潛艇可攻區(qū)域分析及對策研究*

趙 銳 汪志強(qiáng) 王 海

(海軍陸戰(zhàn)學(xué)院 廣州 510430)

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潛艇可攻區(qū)域分析及對策研究*

趙 銳 汪志強(qiáng) 王 海

(海軍陸戰(zhàn)學(xué)院 廣州 510430)

現(xiàn)代條件下,先進(jìn)的水聲探測設(shè)備使?jié)撏Оl(fā)現(xiàn)艦艇的距離更遠(yuǎn),使?jié)撏г谂炌淦鞴舴秶忸A(yù)先占領(lǐng)陣位,并憑借先進(jìn)的艇載武器在較遠(yuǎn)距離上對目標(biāo)進(jìn)行攻擊。論文通過細(xì)致詳實(shí)的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算,科學(xué)計(jì)算出潛艇可攻區(qū)域,從而得出編隊(duì)防潛作戰(zhàn)中警戒兵力配置原理。

編隊(duì); 潛艇可攻區(qū); 防潛; 警戒兵力; 配置

Class Number TJ63

1 引言

自潛艇出現(xiàn)以來,對潛防御一直都是世界性的難題,也是編隊(duì)在作戰(zhàn)中最薄弱的環(huán)節(jié)。近年來,潛艇武器技術(shù)裝備獲得飛躍發(fā)展,不僅潛艇自身的水下航速大大提高,自噪聲逐漸降低,下潛深度不斷增大,而且其搭載的武器裝備也有了較大的更新?lián)Q代,這主要表現(xiàn)在艇載聲納探測距離更遠(yuǎn)、精度更高、目標(biāo)識別能力更強(qiáng),并且其裝載的武器具有高速和智能的特點(diǎn)[1]。這些都使得編隊(duì)的兵力反應(yīng)時(shí)間進(jìn)一步縮短。而AIP技術(shù)在常規(guī)潛艇上的運(yùn)用以及通信能力的改進(jìn),使得常規(guī)潛艇在水下的潛伏時(shí)間更長,進(jìn)一步加大了對編隊(duì)的威脅[2]。由于編隊(duì)航渡航速較高,老式常規(guī)潛艇速度低,很難占領(lǐng)有利的攻擊陣位,并且一經(jīng)發(fā)現(xiàn),難以逃脫。因此可確定編隊(duì)對潛防御作戰(zhàn)的對象主要是核動力攻擊型潛艇及具有現(xiàn)代技術(shù)水平的先進(jìn)常規(guī)動力潛艇[3]。

2 潛艇可攻區(qū)分析

2.1 潛艇極限射距圓

圖1 潛艇對目標(biāo)的極限射距圓

魚雷從發(fā)射出管到命中目標(biāo)所經(jīng)過的航程恰好為魚雷的最大有效射程時(shí),潛艇所必須進(jìn)入的海區(qū)范圍的最遠(yuǎn)邊界連線可近似為一個(gè)圓,稱為潛射魚雷極限射距圓[4]。潛射導(dǎo)彈射程較遠(yuǎn),大大超出其探測距離,因此可將潛艇對水面艦艇最大發(fā)現(xiàn)距離視為潛射導(dǎo)彈的最大有效射程,則潛艇所必須進(jìn)入的海區(qū)范圍的最遠(yuǎn)邊界連線可近似為一個(gè)圓,稱為潛射導(dǎo)彈極限射距圓。潛艇只有進(jìn)入這個(gè)所發(fā)射武器圓形區(qū)域才能對目標(biāo)實(shí)施攻擊,如圖1所示。

2.2 潛艇對目標(biāo)的可攻區(qū)

潛艇便用武器攻擊敵方艦船,受武器射程、武器速度、武器航行誤差、目標(biāo)信息誤差等因素的影響,為使武器達(dá)到預(yù)期的打擊效果,潛艇必須占領(lǐng)一定的射擊陣位之后,才能發(fā)射武器。這個(gè)陣位的連線即為潛艇對目標(biāo)的極限射距圓,潛艇只有進(jìn)入對目標(biāo)的極限射距圓區(qū)域內(nèi)才能實(shí)施攻擊[6]。但由于所處態(tài)勢情況的不同,潛艇并不是在任何情況下都能占位攻擊。事實(shí)上,在潛射武器航速、敵我航速、可攻擊距離等因素確定的情況下,存在一個(gè)確定的潛艇可攻區(qū)域,如圖2所示。

圖2 潛艇對目標(biāo)的可攻區(qū)

