魚雷對(duì)抗的時(shí)間較短。

表3 國外典型助飛魚雷戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)[1，7-8]Table 3 Tactical performance index of foreign typical rocket-assisted torpedoes

1.2 潛艇面臨的魚雷威脅特征

針對(duì)上述潛艇面臨的魚雷威脅，對(duì)潛艇反魚雷防御系統(tǒng)應(yīng)提出下列要求：

1）盡可能遠(yuǎn)距離的及早發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。潛艇受到魚雷威脅是三維全向的，可來自空中、水面或水下，因此潛艇的魚雷聲吶報(bào)警系統(tǒng)要能全方位精確探測(cè)和識(shí)別魚雷，為其反魚雷對(duì)抗?fàn)幦「鄷r(shí)間。

2）盡可能快速的反應(yīng)和智能決策。敵方魚雷借助投放平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)可以在潛艇近距離范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行快速攻擊，潛艇總反應(yīng)時(shí)間短，因此指揮控制系統(tǒng)必須要在短時(shí)間內(nèi)做出正確的防御決策。

3）盡可能有效的進(jìn)行反魚雷對(duì)抗。潛艇處于水下，一方面，無法像水面艦艇通過快速運(yùn)載手段遠(yuǎn)距離施放反魚雷對(duì)抗裝備，加之潛艇內(nèi)部空間有限，搭載的反魚雷器材數(shù)量有限；另一方面，來襲魚雷水聲對(duì)抗能力強(qiáng)且具備多次攻擊目標(biāo)的能力，因此潛艇必須采取多層次和多批次的對(duì)抗措施。

2 潛艇反魚雷防御的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 專用魚雷聲吶報(bào)警技術(shù)

潛艇實(shí)施規(guī)避機(jī)動(dòng)和制定對(duì)抗措施前都需要獲取來襲魚雷的距離和方位信息，因此魚雷報(bào)警技術(shù)是潛艇反魚雷防御的基礎(chǔ)，但是由于來襲魚雷具有體積小和運(yùn)動(dòng)速度快的特點(diǎn)，潛艇配備的普通舷側(cè)聲吶和拖曳聲吶不能直接用于魚雷報(bào)警，必須開發(fā)專用的魚雷報(bào)警聲吶對(duì)高速小目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，其關(guān)鍵技術(shù)就是對(duì)來襲魚雷進(jìn)行遠(yuǎn)程的快速識(shí)別和遠(yuǎn)程的準(zhǔn)確定位。針對(duì)潛艇防御的需求，目前魚雷聲吶報(bào)警技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展主要在以下3個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了突破[9]。

1）利用寬頻帶、高頻率的拖線陣被動(dòng)聲吶實(shí)現(xiàn)了魚雷遠(yuǎn)程報(bào)警。其基本原理就是充分利用來襲高速魚雷在高頻工作頻帶上存在較多的線譜分量和較強(qiáng)的輻射噪聲信息，來提高對(duì)遠(yuǎn)距離魚雷的識(shí)別和報(bào)警。比如法國研發(fā)的SLAT反魚雷系統(tǒng)[10-11]，其配置的“信天翁”被動(dòng)拖曳式魚雷報(bào)警器利用三元組水聽器陣能在較大的舷側(cè)扇面內(nèi)自動(dòng)分辨目標(biāo)左右舷，工作頻段為1～6 kHz，能探測(cè)到10 km遠(yuǎn)的低噪聲魚雷。采用全景波束選擇器對(duì)魚雷進(jìn)行快速檢測(cè)和多級(jí)分類識(shí)別，在6 km以內(nèi)范圍對(duì)目標(biāo)分類和報(bào)警的概率可達(dá)到90%以上。魚雷報(bào)警聲吶可以通過增加聲吶的基元數(shù)、拓寬工作頻帶和集成化其它探測(cè)聲吶來增加探測(cè)距離。

