水下的暗战(三)

2020-04-23 09:39涂林峰
兵器知识 2020年4期
关键词:水面舰艇声呐水声

涂林峰

前几篇介绍了几种反鱼雷作战的硬杀伤手段,下面再介绍一些其它的鱼雷防御方法。

防雷网

早在1877年,英国人就开始用防雷网来防御鱼雷攻击,并取得了一定成效。在对方鱼雷装上了防雷网切割器后,还出现了能对付切割器的重型防雷网。现代的新型防雷网可用于防御尾流自导鱼雷。前文曾介绍过了,尾流自导鱼雷是一种比较特殊的制导鱼雷,它不依赖于声自导系统,因此对大多数水声干扰和诱骗措施都是免疫的,抗干扰能力非常强。在软杀伤手段效果不佳的情况下,对抗尾流自导鱼雷最有效的方法就是直接对其实施拦截或摧毁,即采取硬杀伤手段。尾流自导鱼雷是靠跟踪水面舰艇航行时产生的尾流来实施尾追攻击的,因此其来袭方向与航向对于被攻击的目标舰艇来说比较固定,并且可以预测。现代新型防雷网在悬浮式渔网的四个角上装有一定量的炸药,当告警系统确定来袭鱼雷的方位时,目标舰艇便将防雷网抛射至尾部的水流中,来袭鱼雷一旦撞上防雷网便会触发引信,引爆炸药,从而摧毁来袭鱼雷。由于舰艇产生的尾流宽度有限,在紧急情况下,水面舰艇可以在航行的同时不断抛出拦截网,以阻止尾流自导鱼雷的跟踪与攻击。虽然这种方式看上去比较原始,但如果能合理使用的话,也可以获得较好的拦截效果。

早期舰艇上的英国水兵正在布设防雷网

二战期间,港口中有防雷网保护的美国“加利福尼亚”号战列舰

除了防雷网外,防御尾流自导鱼雷还可以在水面舰艇后面拖带防雷拖舱,拖舱内放置多顶拖网,其强度足以拦阻来袭鱼雷,还可以在拖网上加装炸药装置。与防雷网相比,拖舱由于采用了拖曳的方式与水面舰艇相连,水面舰艇可以通过操纵舵控制拖舱在水中的位置和深度,从而更有效的阻挡来袭鱼雷。而且拖舱可以伴随水面舰艇航行,不会受水面舰艇机动动作的影响,从而可以为水面舰艇提供长时间的防护,甚至还可以回收利用,是一种效费比较高的自卫防御方式。

以上几种反鱼雷拦阻/ 屏蔽措施要想产生效果,必须要提前预测来袭鱼雷的航道,这在对付尾流自导鱼雷或老式直航鱼雷这类来袭方向或航道较为固定的鱼雷时不算太大问题。但其它制导方式的鱼雷往往可以从水下的各个方向对水面舰艇构成威胁,并且航道也可能是复杂多变的,在这种情况下对来袭鱼雷的拦阻将会非常困难。因此这种物理式拦阻/ 屏障方式往往需要与水声诱饵等软杀伤手段配合使用。先通过水声诱饵将来袭鱼雷诱骗至一个固定的航道上,再在航道上采取相应的拦阻/ 屏障措施;或者,直接在拦阻器材上安装声诱饵装置,将来袭鱼雷诱骗至拦阻器材附近后再引爆炸药,摧毁鱼雷。

美军士兵准备投放AN/SLQ-25拖曳式鱼雷声诱饵

水面舰艇尾部的拖曳式鱼雷诱饵投放口(箭头所指处)

水声对抗

前文介绍的硬杀伤与拦截手段,虽然可以取得较好的防御效果,但它属于被动性的自卫防御手段。实际上,采取干扰、欺骗等软杀伤手段往往是致胜的关键所在。因为软杀伤手段不仅对来袭鱼雷有效,而且对来袭鱼雷背后的整个侦察、探测、定位、制导体制都可以产生对抗效果。从这一点来讲,软杀伤其实是一种更高明的作战手段。因此,要使作战舰艇能够在对抗中占据先机,就必须引入相应的软杀伤手段——水声对抗技术。

