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武器纵横:外军鱼雷及水下防御技术发展(图)

http://jczs.sina.com.cn 2006年01月10日 07:52 现代军事
武器纵横:外军鱼雷及水下防御技术发展(图)

鱼雷攻击潜艇效果图

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  在海战环境下,利用鱼雷向敌方舰艇发起攻击是一种常见的、威胁巨大的作战样式。各国海军重视对浅海反潜战的研究,积极发展鱼雷武器及鱼雷防御系统。

  鱼雷:重点对付安静型柴电潜艇

  二战后各国相继研制了声自导鱼雷。随着水下战的重点从深海转移到浅海,设计用来在深海对付核潜艇的重型声自导鱼雷,在浅海打击柴电潜艇目标时遇到了很多新问题。一方面,柴电潜艇的噪声信号很低,不易探测;另一方面,浅海是一个噪声非常复杂的作战环境(如中立国船只、人类活动、沿海河流、洋流和陡峭的近海海底地形等),使传统重型鱼雷声自导系统所利用的水声信号同海洋环境噪声、鱼雷自噪声、人工干扰噪声、混响等混杂在一起,给目标信号的提取和识别带来困难,在鱼雷航速很高时更是如此。传统的重型鱼雷几乎无法在浅海对付现代化的柴电潜艇。为此,各国开始重视有更强信号处理能力、配备数字式导引系统的鱼雷。这种鱼雷能对回波信号的特性进行分析,区分潜艇与其他物体。此外,一种新型的宽波段技术也正在研究之中,它能够将噪音信号扩展到全频域,从而排除特定频率上的高强度噪声干扰。集成了所有这些技术的鱼雷将能够有效对付小型的、静止或缓慢移动的安静型柴电潜艇。

  美国MK系列鱼雷

  多年来,美国海军一直没有研制全新的鱼雷,而是通过在免拆卸情况下定期升级软件来提升鱼雷性能。现役的轻型鱼雷有MK46系列和MK50等。最近服役的MK54轻型鱼雷和MK48—7型“通用宽波段先进声呐系统”(CBASS)重型鱼雷,都是由旧鱼雷配更新控制软件而成。美国海军认为,宽波段声呐是鱼雷技术的一大进步,由于配备了强大的数字处理系统,鱼雷在恶劣环境尤其是浅海中的对抗能力大大提高,同时具备了更强的水底探测能力、更高的频率敏感度以及最优频率选择能力。

  MK46鱼雷直径324毫米(美国轻型鱼雷的标准口径),通常由MK32水面舰船发射装置或直升机、固定翼飞机发射,也可装载于“阿斯洛克”垂直发射反潜火箭上。MK46内置“奥托Ⅱ”燃料推进系统,弹头携带大约100磅(约45.4千克)的PBXN炸药(相当于108千克TNT炸药)。MK46-7轻型鱼雷专为攻击高性能潜艇而设计,1966年开始服役,是美国和北约海军的标准装备。MK46-5鱼雷是美国海军轻型反潜鱼雷群中的主战装备,预计服役至2012年。目前,美国已不再生产MK46鱼雷,准备用MK54鱼雷取而代之。后者在浅水及深水区都有良好的作战性能,可从P-3、H-60反潜机和水面舰艇上发射,还可作为垂直发射反潜导弹的战斗部,于2004年底实现初始作战能力,可能首先在直升机中队等空中平台上服役。

  MK50是先进的轻型鱼雷,可以从反潜飞机和水面作战舰艇上发射,用来对付速度快、下潜深的先进潜艇,尤其是双层壳体的潜艇。与MK46和MK48不同,MK50使用闭循环化学反应推进系统(亦称“储备化学能推进系统”),其内置式锂加热器将锂加热到一定温度后,与六氟硫化物接触并发生化学反应,释放大量储备化学能。反应过程释放的热量将加热器或环绕加热器旋管流过的水变为蒸汽,蒸汽推动涡轮旋转并发电。该推进系统不仅产生的能量巨大,而且所有的化学反应都在加热器中进行、不会引起海水运动,从而避免了对鱼雷声学元件的干扰。

