0 引　言

反潜训练是海军战斗力生成的重要手段，各国海军都高度重视反潜训练。水下自航式靶雷能逼真模拟潜艇的运动、声学等特性，不仅操作使用方便、效费比高，还可逼真模拟海军在反潜战中可能遇到的不同国家的各类型潜艇，成为各国海军反潜训练的主要装备。

本文介绍了国际上靶雷发展的历史与现状，着重分析了美国自20世纪70年代起大量使用的MK30系列靶雷和瑞典AUV62-AT靶雷的技术特点。因为美海军官方网站和瑞典SAAB公司在2018年均声称，美海军计划于2018、2019年评估瑞典AUV62-AT靶雷，准备用于美海军的反潜训练。最后，综合分析了国际上各型靶雷的共性和一些独特技术的特点，展望了靶雷技术发展方向。

1 美国及欧洲靶雷发展

为了对美国及欧洲国家的反潜战训练用靶雷有一个较全面的了解，图1按研制或交付时间列出了美、意、法、德、瑞典等国的靶雷。现国际上的靶雷口径多样化，图中接近时间轴的表示口径较大，远离时间轴的口径较小，其中口径最小的是美国MK39系列一次性靶雷。

20世纪70年代，美国海军为开展反潜战训练，首先研制了21 kn口径、形似鱼雷的MK30 Mod 1靶雷，1974年交付美海军，配备在美海军水下作战中心（NUWC）基波特分部的Keyport靶场、大西洋舰队武器测试基地（AFWTF）、纽波特分部的南加利福尼亚靶场（SOCAL）、纽波特分部位于巴哈马群岛的大西洋水下测试鉴定中心（AUTEC）、基波特分部夏威夷岛的太平洋导弹靶场基地（PMRF）等处，用于航空兵、潜艇和水面舰编队的反潜训练，训练科目包括单项独立反潜训练、联合反潜战训练、反潜战团队协同及应变训练，与各靶场的水下跟踪定位系统联合使用，能够有效地评估靶雷执行效果和海军训练效能，训练中反潜舰队可以按实战状况使用搜索装备和武器系统。据美国海军官网称，至2016年MK30 Mod 1的使用次数已超过25 000次。

因MK30 Mod 1靶雷寿命将达20年，美国于1992年开始策划、1996年开始研制Mod 2型靶雷，2002年投入使用，2008年正式交付，主要目的是提高靶雷的可靠性、测试性和维修性，此外，MK30 Mod 2型靶雷新增了自主规避、逼真的窄带和宽带噪声模拟、随方向变化的声学应答和瞬态噪声模拟等功能，以满足美海军探潜装备和鱼雷探测目标、目标分类识别、跟踪和再搜索追击的训练要求，进一步提高了靶雷的技术水平与可用性。值得注意的是，2003年4月，美海军为了开展更逼真的濒海反潜战训练，首次在没有水下监控系统的夏威夷群岛使用MK30靶雷进行了跟踪演习和鱼雷试射训练，在此之前，MK30靶雷的使用仅限于有水下三维定位跟踪的区域，对于MK30靶雷来说这是一个重要成果，它表明美海军可以用MK30在舰队想训练的任何地方开展训练。

20世纪70年代末期，美国还为以色列研制了口径10 in的SPAT-0自推进潜艇声学靶标，到90年代升级为SPAT-1，但其应用情况鲜有资料提及。

在美国的训练靶雷系列中最具特色的是4.88 in的MK39系列一次性ASW活动训练靶标（EMATT），是目前国际上口径最小的靶雷，由洛克希德·马丁公司西皮肯分公司研制，自90年代初Mod 0型开始生产，经历了Mod 1，Mod 1A型，2015年已升级到MK39 Mod 2型。MK39是一型低成本的公海ASW训练靶标，可由水面舰船或反潜飞机平台布放，其潜用型SUBMATT可由潜艇发射，可按不同速度、深度、航向工作，模拟潜艇的声学与磁场特性，用于舰队的反潜鱼雷训练和作战对抗训练。MK39 Mod 2可产生被动离散声信号、宽带噪声信号、回声信号；可由导线通以脉冲电流产生磁场来模拟潜艇磁场特性；航行结束后，开孔自沉，无需回收。据统计目前为止美国已经生产了近40 000枚MK39系列靶标，用户涉及美国、欧洲、亚洲和中东的17个国家。