水声对抗是海洋水下空间中信息战和电子战的主要形式,已经成为电子战技术的一个分支,各国海军都非常重视。水声对抗是指在水下使用专用的水声对抗设备和器材,以及利用水声环境、隐身降噪等战术、技术手段,对敌方水声探测设备或水中兵器进行侦察、干扰,并削弱、破坏其有效功能,同时保障己方相关水声设备能够正常工作,以及确保舰艇水下安全。水声干扰是水声对抗的核心,是利用水声对抗设备发射、转发某种干扰、欺骗声波信号,或者对敌方的声探测信号进行反射、散射、吸收、削弱,或者破坏敌方声呐系统及声制导武器对己方目标的探测和跟踪能力。水声对抗与干扰的主要目标有两个,一个是对方舰艇装备的声呐探测设备,一个是来袭鱼雷的声自导系统。前者一般为远距离外的水声对抗,后者是中近距离内的自卫性质的对抗。需要指出的是,对敌方作战平台声呐探测系统的水声对抗也是鱼雷防御作战的一部分,比如线导鱼雷在巡航阶段就是通过发射平台的声呐系统进行目标指示的,因此对其声呐系统的对抗也就等同于对来袭线导鱼雷的对抗。据国外军事专家分析,在现代海战中,若潜艇不装备相关的水声对抗设备和器材,则被声自导鱼雷命中的概率可达80%以上,当配备了先进的水声对抗系统后,命中概率将大幅下降至20%~40%。水声对抗对于水面作战舰艇来说同样重要。水面舰艇在采取水声对抗措施后将使敌方潜艇的攻击难度大幅提高,攻击失败的概率也将大幅上升,敌方潜艇将不得不逼近到离目标舰艇更近的距离内才能保证鱼雷发射后不会丢失目标,严重时甚至可能会导致潜艇发射鱼雷的有效射程缩减一半以上。1982年的马島战争中,英国潜艇用鱼雷轻松地击沉了阿根廷海军“贝尔格拉诺将军”号万吨巡洋舰,而阿根廷护卫艇对英国军舰发射的鱼雷却全部像瞎了眼睛一样,在英国军舰的舰尾绕起了圈子,最终自毁身亡,主要原因就是因为英国军舰装备了拖曳式声诱饵装置。

现代鱼雷的智能化水平不断提高,如声自导鱼雷多采用复杂自导波形、逻辑判断、诱骗脉冲和尺度识别等反对抗手段,这对传统的水声对抗系统提出了更严峻的挑战,各国海军都需要进一步发展相应的水声对抗技术加以克制。

声诱饵诱骗鱼雷示意图

阿根廷海军“贝尔格拉诺将军”号巡洋舰

实施有效的水声对抗的一个前提条件是,舰艇平台首先应降低自身的噪声辐射水平,我们可以将其称为——“声隐身”技术。舰艇声隐身的目的是为了降低敌方水声探测设备(如舰载声呐和鱼雷声自导系统)对我方舰艇的发现概率和探测距离,从而克制对方的作战能力。同时,舰艇自噪声的降低也有利于提升我方水声探测设备的性能,从而使我方舰艇能够在水声对抗和反对抗作战中占据先机。如果我方舰艇的水下噪声降低10分贝,则敌方声呐探测和发现我方舰艇的距离可缩短32%;而如果声呐搭载平台的自噪声降低5 分贝,则声呐系统的探测距离可增加60%。可以想象一下,假设一艘舰艇的辐射噪声奇大无比,那么即使采取再多的水声干扰/ 诱骗措施也是白费心机。而当目标舰艇采取了相应的降噪措施后,则可以间接提高水声对抗器材的干扰效能,提高对抗成功的概率。可以这么说,水声对抗的成功与否,除了与水声对抗器材的技术水平有关外,与舰艇自身的声隐身水平是密不可分的。声隐身+水声对抗的组合才是作战效能最大化的选择,可以实现1+1>2的作战效能,从而以较小的代价获得最大的收益。声隐身技术和水声对抗技术可谓是一对完美搭档,缺一不可。