  MK48系列于1972年服役,是美国海军现役的主要重型鱼雷。它是反潜、反舰通用型鱼雷,改进了线导系统,采用双向信号传输,既能遥控又能遥测。MK48-5先进能力(ADCAP)鱼雷增加了全数字制导和控制处理器。MK48-6鱼雷可以通过下载新的鱼雷作战软件来实现更新:只需将鱼雷置于鱼雷管中,并钩在一个简易的测试装置上,这个装置便能快速下载更新数据。按照以往的做法,MK48型鱼雷的服役期为6~8年,然后被送到维修厂进行升级,返回舰队后的8年内将不再进行更新;而上述改良能力使鱼雷可以在船上进行软件升级。目前,美国海军中仍然有一些MK48-4鱼雷,在役的MK48-5正在被改进为MK48-6,最终美海军所有的MK48鱼雷都将被升级为MK48-7型(CBASS)一一美、澳合作开发的带有通用宽波段先进声呐系统的重型鱼雷,该鱼雷计划于2006年投入使用。

  英国“黄貂鱼”和“虎鱼”鱼雷

  英国海军的“黄貂鱼”鱼雷是目前最先进的轻型鱼雷。该雷由马可尼水下系统公司研制生产,可由水面舰艇和飞机携载,用于反潜作战。该雷于20世纪70年代开始研制,80年代装备部队。90年代末由“黄貂鱼”0型改进为“黄貂鱼”1型,2004年装备部队。该雷采用镁一氧化银一次性海水电池为能源,采用了体积小、噪声低、推进效率高的泵喷射推进器。自导系统由三部分组成:雷顶段发射机、声发射/接收换能器基阵以及声波束形成网络;处理主、被动信号的处理机;带有捷联式惯性测量装置的新型自动驾驶仪。该雷是最早使用聚能装药战斗部的鱼雷,爆破威力大;鱼雷不受海水背压影响,可用于深水作战;先进的探测、识别、抗混响和抗其他干扰的能力,又使其具备了良好的浅水作战能力。

  MK-24型“虎鱼”重型鱼雷是英国马可尼公司研制的系列电动鱼雷,由潜艇发射,用于反潜和反舰。MK-24有0型、1型和2型三种型号:0型用于潜对潜作战,1型是潜射的反潜/反舰两用雷,2型是在1型基础上改进的安静型鱼雷。“虎鱼”0型于1959年开始研制,1974年装备部队,但其宽波束自导装置存在严重缺陷,因此很快便退役。改型后的“虎鱼”1型于1981年服役。经过进一步改进的“虎鱼2”型于1986年服役,成为目前英国潜艇的主要装备。该雷由操雷头、动力系统、线导系统、自导系统、控制系统和引信系统组成。电源为氢氧化钾电解液的银锌电池,战雷用一次电池、操雷用二次电池。电机由弹性支架支承,通过内外推进轴直接带动正反转螺旋桨,因此噪声较低。MK24型“虎鱼”鱼雷是世界上第一种采用远距离通信技术的线导鱼雷,线导系统由以往的单向传输改为双向传输。射艇可向鱼雷发送各种指令,也可接返回的数据,从而提高了导引性能和变能力。但该雷螺旋桨在水深不足30米时易出现空化现象,故浅水性能较差德国DM2A4型鱼雷。