欧洲国家中，研制海军训练用靶雷的有法国、意大利、德国、俄罗斯、瑞典等。

其中法国靶雷的类型最多，主要有法国DCN公司研制的CI1系列靶标（直径21 in）、D19-T ASW训练靶（直径21 in）、法国Thales水下系统公司研制的CALAS靶标（直径15 cm）和法国RTsys公司的轻型可回收训练靶APV-RT（直径15 cm）。CI1系列反潜训练水下活动靶，是一种高性能的复杂训练靶标系统，已服役法国海军。CI1-3型靶标是该系列最新型号，可以与新一代声纳和鱼雷相匹配，用于F17，F21，MU90等新型鱼雷的试验。

意大利WASS公司自20世纪80年代开始研制BSS系列靶标，最新型号是BSS-3型，已服役意大利海军，用于MU90和黑鲨鱼雷的作战评估试验。

瑞典SAAB公司在2006–2009年期间研制了AUV62-AT靶雷，除服役瑞典海军外，澳大利亚皇家海军已使用AUV62-AT进行反潜训练。2018年美国海军开始对AUV62-AT反潜战训练系统进行评估验证，拟将其用于ASW训练。2019年英国皇家海军确认向萨博公司购买AUV62-AT。

通过现有资料分析，靶雷作为反潜战训练的重要装备，因效费比高，使用方便，美欧各国纷纷自行研制。从美国自70年代研制开始，欧洲海军在80、90年代开始研制，并持续进行升级换代，而美国海军对反潜战更是高度重视，不仅研制的靶雷型号齐全，特别是训练使用量非常大。下面以美国的MK30 Mod 2型靶雷和瑞典AUV62-AT为例，介绍并分析国外靶的技术构成与特点。

2 典型靶雷技术状态 2.1 MK30 Mod 2靶雷

MK30 Mod 2靶雷由推进、航行控制和载荷组成，载荷包括声学和潜艇磁模拟功能，可以实现反潜战（ASW）训练任务所需的潜艇特性模拟。靶雷可在设定的范围内机动，速度从5~20 kn不等，下潜/上爬和转弯速率与潜艇性能相当；可以编程发射窄带、宽带噪声，可以同时或单独发射主动反射声信号；靶雷可以规避主动声呐探测信号；可以接收声学通信指令以改变速度、深度、方向、结束任务或改变预设定任务；可以用一根大电流拖缆模拟潜艇磁场特性，用于反潜机磁异常探测训练。

靶雷形似鱼雷，直径21 in，长度625 cm（无拖曳线列阵），由6段组成（见图2），包括头段、电池、导航与控制（G&C）、声学、电机和后段。

靶雷头段（第1段）是一个密封可承压的壳体，它安装了左右接收换能器、回收信标和紧急脉冲发射器。在头段前部设计了一个鼻环，以方便回收操作。第2段是电池段，为靶雷提供能源，使用容量39 kWh的MR－200锌银电池。在电池两端安装了纵倾调整系统（TAS），TAS由储液容器、压力和液体感应开关、泵和管道组成，可将液体从电池段前端转移到后部的接收容器中，使靶雷在回收时保持30°以内的垂直角度漂浮。第3段是导航与控制段，安装了电源转换组件、航行体控制及声学处理组件（VCAP）、意外网络组件（CNE）、磁异常电源、惯性导航单元（INU）、任务执行信息记录器（MPI）和可选数据记录器。第4段是声学段，安装了3-D定位信标发射换能器组件，高、中、低频率的发射器及其相关的功率放大器。第5段是电机段，安装了电机、电机控制器，还安装着冷却泵/蓄能器组件和绝缘耦合器。第6段（后段）中安装了推进器、推进器轴、轴承、4个舵控制器、4个鳍片和一个定子；脐带缆连接器安装在壳体上；拖曳线列阵整齐盘绕着固定在尾鳍上。

