注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

u.s.navy的网易博客

莫斯科不相信眼泪

 
 
 

日志

 
 
 
 

轻型鱼雷——应用及其局限性  

2005-03-16 13:07:46|  分类: 装备科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |






摘要

常规动力潜艇(SSK)正在快速赶上世纪的发展。最新的技术正为舰艇提供空前的隐蔽性、持续时间、指挥控制通信和情报能力。推进动力的改进范围从延长电池寿命到不依赖空气的推进系统(AIP),这使潜艇在水下潜伏的持续时间提高了5倍多,这样潜艇就不必浮到管航状态对电池再次充电,能长时间不被探测到,从而减少了传统的缺点。静音和涂覆技术使潜艇具有了声隐身性,高强度钢材的应用也提高了生存能力。随着自动化技术允许把火力控制、声呐和武器系统的功能合成一体,新的计算机化的作战系统极大地提高了柴油机动力潜艇的能力。


关键词 轻型鱼雷、反潜战、沿海水域、潜射导弹系统。



  常规动力潜艇(SSK)的效力在浅水、沿海地区,尤其是在战略水路的咽喉地点最大。在这些地方,柴油动力潜艇有可能利用受限的水域发挥其巨大的战术优势。所有上述特征再加上一次性反鱼雷措施的激增,使得潜艇有极强的生命力来对付其主要威胁:轻型鱼雷。

  潜载武器种类众多,范围从反潜和反水面舰船的双用途重型自导鱼雷(HWT)和远程尾流自导反舰鱼雷到不仅对水面舰船而且对执行反潜任务的多用途飞机(MPA)和旋转翼飞机也造成威胁的潜射导弹系统(SLAMS)。

1 反潜鱼雷

  敌方潜艇逃避侦察和避免被反潜武力杀伤的能力的增加,正在获得越来越多的关注。而且,日益增加的常规动力潜艇正在将作战重点转向沿海和海岸地区(绿色和褐色水域)的海战,这就引起关键要求方面出现明显的变化。这种变 化,用现今反潜武器的观点来看,要求柴/电潜艇交战优化而不是核动力潜艇。潜艇不仅对地区稳定而且对那些寻求干预领域外争端的军队也造成威胁。

  当前西方正在服役的大多数轻型鱼雷已经设计为对常规柴油/电动力潜艇和核动力潜艇都能进行捕获、处理和攻击。鱼雷设计者们已经在武器设计中考虑了有限的浅水性能。由于目标不可能在很浅的深度航行,他们几乎没有理由关心水面反射,他们能使用相当宽远距离声(传播)模式。

  在沿海非常浅(小于50m深)且声学上恶劣的水域航行安静型常规潜艇造成的威胁,促进了几个鱼雷开发项目,它们常常沿着与原来采用的解决方案完全相反的方向发展。

2 鱼雷的浅水价值

  鱼雷不得不面对的第一个挑战就是它在非常浅的水域的适用性(行驶能力)。

  具有完全沿海水域性能的第一种鱼雷—— 速度可超过3马赫,有利于在短时间内实施拦截。最大射程在5km左右,飞行中的弹丸数量可不受限制。该系统反应时间将小于导弹系统的反应时间,每次打击的费用和整个寿命周期的费用略微小于内层导弹系统的费用。

  2000年开始了新弹药的可行性研究。若干原型炮弹已完成弹道性能测试。引信寻的器的开发也已完成。风洞试验数据已用于改进DART炮弹自身的空气动力学结构。制导系统预期在2005年鉴定,而DART弹药计划将于2006年投入使用。g