声隐身技术对于潜艇来说尤其重要,这不光是因为潜艇的战术使用对隐蔽性要求极高,还在于潜艇可以采取的水声对抗措施比较有限,而且潜艇自身的一些性能特点和所处环境的特殊性,导致了潜艇在水声对抗领域相比水面舰艇有很大的劣势。所以,潜艇就必须靠声隐身技术来弥补,以免在对抗中占据下风。现代先进潜艇普遍采用了大量的降噪措施,噪声被控制在一个很低的水平,而且从声隐身的角度来看,潜艇相比水面舰艇占据了绝对的优势。从上世纪60年代到目前为止,潜艇的辐射噪声降低了35分贝以上,致使各种声呐系统对潜艇的探测距离大幅缩减。不管是水面舰艇还是水下的潜艇,其噪声来源主要为机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声等。对不同类型的噪声源可以采取不同的降噪措施,比如对机械噪声可以采取消音、隔振等技术措施,对螺旋桨噪声可以采取喷水推进技术加以改进,对水动力噪声可采取优化设计舰艇线型的措施等。对于潜艇的降噪措施来说,则可以采取在艇体敷设消声瓦的方法,不但可以降低自身的噪声辐射水平,还可以降低声波反射的强度,从而同时降低被敌方主动声呐和被动声呐发现的概率,并减小敌方主动/ 被动声自导鱼雷的自导作用距离。

鱼雷击中靶舰的瞬间

艇体表面敷设消声瓦的俄罗斯“台风”级核潜艇

此外,水声对抗不只是攻防双方在技术领域的对抗,也是在战术领域的对抗。由于海洋水声环境的复杂性与特殊性,水下的对抗不一定就由技术先进的一方占优势,合理的战术决策也将占很大的成分,技术处于劣势的一方也可通过合理的战术加以弥补。通常情况下,舰艇的水声对抗,一个必须要采取的战术措施就是机动规避或机动配合,即舰艇在采取水声对抗措施的同时,还要采取高速机动动作加以辅助和配合。这是因为鱼雷攻击与导弹攻击存在的一个很大区别是,导弹由于飞行速度快,在丢失目标后一般很少能回过头发动第二次攻击,而鱼雷的水下航行速度则要慢得多,鱼雷丢失目标后还可以重新搜索目标,再发动第二次乃至第三次攻击,直到燃料耗尽、失去动力为止。因此,当来袭鱼雷被水声对抗器材暂时“缠住”时,目标舰艇有必要立即利用高速机动以脱离来袭鱼雷的搜索和攻击范围,否则来袭鱼雷一旦识别出真假目标后仍会对目标舰艇构成威胁。机动规避是提高舰艇水声对抗成功率的重要措施。而且水声对抗器材受限于自身的尺寸和重量,其有效干扰的作用时间通常都是有限的,在某些情况下甚至还会直接将鱼雷引诱过来,这无异于“引狼入室”。因此,当干扰时间结束后,如果目标舰艇仍然停留在来袭鱼雷的搜索范围内,则鱼雷仍会对舰艇发动攻击,而之前的水声对抗措施不但等于白用了,从某种程度上讲反而起到了反作用。

