航空布雷訓練裝備現狀及功能需求

汪曉雨，呂 收，李居偉

（海軍航空大學 青島校區，山東 青島 266041）

0 引言

航空布雷作為一種重要的水雷布放方式，具有速度快、航程遠、機動能力強、能夠實施補充布雷和內水布雷等特點，可以在短時間內達成對海區、航道、基地碼頭的有效封鎖，尤其適用于布設攻勢水雷障礙和機動水雷障礙[1]。同時，航空布雷在布放精度控制、布雷隱蔽性和安全性上面臨更大挑戰，對布雷戰術訓練提出了更高要求。航空布雷訓練裝備應該從滿足航空布雷戰術訓練和實戰化對抗訓練要求出發，研究論證技術需求，豐富完善訓練功能，為部隊訓練提供有力保障。

1 航空布雷訓練裝備分析

進行航空布雷訓練時，根據不同的訓練任務要求，綜合考慮訓練需求和成本，一般有戰雷、訓練雷、簡易填砂雷3種訓練水雷保障手段。戰雷、訓練雷以及填砂雷由于其結構功能不同，所能夠支持開展的訓練科目內容也各不相同。使用戰雷可以開展水雷技術保障人員的裝備保障能力訓練、外場機務人員的水雷裝掛能力訓練和飛行員布雷戰術訓練。戰雷不打撈回收，因此無法收集水雷在水下的動作信息，而且在訓練中使用戰雷對訓練組織協調、協同保障兵力和訓練安全都會提出更高要求，訓練成本高、組織難度大，不適宜經常使用。訓練雷的物理特性、引信系統、空投附件等與戰雷一致，技術保障工作與戰雷基本一致，由于沒有火工品，安全性更好，而且一般都加裝了回收系統和記錄裝置，能夠記錄水雷引信動作情況。使用訓練雷可以開展水雷技術保障人員的裝備保障能力訓練、外場機務人員的水雷裝掛能力訓練和飛行員布雷戰術訓練，打撈回收后可對水雷動作可靠性進行復盤評估。填砂雷既沒有火工品，也沒有引信系統，技術保障工作簡單，只能開展外場機務人員的水雷裝掛能力訓練和飛行員布雷戰術訓練，但是由于成本低廉、安全性好，適合經常使用。3種雷型的訓練和評估功能如表1所示。綜上分析可知，在開展航空布雷戰術訓練時，3種訓練裝備的功能是一致的，但是僅有訓練雷具備一定的評估能力，且僅限于水雷引信動作情況。

表1 三種雷型的訓練和評估功能Table 1 Training and evaluation functions of 3 training equipment

2 航空布雷訓練裝備的主要問題

當前航空布雷訓練裝備的功能較為簡單，難以滿足實戰化航空布雷訓練和體系化對抗訓練的要求，主要存在以下問題。

2.1 布雷精確度難以評估

布放精度是水雷最后的布雷點與預期布雷點的誤差，對水雷障礙作戰效能有著重要影響。水雷在投放過程中受各方面影響，入水點方位具有較大隨機性，影響飛機空投水雷空中彈道散布的隨機因素主要包括水雷技術散布、投雷條件散布、空中氣象散布等[2]。一般通過機載火控系統根據水雷的預計入水點和水雷射表，結合風速和飛行高度、速度進行解算，得出飛機投雷點，這個過程有時甚至需要人工完成。不論是火控系統解算，還是人工解算，都存在著一定的誤差，有時這個誤差還會比較顯著。只有準確記錄水雷入水點方位，再與預定布雷方位進行對比，才能夠對航空布雷精度進行評估。當前，主要采用提前架設高速攝像機，通過拍照的方式記錄空投水雷入水點，再進行分析判斷，既耗費人力物力，又用時長、效率低、精度差。由于只能采集入水點信息，不能記錄水雷空中彈道，因此對布雷精度中暴露出的問題缺少進一步深入分析研究、查找原因的依據，對改進布雷行動的指導作用比較有限。

2.2 水雷受環境影響無法評估

空投水雷從入水開始，就不斷受到海洋環境的干擾影響。沉底雷入水后的下沉至穩定過程，會受到海流和涌的沖擊，使最終雷位與入水點發生偏移，偏移量的大小不僅與流速相關，而且還與海洋底質相關。在硬質海底，海流會引起水雷滾動，甚至導致水雷誤動作[3]。這些情況如果不能及時、準確掌握，也將影響雷陣的效能。水雷在其戰斗期內，海洋環境的背景噪聲、涌浪和磁場變化都會對水雷正常值更和目標識別產生干擾，這些干擾輕則影響水雷對打擊目標的識別判斷，重則會引起水雷的誤動作。因此，要對水雷抗環境干擾能力進行評估，既要能夠知道水雷在水下的最終雷位和布雷時的流速大小，還要全程采集并記錄影響水雷引信工作的海洋環境相關物理場信號。

2.3 水雷抗掃能力無法評估

水雷反水雷對抗演練是實戰化水雷戰訓練的重要樣式。航空布雷兵力參與水雷反水雷對抗演練，一方面要檢驗空投水雷的抗掃性能，這就需要能夠采集并記錄掃雷具產生的各類型模擬艦船物理場信號，結合掃雷具信號對水雷引信動作情況進行分析，掌握水雷引信對掃雷具信號的響應情況，進而對水雷引信的抗掃能力進行分析評估；另一方面，對抗演練中空投水雷也可以作為一個掃雷信號采集裝置，通過采集記錄掃雷具信號的時域和頻域特征，可以對掃雷具的艦船物理場模擬能力進行比對分析。如果空投訓練水雷的傳感器不能完整有效感知采集掃雷具信號，內記儀不能將其記錄下來，那么其抗掃能力就無法評估，也不能為考察掃雷具實際效能提供數據支持。