拖曳线列阵上有一个发射换能器用于提供鱼雷声学模拟功能，一个水听器接收声探测信号，以及一段大电流的磁异常模拟（MAD）电缆以模拟潜艇的磁性特征。

MK30 Mod 2靶雷的原理、组成与结构如图3所示。除电池、动力推进组件外，Mod 2靶雷的控制与声磁载荷核心是导航与控制段内的航行体控制与声学处理（VCAP）组件，集中了1个CPU和4片DSP，以及INU、温度传感器，完成靶雷航行控制、安全控制、舵机控制、声学信号处理、数据记录等功能。

靶雷的声学接收部分由头段左右接收换能器和拖缆上的1部接收换能器组成，负责水声指令信号、声呐及鱼雷探测信号的接收。声学发射部份由雷体两侧的高、中、低频各3部换能器，以及拖缆上的1部鱼雷频段发射换能器组成，负责潜艇辐射噪声、声反射特性的模拟。潜艇磁特性模拟由一段长近60 m的大电流电缆实现。

MK 30靶雷的安全等级是根据不同的任务来规定的，对于可从靶雷中识别出潜在信息的被定义为保密等级，潜在信息包括靶雷模拟的目标或使用靶雷训练的美国潜艇、水面舰艇或飞机的作战能力、弱点、战术、技术和战术条例等。靶雷在没有加载任务软件或数据时是非密的，靶雷的声学发射、接收频谱、系统接收带宽是保密的。

为完成训练任务，MK 30靶雷还配备了发射控制系统（LCS）、岸基声学指令控制器（ACLSBC）、紧急停车系统（ESS）、任务准备和分析系统（MPAS）、靶雷测试设备（ATE）、支持和处理设备（SHE）组成。发射控制系统（LCS）用于在发射平台上执行以下发射操作：启动靶雷电源、连接全球定位系统（GPS）、执行功能测试、监测靶雷功能、将任务设定数据传送至靶雷；在打捞上船后，LCS可读取靶雷记录的任务性能信息（MPI）和可选数据记录器（ODR）数据。岸基声学指令控制器（ACLSBC）用于在训练任务执行过程中通过水下定位系统向靶雷发出指令，安装在各训练基地的水下跟踪定位基站中。紧急停车系统（ESS）从水面舰艇或直升飞机上布放，用于命令靶雷进入停机（EOR）状态，ESS是1套自备电池的便携水下发射机，可发射185 dB/1uPa@1m信号，工作时长3 h。任务准备和分析系统（MPAS）用于任务准备、分析靶雷的声学和运动情况，任务准备内容包括任务剖面、航行范围和参加训练对象等，需要与作战舰队一起制定；MPAS还可以对任务数据记录器（MPI）或可选数据记录器（ODR）的记录数据进行分析。靶雷测试设备（ATE）作为使用基地的维修设备，可对所有靶雷进行准备和修复，通过脐带缆直接与靶雷连接后，可进行靶雷功能和故障定位测试。支持和处理设备（SHE）是在运输过程中提供保护，以及处理、组装、拆卸靶雷和外部控制设备（ECE）的辅助设备，包括电池充电系统（BCS）、清洗和充填设备、太阳遮挡装置、可选数据记录器（ODR）、靶雷专用工具、滑动台架、通用电子测试设备和海运容器等。

美国对MK30 Mod 2的升级并没有提高Mod 1型的运动、声学等指标，反而将航行深度由600 m降为300 m，提高靶雷可靠性要求，将双转螺旋桨推进方式改为单转方式。

2.2 AUV62-AT

AUV62-AT靶雷是瑞典萨博（SAAB）公司基于AUV62自主式水下航行体和62型鱼雷研制的，采用了模块化结构，可以通过更换功能段、任务软件包来执行不同任务。

AUV62-AT形似鱼雷，直径21 in，重约1 500 kg，最大工作深度300 m，4 kn时续航力24 h。由安装发射换能器的头段、前压载舱、换能器段、能源模块、导航控制模块、后压载舱、推进与控制段。压载舱（见图5）可以根据需要把航行体锚定于海底以便于后续回收，可以控制航行器低速航行，可以用来使航行器浮出水面以便任务完成后更容易回收。在压载舱移除的情况下，航行器头部将装有气囊以便任务完成时浮出水面进行回收。