2）利用主動(dòng)拖曳陣聲吶實(shí)現(xiàn)了魚雷遠(yuǎn)程定位。雖然被動(dòng)拖曳陣聲吶實(shí)現(xiàn)了魚雷遠(yuǎn)距離報(bào)警，但只能提供目標(biāo)方位信息，對(duì)魚雷進(jìn)行有效防御仍需要依靠主動(dòng)聲吶來獲取來襲魚雷的距離信息。當(dāng)魚雷目標(biāo)在躍層下面處于艦殼聲吶聲影區(qū)時(shí)，變深聲吶仍可檢測(cè)到魚雷目標(biāo)，因此主被動(dòng)聯(lián)合的變深拖曳陣聲吶得以迅速發(fā)展，成為世界各國海軍艦艇防御的重要利器，比如美國的980系列低頻聲吶系統(tǒng)、英國的 ATAS V1主動(dòng)拖曳陣聲吶和法國的 UMS 4320新一代主動(dòng)變深聲吶等[10-11]，主動(dòng)工作頻率范圍為1～4 kHz，均具備主動(dòng)探測(cè)目標(biāo)和被動(dòng)魚雷報(bào)警的功能。

3）綜合利用艦殼聲吶和拖曳聲吶實(shí)現(xiàn)了魚雷探測(cè)的全方位覆蓋。對(duì)于潛艇而言，敵方魚雷可能會(huì)從各個(gè)方向進(jìn)行攻擊，魚雷報(bào)警系統(tǒng)必須具備全方位監(jiān)視報(bào)警能力，單純依賴主被動(dòng)拖曳聲吶克服了魚雷遠(yuǎn)程報(bào)警和定位的難題，但是在艦首方向存在搜索盲區(qū)，因此各國海軍均在加強(qiáng)艇首方向的魚雷探測(cè)和報(bào)警能力，比如法國的UMS4110聲吶、德國的ASO 90系列聲吶和美國的AN/SQS-56系列聲吶等[10-11]，將艏部艦殼聲吶和主被動(dòng)聯(lián)合拖曳聲吶組成套裝，實(shí)現(xiàn)了魚雷探測(cè)的全方位覆蓋，極大提升了反魚雷防御能力。

2.2 潛艇快速反應(yīng)和智能決策技術(shù)

潛艇在面臨敵方反潛魚雷來襲威脅時(shí)，特別是敵方空投魚雷可以借助投放平臺(tái)優(yōu)勢(shì)在潛艇近距離范圍內(nèi)對(duì)潛艇進(jìn)行快速攻擊，潛艇總反應(yīng)時(shí)間短，要想成功進(jìn)行對(duì)抗防御，在利用魚雷專用報(bào)警聲吶對(duì)來襲目標(biāo)進(jìn)行快速識(shí)別和準(zhǔn)確定位后，還需要潛艇魚雷防御系統(tǒng)具備快速反應(yīng)和正確決策的能力。

傳統(tǒng)的魚雷防御系統(tǒng)，主要是潛艇指揮員根據(jù)傳感器的探測(cè)信息、告警信息、指控輔助、潛艇自身性能和自身海上經(jīng)驗(yàn)選擇水聲對(duì)抗和機(jī)動(dòng)規(guī)避的時(shí)機(jī)和方案，但是在此過程中一方面人工決策時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)延誤最佳防御戰(zhàn)機(jī)；另一方面人工決策對(duì)抗方案的正確與否關(guān)系到攔截?cái)撤紧~雷的成功概率的大小。針對(duì)現(xiàn)有的利用人工方式進(jìn)行指揮決策已無法滿足實(shí)時(shí)性和快速性防御的要求。