  意大利的A244/s,早在15年前就投放市场。然而1992年以后,例如美国海军才集中精力在浅水环境下测试它的鱼雷存量。结果,MK46 mod.2 和 MK46 mod.5被认为在极浅水环境里不可部署且声学无效。MK46 mod.5A 改进型是迈向至少允许MK46在浅水可部署的第一步,但是由于对低速运动和静止目标的低劣声学性能依然存在,系统的效力遭受严重的威胁。MK46经过一系列改良(最初是服役寿命延长计划的一部分,通过增加海底可规避能力使之具有有限的浅水性能)后推出MK46A (SW)型,提高了浅水运行能力,但是仍然保留了原来(有噪声的)推进系统和导引头 。1996财政年度美国海军过早地停止了MK50的生产。由于再次考虑蓝色水域使命任务,MK46A型升级改进必需很快赋予武器可靠的浅水性能。

3 鱼雷的声学环境价值

  要解决的第二个挑战就是低速运动和几乎零多普勒的柴油机动力潜艇,它们经常平静地在沿海水域相对嘈杂的背景下徘徊,在这些水域可能出现繁忙的非战斗运输船只。潜艇可以选择潜在水底 (可能靠近陡峭突起的地方)在那里等着敌人离开。从海底特征或岩石中把潜于海底的潜艇辨别出来,对任何自动化系统来说都是一件极其困难的事情。

  如MU90那样的先进的轻型鱼雷采取了几项措施来最大化它的探测、分类和寻找潜艇的能力并把由于环境引起的影响减到最小。首先,鱼雷垂直波束带宽必须尽可能窄,以将水面和水底背景散射强度减到最小。

  发射波束垂直转向角适合将入射余角最小化,由此减少了二次环境回波。

  采用同时多频率发射,以使目标回波波动和混响波动减到最小。窄带(或多普勒)发射的采用可以更好地从由边界引起的回波中鉴别出运动目标,但是海浪的影响仍然可能产生虚假的水面目标。

  多窄带发射结合高旁瓣衰减和具有近实时FFT变换及非常窄频带的完善的信号的处理,是在极浅水域的一种很好的措施。但另一方面,由于在沿岸水域潜艇缓慢移动或静止使探测打了折扣,多普勒鱼雷导引头能力受到了作战水域的严重影响。

  即使在这样的声学特征下采取预防措施把环境的二次影响减到最小,宽带非多普勒鱼雷发射仍然成了鱼雷导引头在沿海地区成功的唯一工具。多频率同时发射的采用也获得益处。由于它固有的高距离分辨力和目标结构分析力,精心使用相干宽频带模式是大有帮助的。然而鱼雷导引头的声学能力不能克服所有的环境困难。在采取任何自动导向目标决策之前,为证实作战区域声学知识,使用特定的鱼雷搜索和分类逻辑是必须的。多目标跟踪和描绘能力使鱼雷寻的头对其探测的目标有或多或少的置信度(打分过程)。通过先进的基于与声学准确测量方法有关的特定搜索和目标分类模式的循序判决,必须选出要寻找的优先目标。
  由于很浅的海底深度和可能存在的海底峭壁,鱼雷在沿海水域的使用也受到了某些鱼雷弹道约束的影响。MU90/IMPACT 鱼雷已经具有了海底跟踪能力,也具有了接受预设定目标搜索和运行的地理限定区域的能力。


  由于很强的续航力,MU90鱼雷搜索模式直到它已经探测了预设定搜索区域、从不同视角(获知潜艇的目标强度是方向角的函数)扫描环境以及结合目标打分对接收到的回波进行声学映射时,才能被可能的发现有意中断。从不同方向观察可能目标的可能性,又结合视界角的测量,极有利于估计同样细长的物体的物理尺寸,另一方面丢弃空间上相干的虚警。

4 反潜战平台发展趋势

  潜艇能力的发展、变化的作战区域和提高了的潜载武器范围绝对需要增强杀伤储备能力。反潜任务的成功,包括飞机安全,决定性地归结于所装载轻型鱼雷的性能。
  保护多用途飞机(MPA)应对潜艇使用潜射对空导弹,是件正在越来越受到关注的事情。越远越安全的趋势加重了多用途飞机(MPA)的任务。如果轻型鱼雷杀伤储备力提高到足以适合在离威胁足够高足够远距离部署的话,空中平台就能获得合理的安全。