AUV62-AT使用泵喷推进器，航行噪声低，即使在高海况下也能保证低速的稳定航行。其导航功能采用多普勒计程仪和惯性测量装置，能实现高精度定位。靶雷有一根固定的突出桅杆用于水面通信和数据传输。

AUV62-AT的声学模块能够覆盖当今多数反潜声呐的频段和鱼雷自导频段，对于10 kHz以上频率使用固体陶瓷换能器，采用谐振Tonpilz技术覆盖2～10 kHz频带。在2 kHz以下，可采用磁致伸缩换能器技术，使用磁致伸缩致动器作为活塞运动的膜，达到100 Hz的低频。

AUV62-AT有带拖曳阵和不带拖曳阵2种配置。为产生真实潜艇的声特征，用换能器拖曳阵来模拟实际的目标长度，可提高对潜艇物理特征的模拟效果，根据反潜训练中所需潜艇的长度和类型，应答器的间距和数量可调整。换能器拖曳阵还可用于估算来袭鱼雷的通过时刻和最短距离。如果不使用拖缆，可使用换能器段的左右两侧水听器及发射换能器，生成展宽的回波并发射。

AUV62-AT具有一定智能功能，当它感知到被飞机、舰船或鱼雷探测时，会自动进行机动规避，执行典型的潜艇规避动作，例如从一个温跃层转移到另一个温跃层。

AUV62-AT可用于所有ASW战部队的训练与评估，可以从水面舰船、潜艇或岸基系统发射或回收。为保障训练任务完成，AUV62-AT还包括一系列配套设备：任务规划系统、任务评估系统、信号产生和分析系统、发射回收系统（LARS）、综合后勤支持（ILS）系统。

3 靶雷技术特点及发展趋势分析

各国靶雷均具备模拟潜艇机动特性、声学特性功能，都采用电动力推进方案。美国靶雷为配合其反潜作战体系训练，常用靶雷都有潜艇磁特性模拟功能。欧洲部分靶雷为判断鱼雷过靶情况增加了测量换能器。从总体、推进方式等功能方面分析国外靶雷的技术特点和设计思路。

3.1 总体设计

在靶雷的口径选择方面，美国的第1型靶雷是21 in口径，主要用于美国各大试验场的部队反潜战训练，历年来使用数量超30 000次；自90年代起美国的4.48 in口径一次性靶雷MK39系列订货量近40 000枚，主要用于美海军在公海的反潜训练。大口径靶雷与小口径相比，航行时间长，声学低频模拟能力强，如何选取主要取决于海军的使用方式与训练需求。欧洲国家的靶雷除了法国的CALAS，APV-RT靶雷是150 mm口径外，均为21 in的。

在靶雷发射回收方面，靶雷一般从水面船发射，多采用斜槽、吊放方式发射，美国可以用直升机发射和回收21 in，重量超过1.2 t的MK30系列靶雷，其它国家没有采用此类方式。

在靶雷的总体性能设计方面，为提高回收效率与安全性，Mk30 Mod 2型靶标设计了微调系统（TAS），使得靶标在每次航终时可以调节回收角度，无需在每个航次进行航行体称重与重心调节操作，并使靶雷在回收时保持30°以内的垂直角度漂浮，大大方便了回收。AUV62-AT是模块化设计的水下航行器，为满足不同的使用目的，设计了独立的压载舱段，可以在靶雷前、后部选择加装，在不安装压载舱情况下，靶雷头部将装有气囊以便任务完成时浮出水面进行回收。

3.2 推进技术

靶雷可采用的推进器有单转螺旋桨、双转螺旋桨、泵喷推进器等，Mk30 Mod 1采用双转螺旋桨，而MK30-2使用涡感定子逆流螺旋桨（SISUP，Swirl Inducing Stator Upstream Propellor）设计，SISUP推进系统为单旋转轴，转子是大侧斜六叶螺旋桨设计，具有较低的噪声和较高的有效性，用定子对抗转子所产生的旋转扭矩。AUV62-AT采用泵喷推进器，具有辐射噪声低，低速航行稳定性好等特点。

