水面艦艇綜合防御魚(yú)雷決策關(guān)鍵技術(shù)*

陳顏輝

（中船重工集團(tuán)公司第七○九研究所，武漢 430205）

0 引言

綜合防御技術(shù)是單一防御技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，也是目前魚(yú)雷防御領(lǐng)域研究的最前沿問(wèn)題。水面艦艇綜合防御魚(yú)雷技術(shù)旨在發(fā)揮體系對(duì)抗的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)合理規(guī)劃軟殺傷、硬殺傷以及規(guī)避機(jī)動(dòng)等多種對(duì)抗形式，建立全方位、多層次、多手段的綜合防御魚(yú)雷一體化作戰(zhàn)機(jī)制，最大限度地縮短反應(yīng)時(shí)間、提高打擊精度和防御效能［1-3］。下面以國(guó)際上典型的魚(yú)雷防御手段為背景，圍繞水面艦艇綜合防御魚(yú)雷決策中關(guān)于對(duì)抗目的整合、綜合火力分配、防御決策制定3點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)定性探討。

1 關(guān)于綜合防御目的

水面艦艇采用多手段綜合防御魚(yú)雷時(shí)所追求的根本目標(biāo)是獲得最大生存概率，但運(yùn)用不同手段獨(dú)立對(duì)抗來(lái)襲魚(yú)雷的原理不同，具體的對(duì)抗目的也存在各種區(qū)別，在規(guī)劃多種對(duì)抗手段的綜合防御時(shí)就涉及到整合不同對(duì)抗目的問(wèn)題。如圖1所示，水面艦艇防御潛射魚(yú)雷的手段主要包括軟殺傷、硬殺傷以及規(guī)避機(jī)動(dòng)3類(lèi)，具體對(duì)抗目的包括以下幾方面。

圖1 對(duì)抗目的整合示意

規(guī)避機(jī)動(dòng)：本艦規(guī)避機(jī)動(dòng)可以將擺脫魚(yú)雷攻擊作為對(duì)抗目的，也可以將延緩魚(yú)雷命中時(shí)間作為對(duì)抗目的。

硬殺傷器材：硬殺傷器材可以將毀傷魚(yú)雷概率最大作為對(duì)抗目的，也可以將對(duì)本艦構(gòu)成最可靠防護(hù)作為對(duì)抗目的。

軟殺傷器材：軟殺傷器材中的聲誘餌是將誘騙魚(yú)雷偏離原航線為對(duì)抗目的，噪聲干擾器則是將壓制潛艇聲納探測(cè)效果并增大線導(dǎo)魚(yú)雷導(dǎo)引偏差為對(duì)抗目的。

由于多種對(duì)抗手段的具體對(duì)抗目的存在差別，在規(guī)劃綜合防御運(yùn)用前，應(yīng)首先結(jié)合具體對(duì)抗態(tài)勢(shì)、作戰(zhàn)任務(wù)、裝備性能以及單一手段對(duì)抗原理等因素確定出關(guān)鍵對(duì)抗目的，在關(guān)鍵對(duì)抗目的得以保障的前提下，才能兼顧其他對(duì)抗目的。

1.1 關(guān)鍵對(duì)抗目的

綜合防御行動(dòng)中關(guān)鍵對(duì)抗目的是以規(guī)避機(jī)動(dòng)、硬殺傷攔截為基準(zhǔn)確定的。根據(jù)水面艦艇采取規(guī)避機(jī)動(dòng)和硬殺傷攔截的對(duì)抗原理及特點(diǎn)，可將關(guān)鍵對(duì)抗目的歸納為3條，即：毀傷概率最大、防護(hù)能力最強(qiáng)、擺脫魚(yú)雷攻擊。對(duì)此舉例分析如下：

