遠程反潛作戰系統構建與關鍵技術

冷兆龍，劉高峰

(海軍工程大學兵器工程學院，湖北 武漢 430033)

反潛一直是海戰中不可缺少的重要作戰樣式之一，伴隨平臺中心戰向網絡中心戰的深度變革，反潛作戰正在向體系反潛方向快速發展。近年來，國內外在反潛作戰體系方面進行了許多研究，基于“網絡中心戰”、“空海一體戰”、“分布式作戰”、“有人/無人系統聯合作戰”等作戰思想，美軍發展了一系列新裝備、新技術，如集監測、通信、導航等多種功能于一體的水下網絡Seaweb(水聲通信網)、PLUSNet(近海水下持續監測網)等[1-3]，又如ACTUV(反潛戰持續跟蹤無人水面艇)、DASH(分布式靈活獵潛)、LDUUV(大直徑無人潛航器)等項目[3-7]探索有人/無人協同的作戰模式。文獻[4,8]從頂層規劃的角度提出了未來反潛體系的發展思路，文獻[9]提出了水下預警探測體系建設的需求，文獻[5，10]探討了水下戰術網絡的有關問題，文獻[11]專門研究了艦艇編隊反潛作戰體系中存在的問題。但這些研究大多專注于先進技術手段在反潛中的運用，而少見突破平臺中心戰的反潛作戰的新思路與新方法。

本文從反潛作戰體系建設與發展出發，提出遠程反潛作戰過程概念模型，探討遠程反潛作戰系統的組成結構、作戰流程及其關鍵技術，以提升反潛作戰體系的遠距離反潛作戰能力。

1 遠程反潛作戰樣式概念及其優勢

1.1 遠程反潛作戰樣式概念

反潛作戰指反潛兵力搜索、驅逐和攻擊敵方潛艇的戰斗行動。反潛作戰樣式是對反潛作戰行動的具體劃分，在網絡中心戰條件下，按照作戰海域、作戰任務、反潛兵力等具體作戰因素的不同，可對反潛作戰樣式進行具體劃分，如圖1所示。

圖1 反潛作戰樣式劃分

其中，常規反潛作戰樣式主要是以海上反潛兵力為中心來開展反潛作戰行動；聯合反潛作戰樣式主要是以多軍兵種以多種形式參與的協同統一反潛行動。

根據網絡中心戰條件下的聯合作戰軍事需求，本文提出一種岸海一體化反潛作戰樣式構想—遠程反潛作戰樣式，即在遠海要道和重點區域部署水下感知網進行反潛預警，通過信息傳輸網絡，將水下感知網系統、岸基作戰指揮系統和遠程精確打擊武器系統有機連接在一起，形成緊密協同的岸海一體反潛作戰網絡，完成對潛艇的偵察監視和精確打擊。

1.2 遠程反潛作戰樣式優勢

常規反潛作戰樣式各具優勢，但存在反潛偵察探測范圍較小、武器作用距離有限、不具備長時值守等能力短板。相較于常規反潛作戰樣式，遠程反潛作戰樣式具有以下優勢。

1)作戰距離遠

遠程反潛作戰由遠海要道和重點區域部署的水下感知網提供目標探測信息，并可以利用岸基部署的遠程精確打擊武器完成對潛艇的攻擊，大大提升了作戰距離。

2)作戰敏捷性好

遠程反潛作戰可使用各種遠程導彈武器，平均飛行速度為7-8馬赫[12],相當于反潛機的10倍，可以大幅提升作戰行動的敏捷性。

3)作戰隱蔽性好

反潛兵力不需要亦不會與敵進行近距離接觸，提升了作戰隱蔽性，同時也保證了兵力行動的安全性。

4)作戰效費比高

常規反潛作戰中的各種有生作戰兵力，如水面艦艇、潛艇、飛機等造價昂貴，作戰行動需要耗費大量的時間和資源。遠程反潛作戰中利用水下感知網與遠程精確打擊武器結合，作戰效費比更高。