因此，潛艇作戰(zhàn)平臺(tái)應(yīng)開發(fā)動(dòng)態(tài)、自適應(yīng)、智能的優(yōu)化決策系統(tǒng)，降低人工干預(yù)的頻率，能夠根據(jù)魚雷報(bào)警信息，結(jié)合自身現(xiàn)有軟、硬殺傷武器裝備，動(dòng)態(tài)自適應(yīng)快速解算每一個(gè)戰(zhàn)術(shù)單元，在保證火力通道可用的條件下，自主智能地完成對(duì)抗方案的優(yōu)化選擇、對(duì)抗武器通道的分配與發(fā)射參數(shù)的計(jì)算、水聲對(duì)抗裝備的控制發(fā)射和本艇自身規(guī)避機(jī)動(dòng)導(dǎo)航等一系列決策與控制任務(wù)。這樣的一體化設(shè)計(jì)便于資源共享，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，降低成本，提高系統(tǒng)整體的信息綜合能力和快速反應(yīng)能力。在一次對(duì)抗實(shí)施完成后，能夠快速對(duì)對(duì)抗方案進(jìn)行效能評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果反饋給決策系統(tǒng)，從而進(jìn)一步優(yōu)化決策，構(gòu)成從態(tài)勢(shì)感知、指控決策、對(duì)抗實(shí)施、效能反饋的閉合防御鏈，提升潛艇反魚雷的對(duì)抗能力和成功概率。

2.3 潛艇反魚雷對(duì)抗防御措施

目前，從魚雷防御的角度，潛艇反魚雷對(duì)抗的手段大致分為被動(dòng)防御對(duì)抗和主動(dòng)防御對(duì)抗兩大類，其中主動(dòng)防御對(duì)抗包括戰(zhàn)術(shù)防御對(duì)抗和反魚雷器材對(duì)抗，反魚雷器材對(duì)抗從對(duì)抗方式的原理又可細(xì)分為軟殺傷對(duì)抗和硬殺傷對(duì)抗2類。

2.3.1 被動(dòng)防御對(duì)抗技術(shù)

潛艇被動(dòng)防御是指不直接對(duì)抗魚雷，而是從潛艇自身出發(fā)提高其隱身性能和減振降噪 2個(gè)方面入手。理論上來講潛艇噪聲每降低 6 dB，受到攻擊的概率將減少一半。

潛艇提高隱身性能是通過在潛艇外殼涂吸聲材料吸收敵方聲吶的部分入射波并造成漫反射，影響聲吶識(shí)別潛艇的顯著特征，從而使聲吶探測(cè)和魚雷自導(dǎo)作用距離縮短，比如俄羅斯的臺(tái)風(fēng)級(jí)核潛艇敷設(shè)了150 mm厚的吸聲瓦后[12]，可使美國MK 48型魚雷的主動(dòng)聲吶的探測(cè)距離減小到30%左右。

潛艇減振降噪一方面是從抑制噪聲源的角度出發(fā)來改進(jìn)螺旋槳結(jié)構(gòu)或者使用低噪音推進(jìn)裝置，比如俄羅斯 949型核潛艇采用了七葉大側(cè)斜螺旋槳降噪[13]，但潛艇在高速航行時(shí)螺旋槳負(fù)荷加大會(huì)提前出現(xiàn)空化氣泡，大幅降低了其靜音性能。隨后輻射噪聲更低、推進(jìn)效率更高的泵噴推進(jìn)得以發(fā)展并被西方各國潛艇裝備，比如美國的“海狼”級(jí)核攻擊潛艇在水下30 m以20 kn航速航行產(chǎn)生的輻射噪聲接近于海洋環(huán)境噪聲[14]。另一方面從抑制噪聲傳播途徑角度在潛艇上貼片、敷設(shè)橡膠等措施來減少潛艇內(nèi)部噪聲向外輻射的強(qiáng)度，降低被敵方聲吶發(fā)現(xiàn)的概率，減少被敵魚雷命中的目的。

