反潛機技術的裝備與發展*

劉海波 馬建毅

(海軍裝備部駐西安地區軍事代表局 西安 710054)

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反潛機技術的裝備與發展*

劉海波 馬建毅

(海軍裝備部駐西安地區軍事代表局 西安 710054)

反潛機技術在現代戰爭中發揮著越來越重要的作用。文章介紹了反潛機技術的發展歷程以及裝備的研制、改進情況,指出了在現代戰爭中發展反潛機技術的優勢和重要性,重點探討了幾種反潛機技術的性能及其特點,最后論述了反潛機技術的發展動向與分析。

反潛機; 動向; 分析

Class Number TN97

1 引言

反潛機是用于海上巡邏和反潛的海軍飛機。有岸基反潛機和水上反潛機。主要用于對潛警戒,協同其他兵力構成反潛警戒線;在己方艦船航行的海區遂行反潛巡邏任務;引導其他反潛兵力或自行對敵方潛艇實施攻擊。機上可攜載反潛魚雷、深水炸彈、核深水炸彈、空艦導彈、火箭、炸彈等武器。本文就反潛機、裝備概況、發展動向、發展分析等,作進一步的研究和探討[1]。

2 反潛機

反潛機利用機上攜帶搜索和攻擊潛艇的設備,配合其它飛機,水面艦艇或者是陸上單位,進行持續的監視和搜索。

1) 反潛機投放以被動聲納為主的聲納浮標到水面,投放的數量和型態則會因搜集到的情報和可疑目標可能存在的地區而異。這些聲納浮標會將聽音器放到預先設定好的深度之后,接收水面下的聲音訊號,透過海面上的天線傳送回反潛機上。

2) 反潛機在釋放每一個聲納浮標之前會為它們設定編號,釋放之后也會紀錄下當時的座標,這些資料會輸入到機上的控制系統,當其中一個浮標傳回訊號的時候,反潛人員就能夠透過顯示幕了解是哪一個浮標傳送回來的資料。如果浮標是屬于可以被動定位的系統,聲音訊號的大致方位也可以一并顯示。根據聲納浮標搜集到的情報,反潛機可以釋放更多的浮標,縮小偵測的面積,并且進一步確認可疑目標的位置,移動速度和航向。

3) 反潛直升機可以滯懸停留在空中,利用這項特性,反潛直升機還可以利用沉浸聲納協助搜索和追蹤。直升機會在接近海面的高度,將沉浸聲納放入水面下監視可疑的訊號。由于沉浸聲納的靈敏度比聲納浮標要高,偵測的效果也比較好,但是無法在同一時間于多地點搜索訊號與定位,這是反潛直升機的一項特點。當可疑的訊號透過被動聲納標定與持續追蹤之后,反潛機可以根據當時的狀況和環境采取不同的行動:利用機上的反潛魚雷或者是深水炸彈攻擊水面下的目標、利用主動聲納(聲納浮標或者是沉浸聲納)取得更精確的位置,深度等資訊,同時告訴水面下的目標,他們已經被找到并且監視當中,或者是在不驚動目標的狀況下繼續追蹤。

3 裝備概況

反潛飛機包括岸基、艦載和水上飛機三類。岸基反潛機的基地在陸地,它的代表是美國洛克希德公司的P-3“奧利安”反潛機。艦載反潛機(S-3A)的主要任務是隨航空母艦執行機動反潛任務,包括對潛艇實行搜索、監視、定位和攻擊。水上反潛飛機能在水上起降,其他與岸基反潛飛機相同[2]。

3.1 P-3系列反潛機

P-3系列反潛機是全球最先進固定翼反潛偵察機,其反潛平臺由空中、水面和水下三大部分構成。P-3C是在P-3A反潛機基礎上改進的并由美國洛克希德·馬丁公司研發制造的。以最先進的P-3CUpdateIIIAIP為例,機上配備有全球定位系統、AN/APS-137B(V)5搜索雷達、AN/AVX-1光電感測系統、AN/AAS-36A紅外線偵測系統、過濾聲納信號的AN/UYS-1(V)先進信號處理系統以及CP-2044計算機。機上還可攜帶多達9噸的Mk46/50魚雷、深水炸彈、水雷、火箭、兩枚魚叉導彈、兩枚小牛飛彈和87個聲納浮標。