2 遠程反潛作戰系統構建

遠程反潛作戰系統是一類復雜的武器系統，本文從發揮遠程反潛作戰優勢角度出發，開展系統建模與設計等工作。

2.1 系統構建原則

1)體系化原則

遠程反潛作戰系統作為反潛體系中重要手段之一，為便于融入已有裝備作戰體系，應遵循統一的標準規范，保證系統的規范化與兼容性。

2)模塊化原則

應采用功能模塊化思路，構建遠程反潛作戰系統的探測感知、信息傳輸、指揮決策、武器控制等功能模塊，以提高設計、開發、調試、升級的效率，降低使用與維護難度。

3)敏捷性原則

遠程反潛作戰系統必須具備較快的作戰反應時間，以保證打擊時敏目標的成功率和作戰效能。

4)實用性原則

遠程反潛作戰系統應最大限度滿足聯合反潛作戰使用需求，既便于戰時使用，又便于平時值班、取證使用。

5)可擴展性原則

為應對未來水下作戰發展，如UUV、AUV等新技術帶來的新挑戰，遠程反潛作戰系統應考慮預留功能擴展與升級接口，延長系統生命周期。

2.2 遠程反潛作戰過程概念模型建立

1987年，美國空軍上校John R.Boyd提出了經典的OODA環作戰過程描述模型，將作戰行動分解為觀測(Observe)、定位(Orient)、決策(Decide)、行動(Act)四個環節組成的循環活動。根據遠程反潛作戰系統構建原則，基于OODA環作戰過程模型，可將遠程反潛作戰過程抽象為感知—通信—決策—通信—攻防的概念模型，如圖2所示。

圖2 遠程反潛作戰過程概念模型

2.3 遠程反潛作戰系統組成結構

遠程反潛作戰系統組成結構如圖3所示。

1)感知實體

感知實體是整個遠程反潛作戰系統的必要輸入和關鍵前提，由水下感知網以及水面艦艇、潛艇、航空兵等傳統探潛兵力組成。

水下感知網由水下探測器按照一定陣型，預先隱蔽部署于領海邊沿、主要航道出入口或其他重要海域，形成反潛預警區，包括探測單元(為保證探測隱蔽性，主要采用被動工作方式)、能源單元、通信單元、錨定單元等，以實現對海域的長時間、大范圍、可靠、隱蔽的探測，并及時將搜集的探測信息傳回指揮決策系統。

水面艦艇、潛艇、航空兵等傳統反潛兵力作為水下感知網的補充。參考遠程精確打擊，從發現目標至導彈命中，一輪作戰行動通常至少需要數十分鐘。經過這段時間潛艇可能已經離開了反潛預警區。因此，需要利用常規探潛兵力進行作戰效果評估和反饋，確定下一步行動計劃，實現作戰系統的閉環控制[13]。

圖3 遠程反潛作戰系統組成結構

2)決策實體

決策實體是整個遠程反潛作戰系統的核心，由情報處理、輔助決策、作戰指揮等功能單元組成。

信息處理單元：偵察實體提供的是目標探測信息和自身定位信息等初級情報，通常無法直接用于作戰決策，需要采用解算、融合、評估等處理手段，完成目標運動要素分析、目標類型識別、行為意圖判斷、未來位置預測、目標威脅評估、戰場態勢顯示等任務。

作戰籌劃單元：利用處理后的情報信息，迅速生成攻擊目標清單。依照我方兵力情況制定攻擊方案，包括且不限于打擊位置點選擇、導彈陣地選擇、導彈目標分配等內容，輔助決策人員進行快速高效的戰術決策。

作戰指揮單元：將作戰信息自動快速分發至各個作戰平臺，同時對戰場時刻保持監控，接收各個作戰平臺關于設備、人員、裝備等情況的實時反饋，進行作戰行動協調，并按照預案對各類突發情況進行應急處理。

除上述三個主要功能單元以外，還應當具備仿真推演、模擬訓練、信息安全等單元，為系統的作戰使用和日常訓練提供保障與支持。

3)攻防實體

攻防實體是最終實際執行遠程反潛作戰行動的實體，由實際作戰使用需求確定，主要是導彈武器系統，也包括傳統反潛兵力。

導彈武器系統包括導彈發控單元和反潛導彈單元，適用于對潛攻擊。

導彈武器發控單元接到指揮決策單元的作戰指令后，迅速完成進入陣地、技術準備、裝定參數等一系列導彈發射前準備工作。

遠程反潛導彈單元中，為了實現對水下潛艇的攻擊，遠程反潛導彈應當配置減速裝置，能夠在飛抵指定區域后降低飛行速度以釋放戰斗部入水。戰斗部為一枚或多枚自導魚雷，入水后可以自導實現對潛搜索與跟蹤，完成攻擊任務。