整體來講，潛艇的被動(dòng)防御對(duì)抗技術(shù)雖然在潛艇隱身降噪方面取得了很好的效果，降低了潛艇被魚雷攻擊的概率，但是潛艇無法做到完全隱身和完全靜音，以及敵方反潛新技術(shù)的大力發(fā)展和應(yīng)用，只采用被動(dòng)防御對(duì)于潛艇反魚雷是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

2.3.2 主動(dòng)防御對(duì)抗技術(shù)

2.3.2.1 戰(zhàn)術(shù)防御對(duì)抗

潛艇戰(zhàn)術(shù)防御對(duì)抗是指魚雷報(bào)警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)來襲魚雷之后，通過改變潛艇的航向、航速和航深的措施來規(guī)避直航魚雷的彈道和聲自導(dǎo)魚雷的探測(cè)，延長(zhǎng)采取其它對(duì)抗措施的時(shí)間，從而避免被敵魚雷擊中。潛艇規(guī)避機(jī)動(dòng)依靠推進(jìn)裝置和操縱裝置實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度較小，但是潛艇規(guī)避策略的制定較為困難[15]，需要綜合考慮敵我態(tài)勢(shì)、潛艇機(jī)動(dòng)性、作戰(zhàn)環(huán)境和戰(zhàn)術(shù)要求等各方面的因素。潛艇戰(zhàn)術(shù)防御對(duì)抗可以采取如下措施提高規(guī)避成功的概率。

1）充分利用所處海洋環(huán)境的優(yōu)勢(shì)。比如潛艇可以利用聲波經(jīng)過溫躍層時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈折射和能量損失，航行到海洋躍變層另一側(cè)來躲避敵方聲吶，或者利用聲波在海底會(huì)被強(qiáng)烈反射形成高噪聲背景，靠近海底航行來干擾敵方聲吶準(zhǔn)確識(shí)別潛艇。還有就是利用海洋中天然的聲影區(qū)來隱藏潛艇，從而達(dá)到對(duì)抗敵方聲吶探測(cè)的目的。

2）充分發(fā)揮潛艇自身的機(jī)動(dòng)性能。比如提高潛艇航速來擺脫來襲魚雷或者消耗魚雷的航程，合理改變潛艇航向來減少聲波反射面積，適當(dāng)改變航深來消耗敵方聲波能量躲避魚雷聲自導(dǎo)探測(cè)。

整體來講，隨著近年來新型反潛魚雷智能化程度和導(dǎo)引方式多樣化的發(fā)展，潛艇僅僅依靠簡(jiǎn)單的戰(zhàn)術(shù)規(guī)避機(jī)動(dòng)很難防御來襲魚雷的攻擊。

2.3.2.2 軟殺傷防御對(duì)抗

潛艇軟殺傷防御對(duì)抗是指利用噪聲或者信號(hào)發(fā)生器來對(duì)敵方魚雷進(jìn)行干擾和誘導(dǎo)，軟對(duì)抗器材主要包括氣幕彈、噪聲干擾器和聲誘餌3大類[16]。第1類氣幕彈是潛艇早期對(duì)抗魚雷的裝備，對(duì)抗原理是利用化學(xué)試劑與水反應(yīng)制造大量不溶于水的氣泡，氣泡諧振頻率接近聲自導(dǎo)魚雷工作頻段，會(huì)最大程度地對(duì)聲波進(jìn)行吸收和反射，既衰減了敵方聲吶聲波能量，又遮蔽了本艇的輻射噪聲，從而降低了來襲魚雷的探測(cè)能力；第2類噪聲干擾器是通過發(fā)射寬頻帶、大功率的噪聲來干擾自導(dǎo)魚雷或聲吶探測(cè)，使其致盲或瞬時(shí)丟失目標(biāo)；第3類聲誘餌是一種通過模擬潛艇輻射噪聲、目標(biāo)尺度特征和機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的欺騙性對(duì)抗裝備。