  德国DM2A4型鱼雷

  德国海军DM2A4型鱼雷由德国AEG公司和艾尔萨哥公司联合开发,是DM2A3型“海鳕”线导长鱼雷的升级改进型,研制始于1996年,用于装备德海军212型潜艇。该雷的自导头采用现代化的保角基阵,使探测距离增加、视角加宽,目标识别和抗干扰能力增强,特别适于在水声条件很差的浅水水域。DM2A4鱼雷采用模块化设计的电子控制式高速永磁电动机和锌氧化银电池组,航速和航程都得以提高。电子装置进行了升级,特别是把声自导头内的模拟信号处理系统改成了数字信号处理系统。模块化的结构使之既可以派生出其他型号的鱼雷,又可以衍生出水下无人潜航器。模块化的电池使其可以根据实战或训练的不同需求,配置1~4块相同的电池。此外,该雷引入了“混合装载”概念,不仅装备对抗高级别或危险目标的现代化高性能鱼雷,同时还装备简单、廉价、对抗低级别目标的鱼雷。

  意大利“黑鲨”鱼雷

  在与法、德联合研制新型鱼雷以及自行研制A290鱼雷的计划一再推迟的情况下,意大利在A184—3型鱼雷的基础上改进出A184“黑鲨”鱼雷。“黑鲨”是意大利所有重型鱼雷中技术最先进的,它采用了先进的动力及推进系统,具有高速、大航程、低噪声、无航迹的特点;应用了目前只有俄罗斯采用的线导+尾流自导+主/被动声自导的制导方式,这种制导方式使“黑鲨”既可用于攻潜,又可遂行反舰任务,简化了潜艇鱼雷的配置,提高了战术灵活性。

  瑞典TP62型鱼雷

  瑞典海军TP62型鱼雷是面向21世纪的新型线导长鱼雷,于80年代中后期开始研制,1994~1996年进行全面试验,1997年正式投产,现已装备部队。该雷的出口型被命名为TP2000。TP62鱼雷动力系统采用高效过氧化氢作氧化剂、烷烃燃料和7缸星形发动机,喷水推进。采用主动、被动及主/被动三种制导方式。鱼雷配有先进声自导头,装有计算机控制的触发或近炸引信。雷长5.99米、直径533毫米、重1400千克,最大航速45节、最大航程50千米。该型雷具有高航速、大航程、大潜深、低噪声的特点,将取代瑞典海军现役的TP613型鱼雷。

  俄罗斯“风雪”鱼雷

  俄罗斯海军的“风雪”(SHKVAL)是一种火箭助推式潜射鱼雷。该雷长8.23米,重2697千克,速度达到200节(360千米,小时)。头部装有战斗部,尾部中心为大孔径固体火箭发动机喷管;周围有8个小型启动火箭喷嘴,它们将“凤雪”加速至超空泡速度,然后主发动机开始工作。在尾部还有一个制导导线线轴,当鱼雷在水中航行时释放出导线,用来控制鱼雷的运动及弹头的引爆。鱼雷的头部是极重要的空泡发生器,它呈圆形或椭圆形平板状,向前倾斜形成一个“攻角”,以产生支持雷体前部的升力。紧靠空泡发生器后面是几个环状通气管,航行时首先由平板式空泡发生器产生局部空穴,然后由通气管向局部空穴注入气体,使之膨胀成为超空泡。小型启动火箭使鱼雷航行至形成空穴,随后中央大型火箭工作。空泡发生器的边缘往往是尖锐的,以产生清晰、透明的气/水界面,即气穴面。离头部213处有4个弹出式滑杆,朝后形成一定的角度,紧贴气穴内壁,支持雷体后部在气穴内摆动。这种鱼雷的特点是速度快、动能高,在目标周围爆炸时产生的毁伤力量巨大。

  反鱼雷:软杀伤与硬杀伤能力兼具

  随着鱼雷技术的发展、新型鱼雷的涌现,各国海军对鱼雷防御系统和反鱼雷措施的研究也在不断深化。要迷惑鱼雷或阻止鱼雷的攻击,首先必须及时发现,为此要发展高分辨率声呐系统、提高声呐信号处理能力,应对浅海地区的复杂声况。当代鱼雷已经能够避开宽带噪声源,为此,以美国为首的许多国家正在发展先进灵活的鱼雷对抗措施,在不同的波段应对鱼雷的攻击。如AN/SLQ-25A NIXIE鱼雷对抗系统是一种主,被动式电子/声学引诱系统,它能向声学鱼雷和尾流自导鱼雷发送误导信号、实施欺骗。但是,仅仅依靠软杀伤和规避技术还不能有效对付某些直航式鱼雷和反舰鱼雷,还必须引进硬杀伤机制。