1）毀傷概率最大

在雷艦距離較近的情況下，如果水面艦艇由于某些原因不宜采取規(guī)避機(jī)動(dòng)、只能保持原狀態(tài)航行時(shí)，就可將毀傷魚(yú)雷概率最大作為關(guān)鍵對(duì)抗目的——如圖2中就是以魚(yú)雷彈道散布［4］為基準(zhǔn)布放硬殺傷攔截陣1。事實(shí)上，攔截陣1也是針對(duì)雷艦預(yù)期命中點(diǎn)的散布范圍構(gòu)成的最強(qiáng)防護(hù)。

圖2 不同對(duì)抗目的下攔截陣布放示意圖

2）防護(hù)能力最強(qiáng)

在雷艦距離較近的情況下，如果水面艦艇可以采取規(guī)避機(jī)動(dòng)時(shí)，就可將對(duì)本艦規(guī)避航線構(gòu)成可靠防護(hù)作為關(guān)鍵對(duì)抗目的——如圖2中沿魚(yú)雷方位線布放的硬殺傷攔截陣2。攔截陣2對(duì)魚(yú)雷的毀傷概率也許并非最大，但能夠與規(guī)避機(jī)動(dòng)相配合形成對(duì)本艦規(guī)避航向的有效遮攔，從而獲得最強(qiáng)防護(hù)效果。

3）擺脫魚(yú)雷攻擊

在雷艦距離較遠(yuǎn)且本艦未裝備硬殺傷器材的情況下，水面艦艇依靠純機(jī)動(dòng)規(guī)避也能以較大概率擺脫魚(yú)雷攻擊，此時(shí)拖曳聲誘餌就應(yīng)嚴(yán)禁采用，以避免招致魚(yú)雷接近本艦規(guī)避航向。而火箭助飛聲誘餌對(duì)魚(yú)雷的誘騙方向、噪聲干擾器對(duì)敵潛艇聲納的壓制方向，也都應(yīng)以輔助本艦規(guī)避機(jī)動(dòng)、擺脫魚(yú)雷攻擊為目的而組織實(shí)施。

1.2 輔助對(duì)抗目的

軟殺傷器材在綜合防御過(guò)程中通常處于輔助地位。軟殺傷器材的優(yōu)勢(shì)在于作用范圍廣、對(duì)目標(biāo)定位精度要求低，但是對(duì)目標(biāo)制導(dǎo)類(lèi)型識(shí)別的依賴(lài)性大、且無(wú)法從根本上消除來(lái)襲魚(yú)雷威脅。尤其關(guān)于聲誘餌的對(duì)抗效果評(píng)估在業(yè)內(nèi)始終是一個(gè)研究難點(diǎn)，其實(shí)際對(duì)抗效果在很大程度上是受來(lái)襲聲自導(dǎo)魚(yú)雷的智能化程度決定的：對(duì)某型魚(yú)雷適用，對(duì)另一型魚(yú)雷可能就不起作用，而且魚(yú)雷被誘騙過(guò)程中也存在識(shí)別出假目標(biāo)并恢復(fù)原航向的可能，對(duì)此很難給出客觀的評(píng)估結(jié)果。因此，在綜合防御行動(dòng)中，軟殺傷器材應(yīng)以不降低關(guān)鍵對(duì)抗目的實(shí)現(xiàn)效果為前提而酌情采用，例如：聲誘餌的使用不得將魚(yú)雷誘向本艦的規(guī)避方向，干擾器材的使用不得對(duì)硬殺傷器材的探測(cè)攔截造成干擾，諸如此類(lèi)。

軟殺傷器材是在聲自導(dǎo)魚(yú)雷占主導(dǎo)地位、硬殺傷器材尚未形成的時(shí)代背景中出現(xiàn)的，在歷史上曾發(fā)揮過(guò)積極作用。進(jìn)入現(xiàn)代信息社會(huì)，面對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷制導(dǎo)方式的多樣化、復(fù)合型特征，曾以水聲對(duì)抗為主要防御手段的歐美國(guó)家紛紛將研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)為以反魚(yú)雷魚(yú)雷（ATT）為核心的硬殺傷攔截系統(tǒng)，曾以火箭深彈為主要防御器材的俄羅斯也致力于研發(fā)ATT、超空泡射彈等新型攔截器材。這也預(yù)示了隨著未來(lái)智能化程度更高、攔截效果更好的硬殺傷攔截系統(tǒng)陸續(xù)問(wèn)世，在水面艦艇綜合防御魚(yú)雷行動(dòng)中的軟殺傷地位會(huì)進(jìn)一步受到削弱。