軟殺傷防御對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展相對(duì)而言比較成熟，其中自航式聲誘餌以良好的偽裝誘騙能力、靈活的機(jī)動(dòng)能力等優(yōu)勢(shì)被許多專家認(rèn)為是水聲對(duì)抗器材中最有效的對(duì)抗方式之一。但是傳統(tǒng)的以軟殺傷為主，非殺傷為輔的對(duì)抗手段難以滿足潛艇防御要求。目前，軟殺傷防御對(duì)抗技術(shù)主要存在以下幾個(gè)方面的問題。

1）無動(dòng)力軟殺傷對(duì)抗器材無法被快速遠(yuǎn)距離進(jìn)行投放。對(duì)于潛艇而言無法像水面艦船借助直升機(jī)或火箭等快速運(yùn)載手段施放水聲對(duì)抗器材，加之潛艇航速相對(duì)較低，當(dāng)來襲魚雷未被成功干擾和誘騙，穿過氣幕或者噪聲干擾器后距離潛艇距離不會(huì)太遠(yuǎn)，因此這2種暴露性大的水聲對(duì)抗器材對(duì)于被動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷來說會(huì)為其提供一個(gè)明確的潛艇位置，使?jié)撏幱诜烙牟焕置妗?/p>

2）魚雷智能化程度提高，降低了軟殺傷對(duì)抗的有效性和成功率。比如來襲魚雷可以根據(jù)氣幕散射聲波比真實(shí)目標(biāo)回波大的特點(diǎn)，使用先進(jìn)的信號(hào)處理手段識(shí)別假回波，加之氣幕或者噪聲干擾器大多無動(dòng)力，幾乎屬于靜止目標(biāo)，很容易被具有多普勒檢測(cè)能力的聲自導(dǎo)魚雷識(shí)破；對(duì)于聲誘餌來講可以逼真地模擬潛艇的噪聲特征，但是智能魚雷可以通過尺度識(shí)別的差別判斷真假目標(biāo)，直接穿過水聲對(duì)抗器材，進(jìn)而搜索真正目標(biāo)。

3）軟殺傷器材由于其工作原理導(dǎo)致無法全面覆蓋所有來襲魚雷。軟殺傷防御對(duì)抗技術(shù)都是基于聲學(xué)對(duì)抗原理，只能對(duì)抗主被動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷，無法對(duì)抗直航魚雷、線導(dǎo)魚雷和超空泡魚雷。

2.3.2.3 硬殺傷防御對(duì)抗

潛艇硬殺傷防御對(duì)抗是指使用反魚雷武器對(duì)來襲魚雷進(jìn)行攔截，將其摧毀喪失攻擊能力，或者在其附近爆炸產(chǎn)生沖擊波，使其內(nèi)部電子器件因強(qiáng)烈振動(dòng)而失效。潛艇硬殺傷反魚雷武器主要包括防魚雷網(wǎng)、引爆式聲誘餌和反魚雷魚雷[17-19]。第 1種防魚雷網(wǎng)是潛艇在來襲魚雷快要逼近時(shí)，從尾部魚雷發(fā)射管發(fā)射后定時(shí)張開網(wǎng)，通過引爆炸藥將闖入的魚雷摧毀，比如美國為了對(duì)付前蘇聯(lián)的65型尾流自導(dǎo)魚雷采用火箭助飛系統(tǒng)可快速布放防魚雷網(wǎng)到艦艇尾流區(qū)域，有效攔截面積最大可達(dá)幾十平方米。第2種引爆式聲誘餌是在軟對(duì)抗器材的基礎(chǔ)上增加了硬殺傷功能，首先誘騙魚雷到其毀傷范圍內(nèi)，通過聲引信引爆自身，使魚雷自導(dǎo)或控制系統(tǒng)失效，比如美國艾默森公司研制的ADC-MK2-1型懸浮式引爆聲誘餌，既可發(fā)射模擬潛艇噪聲的聲信號(hào)進(jìn)行誘騙，也可接收到來襲魚雷探測(cè)信號(hào)時(shí)發(fā)出回聲模擬信號(hào)誘導(dǎo)魚雷接近對(duì)其進(jìn)行擊毀。第3種反魚雷魚雷是空中反導(dǎo)概念在水下作戰(zhàn)空間的自然延伸，反魚雷魚雷從潛艇發(fā)射后依靠自導(dǎo)系統(tǒng)捕獲來襲魚雷并在兩雷最近時(shí)自爆，使敵方魚雷損毀或攻擊失效。比如法國-意大利聯(lián)合改裝研制的MU90-HK反魚雷魚雷，只進(jìn)行了初步的數(shù)學(xué)仿真和方案論證；德國研制的“海蜘蛛”反魚雷魚雷，目前處于原理樣機(jī)研制和試驗(yàn)階段[20]。