3 實戰化訓練功能需求

為滿足實戰化對抗訓練需要，空投訓練水雷必須為水雷戰作戰效能評估提供各種數據支撐，并且適應各種復雜條件下的投放入水要求。在傳統訓練水雷基礎上，至少還應具備以下功能。

3.1 空中彈道記錄功能

空中彈道記錄功能能夠把空投訓練水雷從離機至入水這一階段空中的彈道軌跡復現出來，可以準確標注出空中滑翔過程中水雷任意時刻在三維空間的方位坐標，空中彈道的終點即為水雷入水點。通過這樣一個彈道軌跡圖，可以直觀地看到水雷離機、開傘、滑翔、入水等動作，如果布雷精度出現問題，可以通過分析動作時機和實時方位查找具體原因，比如橫向風修正不夠，降落傘開傘時機不對等等，進而為后續改進投雷訓練提供有力指導。空中彈道記錄功能可以利用加裝北斗系統終端設備加以實現，但同時也有幾個現實問題需要注意。北斗終端的啟動和響應需要數分鐘的時間[4]，而空投水雷大多為冷投放，因此要考慮提前對其進行上電激活。因為衛星導航信號到達接收端時已非常微弱[5]，如果是機內彈艙掛雷，還需考慮飛機機體對衛星信號的屏蔽和干擾。投放后，水雷在空中會出現傾斜、旋轉等現象，終端設備在雷體上的安裝位置需要精心設計，確保接收信號不受自身姿態影響，保持北斗終端與衛星的全程連通，保證彈道軌跡的完整性，同時，不得改變雷體原有的質量和氣動特性。

3.2 多源物理場信息采集和處理功能

智能水雷引信具備多物理場及深度探測和信號采集能力以及較強的信號處理能力[6]。為了充分發揮軍事訓練效益，空投訓練水雷要對實戰化條件下水雷引信系統工作情況進行全面綜合評估。這就需要其不僅要像戰雷一樣能夠感知、識別目標艦艇的物理場信息，還要能夠感知、識別海洋環境產生的物理場背景干擾和掃雷具產生的掃雷信號，也就是具備多源多類型物理場信息的采集功能。當前水雷反水雷裝備應用的物理場信號主要有聲、磁、水壓等。針對這幾類物理場而言，由于艦船目標、海洋環境噪聲和掃雷具產生的機理不同，各種源頭信號的頻率特性、動態范圍、空間分布和變化率都各不相同，空投訓練水雷要準確有效采集各種源頭的物理場信號，需要在原有的傳感器基礎上，針對海洋環境和掃雷具信號增設新的傳感器，或者重新設計研制一套能夠使用 3種源頭物理場信號采集需求的共用換能器。同時，還需要采集水雷的深度、姿態、引信動作數據等信息，各類信號的調理、采樣和存儲功能也需要一并設計和改進。

3.3 水下定位和通信功能

水下定位和通信是訓練水雷十分重要的功能，既能夠提高訓練水雷的回收安全性，也能夠進一步豐富訓練功能。水下定位功能可以指示出空投訓練水雷最后坐沉的雷位，通過與入水點的比對，能夠得出水雷入水下沉階段在涌浪作用下的位移偏差，能夠為更加準確地分析研究航空布雷精度提供有價值的參考，還可以在訓練水雷未能順利上浮的情況下，為開展定位打撈提供位置信息，提高訓練水雷的安全性。水下通信功能可在一定距離內與水面艦船進行數據雙向無線傳輸，能夠將訓練水雷的引信工作狀態、采集的各種物理場測量狀態和信息及時傳回水面訓練控制導調部門，也可向訓練水雷實時下達控制指揮指令，實現對訓練水雷狀態的實時監控。基于對訓練水雷的實時監控，可以根據對抗訓練的態勢，實時評估水雷的動作可靠性、抗掃能力，以及掃雷具的實際表現等，及時調整訓練方案，使訓練組織更加高效，訓練效果更加直觀。

3.4 高強度雷體結構

空投水雷通常使用帶降落傘空投或是設計特定的外形和副翼以增大阻力系數，降低水雷運動速度、調整水雷入水姿態[7]。當飛機在高空（1 km以上）投雷時，水雷在空中有較為充裕的滑翔時間，通過減速和調整，往往能夠以較大姿態角和較小速度入水，雷體受到水的沖擊力較小，不會對雷體結構和雷上電子設備產生不利影響。但是，高空投雷的弊端也十分明顯。一方面，水雷在空中滑翔的時間越長，受風的影響越大，水雷布放精度越低；另一方面，在攻勢布雷作戰時，高空投放水雷的飛機更容易被敵方雷達發現，遭到防空火力打擊，布雷平臺的安全性將會受到嚴重威脅。為了提高航空布雷行動的隱蔽性和布雷精度，有時需要在低空高速條件下投雷，這種情況下水雷入水時的速度大、姿態角小，雷體受到的撞擊力與入水速度的平方成正比[8]，巨大的入水沖擊對雷體結構及其內部電子系統的強度提出了更高要求。為了開展低空高速布雷科目訓練，空投訓練水雷的雷體結構及其電子設備也必須能夠滿足高強度沖擊的需要。

4 結束語

功能完備的訓練裝備是提高部隊訓練質量和效益的必要保證。部隊訓練有層級、科目之分，不同訓練層級和科目對訓練裝備的功能需求也不盡相同。空投訓練水雷可以根據部隊不同層級訓練的內容和要求，配置為簡化版和全功能版兩個不同狀態，分別用于航空兵部隊單兵種訓練和水雷反水雷多兵種對抗訓練，進一步提高訓練裝備的適用性、保障性和經濟性。