2 關(guān)于綜合火力分配

國(guó)際上在研或已經(jīng)裝備的防御魚(yú)雷器材種類(lèi)較多、特征各異，主要包括以聲學(xué)誘騙為目的的火箭助飛聲誘餌和拖曳式聲誘餌，以噪聲壓制為目的的火箭助飛噪聲干擾器等軟殺傷器材，也包括在反潛火箭深彈基礎(chǔ)上改進(jìn)的普通火箭攔截彈、綜合火箭深彈與水雷功能于一體而研發(fā)的懸浮式火箭攔截彈，以及反魚(yú)雷魚(yú)雷（ATT）等硬殺傷器材。在運(yùn)用多種器材綜合防御魚(yú)雷過(guò)程中，正確制定火力分配方案是保障綜合防御成功的關(guān)鍵。

2.1 綜合火力分配目的

綜合火力分配就是水面艦艇根據(jù)所獲來(lái)襲魚(yú)雷信息和具體戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，優(yōu)化軟殺傷器材和硬殺傷器材種類(lèi)、數(shù)量的選擇與運(yùn)用，以構(gòu)成多手段、多層次的綜合防御魚(yú)雷行動(dòng)部署。

強(qiáng)調(diào)多種對(duì)抗手段綜合運(yùn)用的目的在于：

1）揚(yáng)長(zhǎng)避短、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，獲得多種對(duì)抗手段防御效能的正向疊加效果。

2）削弱魚(yú)雷制導(dǎo)類(lèi)型識(shí)別的不確定性影響，構(gòu)成對(duì)多種可能類(lèi)型魚(yú)雷的綜合防御。

3）滿(mǎn)足縱深方向的防御需求，形成遠(yuǎn)、中、近多種形式的攔截配置。

火力分配時(shí)強(qiáng)調(diào)構(gòu)成多層次攔截配置的目的在于：

1）削弱對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷定位模糊的不利影響，形成對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷的持續(xù)性對(duì)抗效果。

2）構(gòu)建多重?cái)r截屏障，具備對(duì)齊射或連射魚(yú)雷的縱深防御能力。

3）減小相互干擾，避免不同對(duì)抗器材因距離過(guò)近而導(dǎo)致聲學(xué)兼容性沖突。

需要指出，多層對(duì)抗器材的梯次配置既可以由同一種器材構(gòu)成，也可以由不同類(lèi)型的器材構(gòu)成。理論上講，綜合防御過(guò)程中選用對(duì)抗器材種類(lèi)越多、投放數(shù)量越大，作用范圍就會(huì)越廣、防御效果就會(huì)越強(qiáng)。但在火力分配過(guò)程中選擇哪些器材、構(gòu)成多大范圍內(nèi)的攔截配置，需要綜合考慮實(shí)際態(tài)勢(shì)、裝備性能、防御目的以及效費(fèi)比等因素而定。

2.2 綜合火力分配過(guò)程

不同于制導(dǎo)類(lèi)型識(shí)別模塊、彈道散布解算模塊以及軟硬殺傷對(duì)抗模塊，在構(gòu)成綜合防御魚(yú)雷系統(tǒng)時(shí)，綜合火力分配并非是獨(dú)立運(yùn)行的功能模塊，而是作為魚(yú)雷防御決策輸出的一個(gè)重要內(nèi)容貫穿在整個(gè)決策過(guò)程中，如圖3所示。另外，也不同于防空和反導(dǎo)行動(dòng)所要解決多目標(biāo)、多方向的火力分配任務(wù)，現(xiàn)代水面艦艇所面對(duì)的潛射魚(yú)雷齊射數(shù)量往往較少，且難以準(zhǔn)確探知來(lái)襲魚(yú)雷的制導(dǎo)類(lèi)型［5］。基于此，水面艦艇的綜合防御魚(yú)雷火力分配主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)環(huán)節(jié)中。