3.3 声磁特性模拟能力

声学模拟是靶雷的主要功能，在美国发展的系列靶雷中，MK30系列、SPAT系列都用一个发射换能器作为声学回波模拟发射源，通过产生时域多亮点模拟目标尺度特性，美国自70年代起有很多声学目标模拟方面的专利，但并没有对MK30 Mod 1的声学模拟方式作改进。法、意等国自80年代起就采用多个发射器模拟声学尺度目标。用靶雷拖曳一根装有多个发射、接收换能器的线列阵来模拟声学尺度目标已成为各国认可的方式。

美国研制的各型靶雷都具备磁异常模拟功能，从口径21 in的MK30系列到10 in的SPAT系列，小至4.88 in的MK39系列，这充分反映了美军反潜战的实施方法需求。此外，仅有2015年UDT展会上首次展出的法国RTsys公司APV-RT轻型可回收训练靶也具备MAD模拟功能，它在15 m深度可以通过自动或外部声学指令方式布放MAD电缆，以磁场模拟方式工作。其它靶雷都没有该项功能。

3.4 自主规避能力

MK30 Mod 2，MK39 Mod 2，AUV62-AT等靶雷都具备自主规避功能。规避机动是潜艇的一种战术机动。当潜艇发现被探测或被跟踪条件下，需通过改变航速、航向、航深等方式机动规避主动声纳的探测或跟踪，一般在规避机动运动时，若改变深度，采用增加深度或者进入温跃层等措施；若改变速度，通常采取极低速航行；若改变航向，一般使潜艇尾部对着探测声方向，以减小自身的目标强度；降低航速，以减小噪声强度；逐渐远离探测目标。

3.5 鱼雷攻击效果测试能力

靶雷是鱼雷的攻击目标，在实施训练中鱼雷是否命中靶雷是海军关心的问题，MK30系列靶雷没有特别提到该类功能。德国SUBTAS靶雷，特别提到靶雷的航行体上有4个水听器，与拖曳阵尾端的2个水听器共同构成传感器系统，用来测量鱼雷过靶情况。AUV62-AT拖缆的前后各装有一个水听器，可用于测量鱼雷过靶情况，为试验与系统有效性分析提供依据。

3.6 训练评估功能

MK30，AUV62-AT等靶雷都特别强调，靶雷是一个训练系统，其中重要的功能就是对训练数据的保存与回放、分析。MK30可以在靶雷打捞起来后，如果在水面船上，可立即用发射控制设备读出靶雷记录数据，具体的训练评估可在返回使用基地后，用专用的任务准备和分析系统（MPAS）处理。

AUV62-AT同样具备任务规划、训练数据分析评估等功能，设计了便携式任务评估工具，可在演习结束后立即查看数据，演习后指挥部队和操作员能够详细分析ASW训练情况，由直升机、鱼雷等其他参试单元记录的数据以及其他所有信息可以一起导入进行分析。

3.7 发展趋势分析

靶雷经过近40年的发展，其对潜艇机动特性、声学特性的模拟已形成一系列成熟技术，未来靶雷的发展趋势与各国海军反潜装备的发展紧密相关，可能在以下几个方向对靶雷提出更多需求：

1）逼真的潜艇机动特性模拟功能，不仅要模拟潜艇正常航行，还要对潜艇在遭遇探测与攻击时的规避机动进行多层次的逼真模拟；

2）精细的声学特性模拟功能，随着人工智能技术的发展，海军探潜武器的性能不断提升，将对靶雷能否模拟不同类型的水下目标声学特性提出更多要求；

3）模块化设计，应可以根据任务需求方便地更换相应模块配置以执行不同的训练任务或改变其使用模式；

4）提高可靠性，可靠性对产品至关重要，美国MK30 Mod 2升级的重要因素之一就是提高Mod 1型的可靠性；

5）提高易用性，包括操作、布放、回收、充电等各个环节，易用性的提高可降低维护成本并提高训练与试验效率。

4 结　语

根据美海军对MK30系列靶雷的大量使用和MK39系列靶雷的大量采购，以及其对AUV62-AT的兴趣，不难看出，反潜作战训练始终是海军训练的重要任务。在反潜战训练中，靶雷现在及今后都将在各国海军的反潜训练中发挥重要作用，而靶雷的发展也将根据各国海军不同的应用需求，向着逼真机动及声磁特性模拟、高可靠性、易维护操作的方向发展。