硬殺傷防御對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展相對(duì)而言起步較晚且大多數(shù)裝備仍處于論證和研制階段，其中反魚雷魚雷由于具備積極主動(dòng)搜索、對(duì)抗時(shí)間短、攔截概率高和可對(duì)抗魚雷種類多的優(yōu)點(diǎn)成為未來較為理想的硬對(duì)抗方式[21-22]，反魚雷魚雷目前需要攻克的關(guān)鍵技術(shù)主要有：

1）高速小目標(biāo)測(cè)距和定位技術(shù)。來襲魚雷體積小且運(yùn)動(dòng)速度快，反射面小導(dǎo)致精確探測(cè)難度較大，因此反魚雷魚雷的自導(dǎo)系統(tǒng)必須提高對(duì)高速運(yùn)動(dòng)小目標(biāo)的定位能力，從而快速接近來襲魚雷；同時(shí)，來襲魚雷被直接命中的概率相對(duì)較小，反魚雷魚雷的引信系統(tǒng)必須具備精確測(cè)距的能力，確保在其有效殺傷半徑內(nèi)自爆，從而摧毀來襲魚雷或使其攻擊失效。

2）反魚雷彈道有效攔截技術(shù)。由于來襲魚雷速度快，可用攻擊時(shí)間短，和反魚雷魚雷相向運(yùn)動(dòng)視線角變化大，常規(guī)魚雷彈道無法適用反魚雷彈道，因此反魚雷彈道要能夠針對(duì)來襲魚雷的類型制定相應(yīng)的導(dǎo)引策略，確保短時(shí)間內(nèi)以較高的攔截概率摧毀來襲魚雷。

3）高機(jī)動(dòng)性和快速響應(yīng)技術(shù)。反魚雷魚雷在攔截高速大機(jī)動(dòng)性魚雷時(shí)需要不斷改變航向，這就需要其操縱裝置最大可用過載滿足機(jī)動(dòng)靈活性的要求，同時(shí)需要控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠快速實(shí)時(shí)響應(yīng)，這樣才能達(dá)到有效跟蹤和攔截魚雷的目的。

3 潛艇反魚雷防御的未來發(fā)展方向與思考

根據(jù)上述潛艇反魚雷防御的發(fā)展現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，世界各國均把反魚雷軟硬對(duì)抗器材的發(fā)展作為研發(fā)重點(diǎn)，但是隨著敵方聲吶和聲自導(dǎo)魚雷的抗干擾能力的增強(qiáng)，未來潛艇僅僅依靠提升防御裝備的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足實(shí)際作戰(zhàn)的需求，將對(duì)抗裝備與實(shí)際作戰(zhàn)使用的戰(zhàn)術(shù)策略相結(jié)合變得尤其重，從而實(shí)現(xiàn)從提升防御裝備技術(shù)向提升防御對(duì)抗能力的轉(zhuǎn)變。關(guān)于潛艇反魚雷防御的未來發(fā)展方向與思考主要包括以下3個(gè)方面。