圖3 綜合防御決策的制定

1）針對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷制導(dǎo)類(lèi)型的識(shí)別結(jié)果確定初步火力分配方案

潛射魚(yú)雷一般分為直航、聲自導(dǎo)、尾流自導(dǎo)和線導(dǎo)魚(yú)雷4種，水面艦艇在魚(yú)雷防御過(guò)程中，只有識(shí)別出魚(yú)雷制導(dǎo)類(lèi)型，才能更有針對(duì)性地選擇軟硬殺傷武器，若無(wú)法唯一識(shí)別來(lái)襲魚(yú)雷制導(dǎo)類(lèi)型時(shí)，火力分配就要考慮到所有可能的制導(dǎo)類(lèi)型魚(yú)雷［5-8］。例如：經(jīng)識(shí)別確認(rèn)來(lái)襲魚(yú)雷并非線導(dǎo)和聲自導(dǎo)魚(yú)雷，火力分配中就要排除對(duì)聲誘餌、噪聲干擾器等軟殺傷器材的選用，只需根據(jù)直航和尾流自導(dǎo)魚(yú)雷的假設(shè)選擇硬殺傷器材進(jìn)行對(duì)抗即可。

2）分析不同對(duì)抗器材的相干因素并確定二次火力分配方案

對(duì)抗器材之間的相干因素包含技術(shù)性沖突和戰(zhàn)術(shù)性沖突兩類(lèi)。由工程設(shè)計(jì)原因?qū)е虏煌瑢?duì)抗器材之間可能存在技術(shù)性沖突，例如：因采取共管或共控技術(shù)而造成發(fā)射種類(lèi)與數(shù)量的沖突，因工作頻率重疊而導(dǎo)致聲學(xué)兼容性沖突等等。由對(duì)抗態(tài)勢(shì)原因?qū)е虏煌鞑闹g可能存在戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用沖突，例如：不同器材的對(duì)抗目的、運(yùn)用時(shí)機(jī)、發(fā)射次序、布放位置的沖突等等。無(wú)論技術(shù)性沖突還是戰(zhàn)術(shù)性沖突，都是綜合防御決策中需要重點(diǎn)協(xié)調(diào)的內(nèi)容，在初步火力分配基礎(chǔ)上，通過(guò)分析這些相干因素就可形成二次火力分配方案。

3 關(guān)于綜合防御決策

綜合防御決策的制定是以單一防御技術(shù)研究為基礎(chǔ)的，脫離單一防御技術(shù)而研究綜合防御無(wú)異于搭建空中樓閣。文獻(xiàn)［1］從攻、防兩面視角闡述了水面艦艇針對(duì)潛射直航、聲自導(dǎo)、尾流自導(dǎo)和線導(dǎo)魚(yú)雷的彈道預(yù)測(cè)、規(guī)避機(jī)動(dòng)，以及單一軟硬殺傷器材對(duì)抗原理，這就為綜合防御魚(yú)雷研究奠定了理論基礎(chǔ)。

3.1 單一防御決策的制定

單一手段防御決策的制定側(cè)重于從原理到模型的推導(dǎo)，即首先構(gòu)建出能夠客觀描述對(duì)抗態(tài)勢(shì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、聲學(xué)模型，再引入主要影響參數(shù)的誤差區(qū)間進(jìn)行仿真分析和規(guī)律提取。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的本身就是一個(gè)嚴(yán)格的推理與驗(yàn)證過(guò)程，引入誤差因素后的仿真結(jié)果能夠直觀揭示出主要因素的作用機(jī)理和影響效果。通過(guò)提取主要影響因素進(jìn)行分析，使得建模、仿真的工作量和復(fù)雜度大大降低，所得部分結(jié)論和規(guī)律可以直接用于指導(dǎo)作戰(zhàn)實(shí)踐。