P-3C“奧利安”。目前美軍大型反潛機的主力為洛克希德·馬丁公司研制的P-3C“奧利安”陸基遠程反潛巡邏機。為完成反潛任務,P-3C安裝了大量先進的潛艇探測傳感器,諸如定位聲納浮標、磁異常探測器等。

P-3C機上電子設備的核心為通用任務數字計算機,該計算機控制所有戰術顯示裝置、顯示器,并自動控制武器發射系統,以及提供飛行狀態信息。該計算機還能將導航信息傳感器提供的信息傳送至輸出或儲存裝置。

P-3C的武器包括AGM-84“魚叉”反艦導彈、AGM-65“小牛”空地導彈、MK-46魚雷。P-3C還可以在彈艙內及外掛架上攜帶多達9噸的水雷。

P-3C的升級型號P-3CⅢ的用途大大擴展,既能獨自執行任務,也可用于支援如航母戰斗群、兩棲戰斗群之類的友軍。其任務范圍擴展到包括對岸攻擊、反艦、反潛、布雷、偵察和監視等。Ⅲ型可帶更多種類的武器,包括“魚叉”導彈、MK-50魚雷及MK-60水雷等。

目前,雷聲公司已對美軍P-3使用的AN/APS-137D(V)5型海事雷達系統進行優化升級,增強其精確定位能力。APS-137是用于反水面作戰和反潛作戰的多模合成孔徑雷達(SAR)和逆合成孔徑雷達(ISAR)系統。它利用逆合成孔徑雷達進行遠程水面搜索和目標跟蹤、精確定位、艦艇成像和區分;利用合成孔徑雷達進行陸地監視、目標獲取和地面映像。該雷達系統用于美軍現有陸基和艦載,并應用于未來P-8A多任務海上飛機。美海軍S-3“維京”裝備了APS-137,P-3C“獵戶座”海上巡邏機裝備了APS-137B(V)5型,先進P-3C“獵戶座“反水面作戰改進項目(ASUW/AIP)海上巡邏機裝備了APS-137D(V)5型。P-8多任務海上飛機也將裝備APS-137D(V)5型的改進型,該型減少重量,提高了平均無故障工作時間(MTBF),并有彩色顯示屏。在EP-3“白羊座“是P-3反潛機的電子戰改型。EP-3的主要任務為電子監聽。該機采用四臺阿里訊公司的T56-A-14渦槳發動機。機內設有24個固定座位,19個為機組所用。EP-3E的續航時間超過12小時,航程超過5400km。

該機的電子設備包括:聯合技術實驗室的ALQ-110信號收集系統、ALD-8無線電定向儀、ALR-52自動頻率測量接收機、ALR-60多路無線電通訊錄音裝置。EP-3E飛機和P-3飛機在外觀上有較大差異,前機身下有一個大型圓形雷達罩,機身上、下各有1個長方形黑色天線罩。機尾有低波段信號采集工作站,設置在雷達發射支援控制臺上。這個工作站的目標系統包括早期預警,高度識別和氣象雷達。機尾還設有高波段分析工作站,比鄰低波段信號采集工作站。

3.2 S-3北歐海盜(維京)

S-3是美國第一種裝有渦輪風扇發動機的艦載反潛機,其作戰任務主要是對潛艇進行持續的搜索、監視和攻擊,對己方重要的海軍兵力(如航空母艦、特遣艦隊)進行反潛保護,改型后可作加油機、反潛指揮控制機和電子對抗飛機。

該機擁有一對大展弦比懸臂式上單翼,在內翼下吊裝兩臺通用電氣公司的TF34-GE-2渦輪風扇發動機,位置比較靠近機身,便于單發作游弋飛行,節省油耗;外段機翼和垂直尾翼可折疊,以便于艦載。機內可帶燃油7192升,翼下掛架也可帶兩個1136升副油箱;機組成員共4人,分別是前艙的正副駕駛和后艙的戰術協調員、聲納員,武器倉和翼下掛架可掛帶常規炸彈、深水炸彈、空投水雷、魚雷及火箭巢等武器。