此外,由于水下阻力大,通常情况下鱼雷的水下航速最高也不过60~70节,相比空中飞行的导弹要慢得多,舰艇利用高速机动来躲避鱼雷的攻击,这种战术本身就可以取得一定的效果。水面舰艇在远离来袭鱼雷的方向高速机动时,由于鱼雷是处于尾追目标的状态,这可以压缩来袭鱼雷的有效射程,并且变相地降低了来袭鱼雷的机动能力,使鱼雷难以采取复杂的航道以躲避拦截和对抗。现代鱼雷的杀伤力虽然很可观,但由于射程有限,并且其最大航速相比水面舰艇而言优势并不明显(鱼雷在对付水下潜艇类目标时还是有一定速度优势的),因此水面舰艇在综合采取水声对抗+ 高速机动措施后,要摆脱鱼雷的攻击还是很有希望的。对于水下的潜艇来说,还可以充分利用海洋水文條件进行合理的机动规避,比如利用事前了解的水文资料将潜艇下潜到一定深度,利用不同深度海水的密度、盐度差异产生的声波折射层使敌方发射的声信号产生折射和散射,从而降低敌方水声系统的探测效果,来提高我方的水声对抗成功率。

水面舰艇反潜攻防对抗示意图

水面艦艇配备的拖曳式声呐

还有,要实施有效的水声对抗措施,必须事先对敌方的水声探测设备和声制导武器进行水声侦察,截获其水声信号并加以分析,否则水声对抗就无从谈起。水声侦察是根据敌方目标辐射的声信号来判断敌方声呐系统、声制导武器的相关技术参数,包括工作频率、发射功率、制导方式等等,判明敌方目标的类型、具体型号以及威胁程度,并为我方的水声对抗措施提供相应的技术依据。只有在查明对方水声设备的技术参数后,我方采取的水声对抗措施才能做到有的放矢,否则我方舰艇就算投放了水声对抗器材也注定是一种极其低效的对抗。因此,事前的水声侦察也是采取水声对抗措施前必不可少的一种战术/ 技术措施。

机动规避是增加舰艇水声对抗成功率的重要措施。图为正在高速机动的美国“伯克”级导弹驱逐舰

荷兰“海象”级潜艇艇首上配备的侦察声呐

声呐浮标

舰载反潜直升机正在吊放声呐

水声侦察主要由侦察声呐系统来完成。侦察声呐是一种专用的声呐设备,现代潜艇通常都会在探测目标用的主声呐系统外,还安装了多种专用声呐系统,比如通信声呐、避碰声呐、探雷声呐等等。侦察声呐与普通声呐的不同之处在于,它是一种被动声呐系统,其自身不发射声波,只被动接收对方水声设备(如声呐系统和声自导鱼雷)发射的声信号,即只收不发。它就像在水下的一只灵敏的耳朵,专用于监听和收集敌方声呐系统或声制导武器主动发射的声信号,并通过接收到的声信号对敌方声呐系统、声制导武器的工作参数进行分析,其作用类似于电子战系统中的电子侦察设备。侦察声呐的接收频率范围一般都比较大,覆盖了从鱼雷声自导系统到大型低频声呐系统在内的绝大部分水声设备的工作频率范围,并且尽可能做到360°全方位覆盖与接收,其在外形上通常都采取了细小的圆柱阵,在潜艇上多布置在艇艏的位置。侦察声呐属于专用的水声对抗设备,不过由于现代潜艇的主声呐系统(综合声呐系统)的工作频率范围较宽,覆盖区域较大,具备了很强的多功能性,所以也可以利用潜艇的艇艏声呐或舷侧阵声呐等其它声呐系统来完成侦察声呐的工作,因此现在很多潜艇已不再单独配备专用的侦察声呐系统了。而对于水面舰艇来说,除了舰艇自带的声呐系统外,还可以利用舰载反潜直升机的吊放声呐或声呐浮标来执行水声侦察任务,这也使得水面舰艇的水声侦察措施更加灵活、多样。水面舰艇更可以通过数据链网络接收来自外部其它作战平台提供的水声侦察信息,这是潜艇这种“水下独狼”式的作战平台所不具备的巨大战术优势。

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