  美国海军系统司令部水下防御战计划办公室正与海军研究办公室、海军实验室等部门密切协作,通力发展AN/WSQ-11水面舰艇鱼雷防御系统。该系统包括拖曳式主动和被动传感器、鱼雷探测/分类,定位处理系统以及反鱼雷鱼雷(ATT),可对来袭鱼雷实施硬杀伤。这套系统将安装在美国海军所有主要的汞面舰艇上。有效应对现有各型鱼雷的攻击。

  反鱼雷鱼雷由宾夕法尼亚大学应用研究实验室研制,直径171毫米,封装在一个作为发射筒的密封罐中,直接安装到舰艇上。它具有很高的航速和良好的续航力,能追踪来袭鱼雷并在舰艇安全距离之外实施拦截。为了能够在复杂的舰艇尾流环境下实施高速攻击,反鱼雷鱼雷设计了可缩回的控制鳍和先进的准进系统。鱼雷配备主动和被动声呐,用于发现、锁定来袭鱼雷;也可以齐射几枚反鱼雷鱼雷,协同地与来袭的多枚鱼雷交战。

  鱼雷探测/分类/定位处理分系统,绰号“导火线”,是AN/WSQ-11防御系统的神经。它由拖曳在舰艇后方的主动、被动传感器阵列组成,使用方式类似于前面谈到的AN/SLQ.25A NIXIE软杀伤鱼雷对抗系统。“导火线”的被动传感器阵列能快速确定来袭鱼雷的方位,对威胁进行初步的分类。主动探测系统向水中发出大功率声信号,对来袭鱼雷进行主动搜索,并为反鱼雷鱼雷提供目标信息。AN/WSQ-1l系统有全自动、半自动和手控三种运行模式。系统主体将安装在目前NIXIE软杀伤鱼雷对抗系统的位置,相应的显示系统则安装在舰艇的作战信息中心。指挥员可根据战术情况超越系统的自动运行模式控制系统作战。

  AN/WSQ-ll系统具备齐射交战和尾流交战能力。前者使潜艇能够连续发射多枚反鱼雷鱼雷,与来袭的多枚鱼雷交战;而后者使反鱼雷鱼雷能够沿自己舰艇的尾流航行,拦截来袭的尾流自导鱼雷。根据美国海军制定的循序渐进的发展计划,完全具备这两种能力的反鱼雷鱼雷将在2011年部署美国海军舰艇。

  “拉斐尔”先进鱼雷防御系统(ATDS)也是类似的水面舰艇鱼雷防御系统,用于探测和攻击具有反对抗能力的尖端鱼雷。系统包括对付鱼雷声呐探测的拖曳式对抗系统、ATC-2拖曳式线形阵列诱饵和“疾飞”(Scutter)一次性诱饵。该系统可同时释放5个诱饵,对来袭鱼雷进行引诱和迷惑。

  最近,英国自主开发的“水面舰艇鱼雷防御系统”已经开始在海军服役。该系统是一种创新的反鱼雷系统,应用了高灵敏度声学传感器,由水面舰艇拖曳作业,可有效识别和鉴定来袭鱼雷的方位。该系统能发出鱼雷来袭的预警信息,并用声学诱饵使鱼雷偏离攻击目标。水面舰艇鱼雷防御系统将取代现役的声呐2070系统,装备英国海军和海军后勤补给舰队的65艘舰艇。英国海军目前共采购了16套“水面舰艇鱼雷防御系统”,第一套系统将装备在23型护卫舰“威斯敏斯特”号上。 刘伟

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