S-3A機上反潛數據處理、控制和顯示系統包括:尤尼凡克公司的1832A多用途數字計算機,聲學數據處理機,聲納浮標接收機,指令信號發生器和模擬磁帶記錄器。非聲學探測裝置包括:AN/APS-116高分辨率雷達,OR-89/AA前視紅外掃瞄器,AN/ASQ-81磁異探測器和校正設備,ALR-47被動電子對抗接收機和瞬時頻率測量系統。主要的導航設備有ASW-92(V)CAINS慣性導航儀,AN/APN-200多普勒地速系統(DGVS),AYN-5空速/高度計算設備(AACS),ASN-107姿態航向參考系統(AHRS),ARS-2聲納浮標參考系統,APN-201雷達高度表和高度預警系統,ARN-83低頻無線電羅盤和ARA-50超高頻無線羅盤導航設備,ARN-84(V)塔康和飛機飛行顯示和干擾系統(FDIS)。通信設備包括:一臺1千瓦ARC-153高頻收發機,用于遠程通信,兩臺ARC-156甚高頻收發機,AN/ARA-63接收/譯碼裝置,它與艦上儀表著陸系統聯用,數據終端設備(DFS),OK-173綜合機內通話器,APX-72敵我識別應答器/APX-76A電碼選編敵我識別詢問器和AN/ASW-25B自動著艦系統通信裝置。外掛搜索裝置為羅發耳(SSQ-41),R/O(SSQ-47),迪發耳(SSQ-53),卡斯(SSQ-50),迪卡斯(SSQ-62)和BT(SSQ-36)聲納浮標。

S-3B飛機上裝AYS-1聲音信號處理機,它是普魯坦斯公司的產品;采用改進了的桑德斯公司的AN/OL-320/AYS數據處理記憶組,它與國際商業機器公司的AN/UYS-1實行一體化;采用改進了的斯巴利·尤尼凡克公司的AYK-10A(V)大氣數據計算機,它與“魚叉”空-艦導彈及其它新的控制系統相連接;裝有經過改進的電子支援測量系統;還裝有赫茲爾坦公司的AN/ARP-78聲納浮標接收機系統,精密回聲公司的AN/AQH-7模擬磁帶記錄儀,丘比克公司的AN/ARS-2聲納浮標參考系統和得克薩斯儀表公司的AN/APS-137(V)I雷達。同時采用反向合成孔徑雷達技術和經過改進的古德伊爾公司的AN/ALE-39箔條彈/紅外曳光彈撒布系統;裝有國際商業機器公司的AN/ALR-76電子支援系統,供攜帶麥克唐納·道格拉斯公司“魚叉”遠距空艦導彈的設備,供將來使用先進導航和通訊系統(包括全球定位系統和聯合戰術信息分配系統)的設備。

S-3A的分隔式武器艙內備有BRU-14/A炸彈架,可裝4個MK36空投水雷,4枚MK46魚雷,4顆MK82炸彈,2顆MK57或4顆MK54深水炸彈,或者裝4顆MK53水雷。BRU-11/A炸彈架安裝在兩翼下外掛架上,可帶SUU-44/A照明彈發射器,MK52、MK55或MK56水雷,MK20集束炸彈,Aero1D副油箱,或兩個LAU-68A、LAU-61/A、LAU-69/A或LAU-10A/A型火箭巢。也可以把TER-7彈射式3彈掛架裝到BRU-11/A炸彈架上,能帶3個火箭巢,照明彈發射器,MK20集束炸彈,MK82炸彈,MK36空投水雷,或在兩翼下帶MK76-5或MK106-4訓練彈。