假設(shè)潛艇在目標(biāo)某舷側(cè),潛艇要攻擊的目標(biāo)位于點(diǎn)M0,航向Y,O點(diǎn)為極限射距圓的圓心。實(shí)際上,潛艇往往是通過接敵機(jī)動,最終占領(lǐng)攻擊陣位的。因此,考慮到潛艇的接敵占位機(jī)動過程,潛艇可攻區(qū)域是一個(gè)擴(kuò)展的扇面區(qū)域。當(dāng)目標(biāo)從M0航行到射距圓區(qū)域時(shí),潛艇航行方位角為θ,Vq為潛艇速度,Vb為目標(biāo)速度,β為可攻角,φ為可攻扇面角,得出公式:

(當(dāng)潛艇航向角大于90°或潛艇航速大于目標(biāo)航速)

(1)

(當(dāng)潛艇航向角在0°～90°之間)

(2)

滿足式(2)條件時(shí)建立模型,如圖3所示。

圖3 依據(jù)式(2)運(yùn)算圖

依圖3分析,潛艇占領(lǐng)攻擊陣位的可能性,主要取決于潛艇的接敵速度Vq、續(xù)航力和目標(biāo)對潛艇的抗擊程度。若潛艇的接敵速度高于目標(biāo)主航速Vb,并且水下續(xù)航力能滿足潛艇占位機(jī)動的需要,潛艇對發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)均能進(jìn)行占位攻擊。若可攻扇角達(dá)到90°時(shí),潛艇能夠全角度追擊編隊(duì),即編隊(duì)速度小于潛艇速度時(shí)潛艇可以全方位占領(lǐng)陣位攻擊編隊(duì)。因此,編隊(duì)速度要大于潛艇最大低噪音速度。由于目前已知潛艇最大低噪音航速為15節(jié),為保證警戒艦的持續(xù)護(hù)航力和拖曳線列陣聲納使用速度,因此編隊(duì)航速應(yīng)選擇16節(jié)[7]。

由此,依據(jù)式(1)建立模型,運(yùn)算結(jié)果如圖4所示。

由以上分析可知,當(dāng)潛射武器射程越遠(yuǎn),射擊區(qū)的范圍越廣闊,潛艇可攻區(qū)的范圍就越廣闊;潛艇速度越高,可攻區(qū)開角越大,其區(qū)域也就越廣闊。

若潛艇的接敵速度小于目標(biāo)航速,則潛艇對其所發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)能否占位攻擊,取決于潛艇發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)其處于目標(biāo)舷角Xd的大小。

當(dāng)Vqφ,潛艇將失去攻擊機(jī)會[4]。

通過上述分析可知,潛艇可攻區(qū)可等效為針對目標(biāo)的攻擊極限角φ的外邊延長線與潛艇發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離d0所圍成的扇形區(qū)域。可用兩組元表示:

M=(2φ,d0)

(3)

該區(qū)域的大小隨潛艇與編隊(duì)速度比的增大而增大,且隨潛艇發(fā)現(xiàn)目標(biāo)距離的增大而增大。

3 針對性策略研究

3.1 聲納探測距離

為計(jì)算方便,現(xiàn)假設(shè)我方編隊(duì)主航速16節(jié),設(shè)定取對15節(jié)最大低噪音航速潛艇和常規(guī)潛艇超過了臨界航速的發(fā)現(xiàn)距離為40km。敵方常規(guī)潛艇采用臨界航速以下的低噪音航速時(shí),其輻射噪聲級較低,此時(shí)我方拖曳線列陣聲納對目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)距離會有所下降。為滿足隱蔽性和快速性的需求,當(dāng)敵常規(guī)潛艇以最大低噪音航速(即臨界航速的0.8倍)接敵,考慮到我方可能作戰(zhàn)對手潛艇性能的先進(jìn)性,對其發(fā)現(xiàn)距離應(yīng)保守取值,則設(shè)定取值為20km,則單艦對潛艇的聲納探測范圍示意圖如下。而通過對深海聲道聲能第三會聚區(qū)認(rèn)知,可以得出敵潛艇在海水深度達(dá)到600m以上時(shí),對我水面艦艇的最遠(yuǎn)探測距離為90km,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對潛最大發(fā)現(xiàn)距離50km,即可視為其對水面艦艇的導(dǎo)彈打擊距離為90km。而在水深低于600m的近海,潛射反艦導(dǎo)彈射程取決于潛艇聲納探測距離[8]。

為計(jì)算方便,假設(shè)其航速50節(jié),最大航程為50km,則其最大有效航程可取30km(最大有效航程通常為最大航程的1/2至2/3),聲納最遠(yuǎn)探測距離50km。可知,當(dāng)潛艇航速高于臨界航速時(shí),我方編隊(duì)中單艦對其探測距離遠(yuǎn),范圍較大,能夠覆蓋大部分極限射距圓;而當(dāng)潛艇航速小于或等于最大低噪音航速時(shí),單艦對其探測距離較近,范圍較小,極限射距圓前方大部分暴露于聲納探測范圍之外。