  绝大多数现有多用途飞机(MPA)能够提供较高和较安全的鱼雷展开高度,但是现有悬挂式武器的飞行状态范围性能是最大的限制。由于这样的限制,轻型鱼雷仅能从几百米的高度投放,结果,潜艇可能及时得到空中到水面的噪声报警并作出反应。潜艇过早得到报警使发射的反潜战武器效力打折扣,因为潜艇能迅速地采取对抗措施和对抗预防,而且可能使空中平台成为潜艇的对空反击目标。
  在第三代反潜战武器中,像MU90/IMPACT ALWT,为了使其携体能对付潜艇发射的反空导弹威胁,已经把扩展且独特的性能综合到鱼雷设计中。在垂直面内鱼雷的投放高度达到900m,极大地增强了空中平台距离海洋面的安全距离。


  在水平面内,为了将鱼雷在离被跟踪目标很远的地方投放,要求鱼雷具有远距离续航力。比如,MU90鱼雷具备超过15000 m投放距离,同时仍对要攻击目标具有高的杀伤概率。

  高高度远距离投放能力,赋予空中平台现实的抵御潜射导弹系统(SLAMS)的安全性。强调保护空中平台避免潜射导弹系统的威胁,是因为进一步扩大鱼雷投放距离的设备是轻型鱼雷界要研究的课题。

  操作先进的灵巧武器的使用也给空中平台带来了另外的好处。当各种多使命任务必须在同一架次中完成时,它悬挂的所有项目的全部重量一直是个问题。结果,飞机也许需要搭载各种各样的设备和武器以满足任务的要求。

  执行反潜战的一般惯例是在多用途飞机(MPA)上至少装载4枚轻型鱼雷。需要悬挂的轻型鱼雷的数量不仅由在执行任务中将会遭遇到的可能对付的目标数目决定,而且也要考虑鱼雷本身的可靠性和成功的可能性。

  像MU90那样的先进的高可靠性、高性能轻型鱼雷的使用,可极大地减少在一次任务中要携带的杀伤储备的数量,这样就给别的设备让出了空间,或者如果别的设备不必要,那么可有效地增加飞机执行任务的持续时间。
  在现代轻型鱼雷的使用中,提高鱼雷机载系统的性能,也起到至关重要的作用。新的计算机化和自动化的鱼雷机载系统最大地提高了多用途飞机(MPA)能力。投放前战术协调官(TACCO)预测的鱼雷成功概率的可用性,是反潜战中的主要改进之一。


  根据传感器接收到交战目标的数据和空中平台数据记录,现代机载系统计算出与给定目标交战的鱼雷成功概率,并显示预期的目标杀伤结果。如果得到的杀伤概率足够高,值得鱼雷发射那么战术协调官(TACCO)可以决定是否继续释放鱼雷。因此,当配置杀伤储备时,因成功概率如此之高,所以增加的杀伤储备可认为只是备份。象MU90鱼雷的鱼雷控制装置(TCU)那样的综合鱼雷机载系统,除了在鱼雷发射前估计鱼雷成功概率外,还提供了飞机自动飞到优化的投雷点、自动发射鱼雷的能力。
  水面舰船分层反潜防御的概念对大多数现代海军来说是一般惯例。在现有的全球反潜鱼雷的记录里,一般是在4~5km范围建立舰船内层防御。超出此范围,火箭助飞鱼雷(当水面舰船拥有时)发射是合理的选择。内层范围由鱼雷续航力决定,目的是给武器足够的接近目标后的续航力执行在内层范围外鱼雷的使命。


  第三代轻型鱼雷具有远距离发射能力,由此重新估价了内层边界。MU90有超过25000 m的续航力,支持展开距离超过15000 m,结果扩大了内防御层三倍,给发射平台较高安全性,防潜艇发射重型鱼雷,发射平台包括不能装载火箭助飞武器的小型舰船。