4 發展動向

1) 俄羅斯將一架完成大修的圖-142ME遠程反潛機交付印度海軍。俄羅斯海軍網站2011年12月2日報道:俄羅斯別里耶夫航空科學中心12月2日將一架完成大修的圖-142ME遠程反潛機交付印度海軍。這架飛機已完成全部必要的飛行測試。這架飛機將于12月5日啟程返回印度本土基地[3]。

圖-142ME飛機最大航程為12000km,最大航速為855km/h(當飛機重量為138t、飛行高度為7km時),巡航速度為735km/h,續航時間為9小時。最大作戰載荷(6枚為印度海軍設計的布拉莫斯巡航導彈)為9.6t,標準作戰載荷(8枚Kh-35空艦導彈)為4.4t。典型的搜索-攻擊版圖-142反潛機裝備有140個聲納浮漂。

此前據俄羅斯海軍網2010年12月報道,升級后的圖-142ME飛機能夠全天候全天時地提供海上巡邏和安保,能夠對水面和水下全速或低速航行或停留在海床上的最新靜音潛艇進行通訊、監視、搜索、跟蹤和作戰。在裝備導彈后,該飛機能夠攻擊水面艦艇、陸上和海岸目標。

2) 俄羅斯北海艦隊一架完成現代化改造的伊爾-38反潛機服役。俄新社2012年3月5日報道俄羅斯北海艦隊發言人于3月5日表示,一架完成現代化改造的伊留申伊爾-38N反潛機已進入俄羅斯北海艦隊服役,該機還將擔負電子情報(ELINT)職責[4]。

這架反潛機具有多種作戰能力,該型飛機能用于測繪北冰洋的磁場和重力場,進行海洋學研究和水下與空中偵察。該發言人沒有指明該飛機是否是交付北海艦隊的首架該型反潛機。

有消息人士指出,北海艦隊的大部分伊爾-38飛機都將按照新的標準進行現代化改造。伊爾-38N飛機裝有Novella傳感器系統,能夠探測半徑在320km內的目標,其雷達能對水下、水面和空中目標進行觀測。

Novella系統包括一臺由兩名操作員操作的計算機,還包括高分辨率熱成像系統、磁異常探測系統、光學探測系統(包括激光、電視和熱像頻道)、重力異常探測器和其他裝備。

3) 臺灣將于2015年6月前獲得美國12架反潛機。美國《防務新聞》網2013年3月27日報道:3月27日的一份報告稱,臺灣將于2015年中期前從美國接收12架P-3C獵戶座反潛機[5]。

P-3C具有先進的潛艇探測能力。2007年,華盛頓同意向臺灣出售改裝的P-3C及其配備的T-56渦輪螺旋槳發動機以及其他相關的設備和服務,以取代老化的S-2T反潛機,該項交易的估計價值為19.6億美元。報道稱此舉將使臺北反潛艦隊的監控范圍擴大十倍。

根據交付進度,原定于2012年交付12架中的前5架,2013年交付2架,2014年交付4架,最后1架于2015年交付。

4) 波音公司向印度交付第二架P8I反潛機。美國《軍事與航空航天電子學》2013年11月16日報道:波音公司已向印度交付第二架P-8I反潛巡邏機,將有效增加印度海軍遠程海上偵察和反潛能力[6]。

P-8I反潛機基于波音公司下一代737商用飛機開發,是印度海軍P-8A波塞冬反潛機的變體。P-8I反潛機具有開放系統體系結構,配備先進的傳感器和顯示技術。

波音公司將共為印度建造8架P-8I反潛機,首架反潛機于2013年5月交付,并完成了測試,包括瞄準目標發射一枚“魚叉”導彈,及空投一顆魚雷。

此次交付的飛機將在未來幾個月內進行飛行試驗。波音P-8I反潛機項目經理利蘭·懷特稱,目前印度海軍拉賈利海軍基地已擁有兩架P-8I反潛機,將與其他飛機產生更好的互操作性。

5) 美海軍P-8A反潛巡邏機獲準全速率生產。法國航宇防務網2014年1月27日報道:美國海軍海上巡邏與監視飛機項目辦公室(PMA-290)近日宣布,P-8A“海神”海上反潛巡邏機項目獲批進入全速率生產階段[7]。