綜合以上信息,可以得出只要在敵發(fā)射反艦導(dǎo)彈陣位進(jìn)行預(yù)先搜索,即可破壞敵潛艇對我水面艦艇實(shí)施導(dǎo)彈和魚雷打擊。在滿足以上條件的基礎(chǔ)之上,警戒艦兵力也應(yīng)考慮自身的防潛安全問題,使敵潛艇處于不利于同時(shí)進(jìn)行多目標(biāo)攻擊的態(tài)勢。一旦兩艘警戒艦被敵同時(shí)命中,將會使被保護(hù)平臺周圍的水聲警戒幕出現(xiàn)很大的漏洞,對警戒艦造成威脅,對被保護(hù)平臺的安全十分不利[9]。因此警戒兵力應(yīng)分為警戒艦防潛兵力和直升機(jī)防潛兵力。艦艇兵力由于數(shù)量有限,因此一般多為統(tǒng)一部署,即實(shí)施預(yù)先掃海(確保航母編隊(duì)集結(jié)、展開區(qū)域水下安全)、編隊(duì)展開后實(shí)施區(qū)域防潛警戒、發(fā)現(xiàn)敵潛艇后或單獨(dú)或與反潛直升機(jī)配合進(jìn)行防潛作戰(zhàn)。直升機(jī)防潛兵力根據(jù)配置要求主要配置于潛射導(dǎo)彈針對內(nèi)層艦艇射距圓左近,從而在較遠(yuǎn)距離上破壞敵潛艇發(fā)射反艦導(dǎo)彈或者對編隊(duì)進(jìn)行滲透[10]。

3.2 警戒兵力配置

(4)

dsj=(Vb/V1)·R

(5)

(6)

配置原理如圖5所示。

圖5 配置原理圖

根據(jù)關(guān)于可攻區(qū)的分析可知,在最大低噪音航速對應(yīng)的可攻區(qū)夾角之外,潛艇若要占領(lǐng)攻擊陣位,就必須以高于最大低噪音航速的速度機(jī)動,此時(shí),潛艇可能達(dá)到甚至超過臨界速度而發(fā)出強(qiáng)噪音,于是中層警戒艦的拖曳線列陣聲納可在遠(yuǎn)距離上發(fā)現(xiàn)潛艇,其對潛探測態(tài)勢與圖2所示類似。

4 結(jié)語

綜合以上分析,針對潛艇威脅建立其可能攻擊范圍,并依此進(jìn)行警戒艦的配置,其方法可歸結(jié)為:作出潛艇對航母的極限射距圓。警戒艦按照一定方法沿潛艇對攻擊目標(biāo)極限射距圓配置,形成警戒體系;作出潛艇采取可能的最大低噪音航速時(shí)對攻擊目標(biāo)的可攻區(qū)。作出針對各艘警戒艦的極限射距圓,確定多目標(biāo)攻擊區(qū)域,確定針對警戒艦編隊(duì)近似極限射距圓;警戒艦針對編隊(duì)近似極限射距圓進(jìn)行配置時(shí),一般配置于兩翼。由于潛艇在編隊(duì)兩翼突破、滲透需要較高航速,因此編隊(duì)兩翼各配置一個(gè)艦艇編組。兩艦艦間距離為拖曳聲納探測距離的1.8倍。并可根據(jù)水下威脅等級召喚支援兵力進(jìn)行自身防護(hù)。但配置的同時(shí),還要科學(xué)考慮防空陣位配置,不能出現(xiàn)漏洞而影響整個(gè)體系。

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Attacking Area of Submarine and Solution

ZHAO Rui WANG Zhiqiang WANG Hai

(Naval Marine Academy, Guangzhou 510430)

In modern times, advanced sound of water machine making submarine has further discover distance, making it fire earlier than Ship-borne Weapons in attacking area of submarine. Through particularity analysis and numeration in this article, the attacking area of submarine is calculated, making the collocation principle of guard against military in defense submarine combat of surface ship.

surface ship formation, attacking area of submarine, defense submarine, guard against military, collocation

2014年9月3日,

2014年10月26日

趙銳,男,碩士研究生,研究方向:海軍戰(zhàn)術(shù)基礎(chǔ)理論。汪志強(qiáng),男,碩士研究生,研究方向:海軍戰(zhàn)術(shù)建模與仿真。王海,男,碩士研究生,研究方向:海軍兵種作戰(zhàn)指揮理論與應(yīng)用。

TJ63

10.3969/j.issn1672-9730.2015.03.001