1）綜合軟硬殺傷對(duì)抗技術(shù)構(gòu)建多層次的潛艇防御體系。

潛艇無論是主動(dòng)防御對(duì)抗還是被動(dòng)防御對(duì)抗措施，每種反魚雷對(duì)抗手段均存在各自的優(yōu)勢(shì)和不足，面對(duì)新型智能魚雷反欺騙和反對(duì)抗能力的提高，傳統(tǒng)依靠單一的、單次的反魚雷對(duì)抗措施很難保證潛艇的安全[22]，因此可以根據(jù)來襲魚雷與本艇的距離進(jìn)行多層次的反魚雷對(duì)抗，第1層是遠(yuǎn)程防御階段，魚雷報(bào)警器在足夠遠(yuǎn)的距離探測(cè)到來襲魚雷并發(fā)出預(yù)警，同時(shí)潛艇根據(jù)實(shí)戰(zhàn)態(tài)勢(shì)采取合理的戰(zhàn)術(shù)規(guī)避機(jī)動(dòng)措施，為潛艇實(shí)施后續(xù)的軟硬對(duì)抗?fàn)幦「嗟臅r(shí)間；第2層是中層防御階段，即采取單一的規(guī)避機(jī)動(dòng)無法擺脫來襲魚雷時(shí)，快速施放各種軟殺傷對(duì)抗器材，在多個(gè)位置形成多源的干擾點(diǎn)或誘騙假目標(biāo)，同時(shí)本艇進(jìn)行機(jī)動(dòng)規(guī)避，有效消耗來襲魚雷的航程繼續(xù)為后續(xù)可能的魚雷防御爭(zhēng)取時(shí)間；第3層是近程防御階段，即來襲魚雷與潛艇距離已十分接近時(shí)，實(shí)施硬殺傷手段徹底摧毀魚雷，或者同時(shí)施放軟硬對(duì)抗器材提升攔截概率。這種多層次的反魚雷防御策略，一方面能充分發(fā)揮每種對(duì)抗技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效利用潛艇有限的反對(duì)抗裝備；另一方面則可以對(duì)抗敵方多枚來襲魚雷攻擊，使?jié)撏Х呆~雷防御體系更為全面和完善。

圖1 潛艇多層次反魚雷對(duì)抗防御體系Fig.1 Submarine multi-level anti-torpedo defense system

2）利用人工智能技術(shù)構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的潛艇智能反魚雷對(duì)抗體系。

潛艇在面對(duì)來襲魚雷的威脅時(shí)，如何有效整合聲吶探測(cè)的目標(biāo)信息、本艇自身的運(yùn)動(dòng)信息和所處海洋環(huán)境信息合理選擇對(duì)抗時(shí)機(jī)進(jìn)行最為有效的對(duì)抗措施，僅僅依靠潛艇指揮員人為地指控決策往往難以達(dá)到上述潛艇安全防御的要求。近年來隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和智能優(yōu)化等技術(shù)融入潛艇反魚雷對(duì)抗系統(tǒng)中構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的智能反魚雷對(duì)抗體系[23]，該智能對(duì)抗體系可以對(duì)來襲魚雷進(jìn)行智能態(tài)勢(shì)感知和智能指揮決策。其中智能態(tài)勢(shì)感知主要包括對(duì)敵方平臺(tái)、來襲魚雷當(dāng)前時(shí)刻方位信息和運(yùn)動(dòng)信息的態(tài)勢(shì)覺察，基于態(tài)勢(shì)大數(shù)據(jù)庫對(duì)來襲魚雷攻擊意圖的態(tài)勢(shì)理解，對(duì)來襲魚雷和敵方發(fā)射平臺(tái)下一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方位、進(jìn)入我方對(duì)抗防御圈時(shí)間的態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)，以及來襲魚雷和發(fā)射平臺(tái)發(fā)現(xiàn)本艇概率、對(duì)本艇威脅程度的態(tài)勢(shì)評(píng)估。而智能指揮決策根據(jù)智能態(tài)勢(shì)感知獲取的有用信息采用智能算法選取最優(yōu)的潛艇機(jī)動(dòng)規(guī)避策略和反魚雷對(duì)抗方案。該反魚雷防御體系整體以機(jī)器決策為主，人工決策為輔，保證反魚雷對(duì)抗決策的快速性、高效性和可靠性。