全速率生產里程碑審查委員會于1月3日做出了批準決定,從而使該項目辦公室、原材料贊助商、采購行業與部門能夠以全速率向海軍供應P-8A飛機,以保證部隊快速形成穩定高效的反潛巡邏能力。這也標志著P-8A項目正式從低速率生產階段轉入全速率生產階段,海軍將能在未來數年內以較合算的價格采購這種飛機。

根據美國海軍航空系統司令部的計劃,該項目當前的目標是為海軍提供117架P-8A飛機,其中低速率初始生產(LRIP)階段的37架已有13架交付部隊,其余的也將在預定時間內交付。隨著海軍艦隊主要的反潛巡邏機由P-3C逐漸轉變為P-8A,海軍人員將逐步采用這種新飛機來進行訓練或執行作戰任務。

美海軍第16巡邏中隊已經于2013年12月裝備了低速率生產階段的P-8A巡邏機。在今后,VP-16與另一支裝備LRIP階段P-8A飛機的巡邏中隊還將會接收升級型的P-8A巡邏機,分別稱為增量-2型和增量-3型。其中“增量-2”型P-8A巡邏機項目預計將于2016年通過初始作戰能力(IOC)里程碑審查。

P-8A巡邏機當前采用了增量-1配置,包括以下能力:持續的武裝反潛作戰(ASW)、綜合傳感器套裝以及在態勢感知方面的顯著改善。增量-2型則包括:多靜態主動相干聲學系統、自動識別系統以及高空反潛作戰武器能力。

P-8A項目團隊在最近半年內取得了一系列進展:2013年夏季項目完成了初始作戰測試與評估,秋季達到了初始作戰能力,而冬季則開始了首次實戰部署。

6) 澳大利亞采購8架P-8A海神反潛巡邏機。美國海軍認知網2014年2月22日報道:澳大利亞政府日前宣布購買8架美國波音公司生產的P-8A海神反潛巡邏機以替代其服役近40年的P-3C獵戶座巡邏機隊。P-8A通用性極強,利用魚雷和魚叉導彈可完成反潛、反艦等任務,加上其強大的救援與監視能力將極大提升澳監視其250萬平方公里的管轄海域,面積約為世界海域的4%[8]。

此次飛機采購加上配套設施的建設預計將耗費澳大利亞約40億美元,而波音公司將從2017年起交付首架飛機,至2021年全部交付完畢,與此同時澳大利亞總理還批準了額外4架該型巡邏機的采購計劃接受國防白皮書審查。據澳媒體報道,這些先進的反潛巡邏機將部署在澳南部的愛丁堡空軍基地。

7) 印度擬在維克拉瑪蒂亞號航母上部署國產北極星直升機執行反潛任務。印度婆羅門防務新聞網2014年6月17日報道:印度極有可能在目前最大的水面艦船——俄制維克拉瑪蒂亞號航母上部署國產“北極星”直升機,該直升機將承擔航母的反潛任務[9]。

如果最終實現的話,這種輕型直升機(ALH)將是印度在這艘航母上的第一個國產系統,目前維克拉瑪蒂亞號航母上的艦載機都是進口的,如俄羅斯的米格—29K海軍戰斗機和以色列的卡莫夫-31空中預警直升機。

印度國防官員透露,目前“北極星”輕型直升機正在使用印度國防研究與發展部(DRDO)開發的一套系統進行反潛訓練。同時該直升機正在維克拉瑪蒂亞號航母上進行試驗,最終其在在航母上的部署還得取決于更進一步試驗。

在6月14日印度總理納倫德拉·莫迪參觀維克拉瑪蒂亞號航母時,該直升機負責將國防部高級官員和一批重點保護官員從海軍基地運送到遠離阿拉伯海岸的航母上。

該北極星雙擎直升機是由印度斯坦航空公司在歐洲公司提供發動機技術支持下研發的,載重5.5噸。北極星直升機同時也是印度海岸警衛隊在沿海地區執行搜索和營救任務的一部分裝備。印度空軍和陸軍在執行洪災救援行動和去年北阿坎德邦的山體滑坡時曾廣泛地運用了該直升機。目前北極星直升機在印度三軍中已得到了廣泛的部署,同時該直升機還在印度準軍事部隊中得到應用。