5 结论

  对军队计划者来说,在平台、装备和武器等资源选择的后面隐伏着危机。从结构、定制任务和武器组合作出挑选和选择来发展一种多用途、多任务平台是非常诱人的。如果一个国家丧失了这种想象力而停止开发是很危险的。

  反潜战能力是一种不可能很便宜的资产。现代沿海浅水战区对渗透潜艇来说是一个高度不透明的操作环境,因此要求防御者给予更大的重视。事实上,沿海水域复杂的声学环境对现存及将来的轻型鱼雷的可投放性才是自然的决定因素。

附录:

SSTD: MU90 硬武器

作战要求

  水面舰船抵御鱼雷威胁是件人们越来越关心的事情:来自水上导弹的威胁,由诱饵(软武器)、反导导弹(硬武器)和分层防御系统防御,而来自不可见鱼雷的攻击则很难对付。

  首先,鱼雷类型各种各样(直航重型鱼雷、尾流自导引重型鱼雷、声学自导重型鱼雷和线导声学/尾流自导重型鱼雷),单个设备不能对所有鱼雷都进行抵御。对舰船的攻击可能来自多枚鱼雷,而且所有鱼雷通常由发射平台控制,有很多传感器支持,能跟踪舰船并修改它们引导的自己武器的运行轨迹。

  经过对这个问题(包括NATO PG37)几年的研究,现在一个综合的SSTD系统已出现:它主要由鱼雷报警系统、决策系统以及软武器和硬武器系统组成,尽管要求SSTD的每个组件都很苛刻,需要覆盖所有可能的威胁谱。

  欺骗技术基于投掷一次性声学效应器而不是拖曳设备,在水面舰艇鱼雷防御发展上是重大的一步。然而,直航重型鱼雷、尾流自导重型鱼雷和一些高级声学自导鱼雷可能对软武器防御不敏感,这也是显然的。

硬武器的限制
  对硬武器系统的需要是对付不能被软武器系统欺骗的重型鱼雷,以及和软武器联合使用且避免任何相互冲突。还有硬武器必须作为分层防御系统,有很高的效力(鱼雷杀伤概率)应对任何威胁,而应对特殊重型鱼雷不会无效,能在将来发展成对付预期的重型鱼雷威胁。


MU90的综述

  MU90硬武器被推荐作为任何SSTDS的硬武器,像法国-意大利的SLAT或者类似武器。MU90硬武器严格地从MU90/IMPACT LWT发展而来,方法为用一50kg的部分定向弹头替换它的定向能装药弹头,目的是增强前半球里的爆炸效果。起爆装置引入一个基于已滤波跟踪数据(距离和距变率)的外部激活信号。一个专用战术硬武器软件包是常驻于MU90鱼雷的C和G部分。在检查鱼雷配置后该软件包由舰载鱼雷系统自动激活。

MU90 的特征

  MU90硬杀伤利用了MU90 反潜战鱼雷的能力:初始方向高精度(<1° )、高速的长续航力、快速反应和激活时间特征、声源级超过220dB和超过25dB的旁瓣衰减、在大于50节的高速度和在两个平面内的高度机动性—旋回角速率大于100°/sec。

  它具有了保护发射平台(最小距离60~100m)、友军舰船识别的安全措施,并可以多枚MU90硬武器发射(齐射方式)。

MU90的效能
  MU90的效能通过使用先进的仿真模型已经进行了广泛地分析,该模型适合描述作战威胁,包括环境、舰船(有SSTD)、潜艇、重型鱼雷威胁、报警系统、软杀伤和硬杀伤系统。仿真包括同时多条重型鱼雷的情况。两年多的时间内已运行超过一百万次。鱼雷杀伤概率取决于重型鱼雷的类型,但已经证明了针对软武器无效的鱼雷类型,鱼雷杀伤概率是较高的。针对尾流自导和直航重型鱼雷的杀伤概率平均达到77 % 和 88 %。

  





  评论这张
 
阅读(705)| 评论(9)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017