并非所有對(duì)抗態(tài)勢(shì)都能通過(guò)構(gòu)建傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型來(lái)表達(dá)，很多關(guān)于攻防對(duì)抗的研究文獻(xiàn)中都是直接編譯簡(jiǎn)單對(duì)抗態(tài)勢(shì)的作戰(zhàn)模擬程序，再利用約束條件下的蒙特卡洛等隨機(jī)方法進(jìn)行仿真統(tǒng)計(jì)和誤差分析，從而驗(yàn)證或推導(dǎo)出某些結(jié)論。這種方法在影響因素多的情況下仿真任務(wù)量較大，對(duì)影響機(jī)理的揭示也不夠直觀和完整，但針對(duì)一些無(wú)法構(gòu)建出傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的對(duì)抗態(tài)勢(shì)仍是一種有效的分析與評(píng)估手段。

3.2 綜合防御決策的制定

多手段綜合防御決策的制定涉及大量的主觀性、不確定性、非結(jié)構(gòu)性因素，對(duì)此很難運(yùn)用完整的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述。綜合防御決策應(yīng)首先在單一手段對(duì)抗原理和運(yùn)用規(guī)律的基礎(chǔ)上，采取理論推導(dǎo)與仿真分析相結(jié)合、裝備論證與數(shù)學(xué)解析相結(jié)合、定量計(jì)算與定性分析相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)綜合防御規(guī)律的提??；再運(yùn)用專(zhuān)家知識(shí)構(gòu)建出綜合防御規(guī)則，并由綜合防御規(guī)則調(diào)用單一手段對(duì)抗模型，最終形成綜合防御決策的輸出。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是以包含單一防御手段的模型庫(kù)為基礎(chǔ)，通過(guò)構(gòu)建多手段綜合防御的知識(shí)庫(kù)或規(guī)則庫(kù)來(lái)確保綜合防御決策的科學(xué)性與合理性。

對(duì)于多手段綜合防御魚(yú)雷決策的科學(xué)性與合理性，還可通過(guò)構(gòu)建大型分布式作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)估。大型分布式作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)類(lèi)似用于紅藍(lán)對(duì)抗演練的大型戰(zhàn)術(shù)模擬器，以大量的原始數(shù)據(jù)和實(shí)際資料為依托，具備目標(biāo)信息的綜合仿真處理能力，能詳細(xì)刻畫(huà)出不同類(lèi)型魚(yú)雷的彈道特征，不同防御器材的對(duì)抗原理以及不同作戰(zhàn)平臺(tái)的攻防行動(dòng)，還要體現(xiàn)出攻防雙方中“人”的主觀能動(dòng)作用。這種作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)對(duì)研發(fā)人員和使用人員的理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都有很高的專(zhuān)業(yè)要求，研發(fā)過(guò)程中需要有技術(shù)、資金和人力的較大投入，但相比海上實(shí)裝演示驗(yàn)證來(lái)講仍要經(jīng)濟(jì)得多。

4 結(jié)論

水面艦艇對(duì)潛射魚(yú)雷的綜合防御技術(shù)研究是項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)論證與實(shí)踐。以上定性探討了水面艦艇綜合防御魚(yú)雷決策中關(guān)于對(duì)抗目的整合、綜合火力分配、防御決策制定等關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)這些問(wèn)題處理方式將影響綜合防御行動(dòng)的實(shí)施和綜合防御效能的提高，研究結(jié)果對(duì)于推動(dòng)水面艦艇綜合防御魚(yú)雷系統(tǒng)的構(gòu)建也具有重要的借鑒意義。