當作戰任務不需對潛艇進行硬殺傷，而是對其跟蹤、取證和驅離的情況下，系統亦可引導附近的水面艦艇、潛艇、航空兵等傳統兵力進行抵近搜索。

4)通信實體

通信實體是遠程反潛作戰系統的“黏合劑”，將各個實體、單元、裝備、人員，通過衛星通信、無線電通信、有限通信等形式緊密聯系起來，組成信息高度共享的戰場實時網絡，提升系統敏捷性與作戰效能。

2.4 系統工作流程

系統工作流程如圖4所示。

圖4 系統工作流程圖

首先，根據預警探測需求，劃定預警探測區域范圍，并隱蔽部署水下感知網監聽周邊水域，進入值班狀態。發現目標信號后，水下感知網將探測信息傳回，進行情報處理和作戰籌劃。根據具體情況判斷是否進行導彈攻擊，并指揮導彈發射平臺發射導彈或引導反潛兵力進行搜索、跟蹤、取證、驅離。最后進行作戰行動評估，轉入下一步作戰行動，或是系統恢復作戰值班狀態。

3 系統關鍵技術

遠程反潛作戰系統建設是一項復雜的系統工程，涉及不同領域的許多技術，需要解決水下感知網技術、信息快速可靠傳輸、信息融合處理、作戰指揮決策、導彈飛行控制、彈體結構設計、作戰效能評估等一系列實際問題。其中，關鍵技術難點在于水下感知網、作戰指揮決策以及攻潛武器的設計與開發。

3.1 水下無線傳感器網絡(UWSN)技術

水下探測問題具有特殊的復雜性：一是目標運動分析過程具有非線性，二是目標運動具有不確定性，三是海洋環境中環境噪音的影響。遠程反潛作戰中，水下感知網需在無人干預的情況下隱蔽監聽，進一步提升了問題的難度。

水下無線傳感器網絡(UWSN)領域相關技術是可行的解決思路之一。通過基于局部信息的節點選擇策略LNS(Local Node Selection)[14]、多進制相移鍵控MPSK(Multiple Phase Shift Keying)[15]等技術的應用，可以提升網絡內部的通信與協作能力，且具有網絡規模大、覆蓋范圍廣、自組織性強、可靠性高、適應性強等特點，可以較好地滿足作戰需求。

3.2 作戰指揮決策技術

遠程反潛作戰的作戰距離較遠，這是其最大優點，同時也是技術實現難點：要求作戰反應速度更快、解算精度更高，對作戰指揮決策提出了很高的要求。

針對該難點，可以參照對海遠程精確打擊體系中作戰指揮決策相關技術，充分發揮網絡中心戰特點，建立起系統內部的深度互聯、高度協同與信息共享。同時，完善自動處置程序，充實自動處置規則，提升指揮決策的自動化水平，提高作戰行動的敏捷性與準確性[16]。

3.3 導彈武器技術

遠程反潛作戰系統中，遠程反潛導彈需飛抵指定區域后減速，并釋放魚雷入水完成自導攻擊。作戰過程中，導彈的運動變化復雜、控制難度大、對系統要求高。現有的導彈武器難以滿足上述需求。

事實上，從技術角度來看，當前的中遠程導彈和反潛導彈設計技術已較為成熟。關鍵在于針對遠程反潛作戰的特點，將相關技術整合，采用模塊化設計思想[17]，在已有的導彈武器系統基礎上進行改造與升級。不僅可以滿足遠程反潛作戰需求，還可以有效降低開發成本、縮短研發周期。

4 結束語

遠程反潛作戰是一種新型反潛作戰樣式，具有作戰距離遠、敏捷性好、隱蔽性好、安全可靠、效費比高等優點。本文對遠程反潛作戰系統進行了初步的討論，建立了遠程反潛作戰系統的概念模型、組成結構與工作流程，并探討了系統關鍵技術，對反潛武器裝備研究與建設具有一定的參考價值。