5 發展分析

反潛機技術的發展趨勢:發展多用途反潛機;發展機載雷達和電光瞄準系統;發展全天候遠程反潛機[10]。

1) 發展多用途反潛機。反潛機除了攜帶自導魚雷、深水炸彈和水雷外,還裝有反潛導彈、火箭彈,不僅可以打擊水下潛艇和水面艦艇,還可以自衛。

2) 發展機載雷達和電光瞄準系統。先進的雷達和光學設備全天候偵察小尺寸目標;機上配備全球定位系統、AN/APS-137B(V)5搜索雷達、AN/AVX-1光電感測系統、AN/AAS-36A紅外線偵測系統、過濾聲納信號的AN/UYS-1(V)先進信號處理系統、以及CP-2044計算機,可以更好完成反潛任務。

3) 發展全天候遠程反潛機。目前,反潛機的最大速度已達900km/h,最大航程9000km,續航時間13～22h,具有良好的低空性能,裝有反潛搜索雷達、紅外探測儀、激光探測儀、磁力探測儀、微光探測儀、水質分析器、氣體分析器和電子監聽器等設備,能對潛艇進行全天候搜索、跟蹤和攻擊。

6 結語

隨著多用途反潛機、機載雷達和電光瞄準系統、全天候遠程反潛機反機技術的不斷研制和開發,其反潛功能越來越齊全,其反潛性能越來越可靠,在未來現代化戰爭或局部戰爭中,適時運用反潛技術,就能夠有效地保護自己艦艇的安全[11]。

[1] 周賀,吳勇.某型潛用雷達偵察機對反潛機載雷達信號偵察方法初探[J].潛艇學術研究,2001,19(4):35-36.

[2] 孫明太.航空反潛戰術[M].北京:軍事科學出版社,2003:57-58.

[3] 俄羅斯將一架完成大修的圖-142ME遠程反潛機交付印度海軍[N].每日防務快訊,2011-12-12.

[4] 俄羅斯北海艦隊一架完成現代化改造的伊爾-38反潛機服役[N].每日防務快訊,2012-03-09.

[5] 臺灣將于2015年6月前獲得美國12架反潛機[N].每日防務快訊,2013-04-02.

[6] 波音公司向印度交付第二架P8I反潛機[N].每日防務快訊,2013-11-20.

[7] 美海軍P-8A反潛巡邏機獲準全速率生產[N].每日防務快訊,2014-01-30.

[8] 澳大利亞采購8架P-8A海神反潛巡邏[N].每日防務快訊,2014-02-16.

[9] 印度擬在維克拉瑪蒂亞號航母上部署國產北極星直升機執行反潛任務[N].每日防務快訊,2014-06-25.

[10] 王祖典.航空反潛非聲探設備[J].電光與控制,2006,13(4):6-8,12.

[11] 羅木生,侯學隆,王培源.反潛巡邏機雷達巡邏搜潛的面積等效模型[J].電光與控制,2013,20(6):20-23.

Equipment Technique and Development of the Antisubmarine Aircraft Technique

LIU Haibo MA Jianyi

(Military Agent’s Bureau of Naval Armament Department in Xi’an,Xi’an 710054)

Antisubmarine aircraft technique plays more and more important roles in the war today.The process of development of the antisubmarine aircraft technique patrol aircraft abroad and equipment in some countries in the world and its modification are described.The technique performance and properties of several Antisubmarine aircraft technique seekers are analyzed,and development trend and analysis of Antisubmarine aircraft technique are discussed.

antisubmarine aircraft,trend,analysis

2014年8月5日,

2014年9月27日

劉海波,男,碩士,工程師,研究方向:航空操縱、環控專業。

TN97

10.3969/j.issn1672-9730.2015.02.005