圖2 潛艇人機(jī)協(xié)同的智能反魚雷對(duì)抗框架Fig.2 Intelligent anti-torpedo countermeasure framework with submarine man-machine cooperation

3）聯(lián)合無人水下航行器（UUV）協(xié)同潛艇搭建網(wǎng)絡(luò)化反魚雷防御體系。

近年來隨著反潛技術(shù)和裝備的不斷發(fā)展，未來的水下作戰(zhàn)已不再是單一武器與武器、單一平臺(tái)與平臺(tái)之間的對(duì)抗，而是轉(zhuǎn)變?yōu)轶w系與體系之間的對(duì)抗[24]，因此潛艇防御體系為了適應(yīng)未來這種水下體系化作戰(zhàn)的趨勢(shì)，應(yīng)該聯(lián)合其它陸、海、空、天基的作戰(zhàn)平臺(tái)進(jìn)行一體化、網(wǎng)絡(luò)化的水下反魚雷對(duì)抗。而潛艇與 UUV組成異構(gòu)協(xié)同的對(duì)抗防御體系[25]，潛艇作為后方遙控指揮和遠(yuǎn)程打擊的核心，一方面利用UUV自主控制、機(jī)動(dòng)靈活和可在水下長(zhǎng)時(shí)間、大范圍工作的優(yōu)點(diǎn)將其作為潛艇的遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)或者與其它作戰(zhàn)平臺(tái)的水下通信中繼節(jié)點(diǎn)，對(duì)各平臺(tái)獲取的信息通過UUV傳輸?shù)綕撏е缚叵到y(tǒng)進(jìn)行融合，形成精確、實(shí)時(shí)和統(tǒng)一的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖像，全方位感知敵方作戰(zhàn)平臺(tái)或來襲魚雷，確保潛艇先敵發(fā)現(xiàn)并迅速有效地做出決策；另一個(gè)方面UUV可以與軟硬水聲對(duì)抗器材進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方平臺(tái)和來襲魚雷的遠(yuǎn)距離干擾和攔截，大大拓展了潛艇的防御半徑和能力。

圖3 潛艇和UUV協(xié)同網(wǎng)絡(luò)化對(duì)抗防御體系Fig.3 Networked countermeasure defense system with submarine and UUV cooperation

4 結(jié)束語

本文主要從潛艇反魚雷防御的角度出發(fā)，主要介紹和分析了包括潛艇面臨的魚雷威脅和反魚雷防御要求的戰(zhàn)術(shù)背景、潛艇魚雷報(bào)警聲吶、主動(dòng)和被動(dòng)對(duì)抗措施的發(fā)展現(xiàn)狀，以及對(duì)潛艇反魚雷防御體系的未來展望3個(gè)方面的內(nèi)容。隨著魚雷技術(shù)和反潛技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)潛艇反魚雷防御提出了更高的要求，從最開始僅僅依靠自身隱蔽性和機(jī)動(dòng)性能，發(fā)展到各種軟、硬殺傷反對(duì)抗技術(shù)的聯(lián)合使用，可以發(fā)現(xiàn)潛艇攻防技術(shù)的界限正在日益模糊且逐漸融為一體，正在突破潛艇自身的總體性能和武器系統(tǒng)，還會(huì)充分利用其它作戰(zhàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行綜合體系防御，形成以潛艇為網(wǎng)絡(luò)中心的多層次、多平臺(tái)、有人無人協(xié)同的智能化反魚雷對(duì)抗防御體系，對(duì)于提高潛艇與敵方潛艇、水面和空中力量對(duì)抗中的生存和獲勝概率具有十分重要的軍事意義。