舰船科学技术  2022, Vol. 44 Issue (10): 102-106    DOI: 10.3404/j.issn.1672-7649.2022.10.020   PDF    
潜艇与水下无人航行器协同反潜作战运用方法
梁斌, 高阳, 史晓春     
中国人民解放军91439部队,辽宁 大连 116041
摘要: 本文在对国外不同类型水下无人航行器装备性能梳理的基础上,归纳总结潜艇与其协同反潜作战的作战优势,研究提炼出两者反潜作战典型样式和海上作战流程方法,为水下无人反潜作战运用提供参考。
关键词: 潜艇     水下无人航行器     协同反潜     作战运用    
Research on collaborative application method of submarine and unmanned underwater vehicle in anti-submarine warfare
LIANG Bin, GAO Yang, SHI Xiao-chun     
No.91439 Unit of PLA, Dalian 116041, China
Abstract: The operational superiority in collaborative anti-submarine operations are summarized in this paper,which are based on the combing over the equipment performance of different unmanned underwater vehicles abroad.The study shows that the author obtains the typical styles and operational process methods between the submarine and typical unmanned underwater vehicle.This research provides a reference for the application of underwater unmanned anti-submarine warfare.
Key words: submarine     unmanned underwater vehicle     collaborative anti-submarine     operational application    
0 引 言

全球现有军用UUV类型和型号较多,已经列装和在研约50型[1],分类方法和标准有多种。中小型UUV一般用于情报侦察、海洋调查、通信保障,大型、超大型UUV多用于特种运输、反水雷、反潜反舰及综合作战任务[2]。随着网络中心战、分布式作战、无人智能作战的发展,水下无人装备技术突飞猛进,以潜艇+水下无人航行器(UUV)为核心的有人+无人协同反潜作战将逐渐成为主要的作战样式。

1 协同反潜作战优势

潜艇在反潜作战中有隐蔽性好、对敌潜艇感知能力强、突击威力大等多种优势,也存在水下通信难、协同支援兵力少、自卫能力弱、作战海域受限等劣势。有了UUV的助阵后,潜艇反潜的优势将得到进一步放大,而劣势将得到弥补。

1)安全性更好 

潜艇与UUV协同,一般将UUV配置于威胁方向担任警戒、部署于一线执行危险任务,使潜艇远离敌方探测和攻击范围,提高了潜艇的安全性,保护了有人的高价值目标,符合“非接触”的战争理念。UUV可探查海洋信息和航路情况,探明水下不明障碍物,为潜艇提供导航定位,保障潜艇水下航行安全。

2)隐蔽性更好 

由于UUV的尺寸、动力、声磁特征等隐身性均优于潜艇,不易被敌发现。派出UUV进行信息获取和对敌攻击,潜艇远距离实施指挥和监视,提高了自身行动隐蔽性,不易暴露战术意图;UUV可抵近敌方实施作战,提高了侦察的清晰度,达到攻击的隐蔽性和突然性。

3)作战效能更高 

采用分布式作战理念,通过多功能、多平台的UVV群组网,增强战场感知度和作战环境透明度,全方位提高了潜艇的综合作战能力。潜艇与UUV群可组成范围更广、距离更远、手段更多样的水声-无线通信网,实现潜艇在不暴露情况下的对外通信,并可提高潜艇与体系的通信速率,通信能力和情报获取能力大幅提高。依托水上、水下态势感知体系,潜艇指挥UUV群协同侦察探测,可实现快速广域发现、精准定位、持续跟踪,对目标探测定位能力大幅增强。潜艇与具备武器发射能力的UUV协同攻击,扩大了攻击范围和攻击层次,缩短武器投送距离,增加了攻击效能和敌方防御难度,水下攻击能力大幅提高[3]

4)作战适应性更强 

UUV可适应多种战场环境和作战需要,不受恶劣的水文环境和高危险海底环境影响,可在繁忙水道、敌方反潜封锁区、水雷区、敌方壁垒、陌生海域、近海浅海等高危海域执行任务;智能型UUV可自主工作、长时间职守,能够突破人体极限,适应反潜作战的长时间、高强度。UUV部署使用灵活,搭载方式多样,满足多种平台投送需要,可由水面舰艇、潜艇、预置平台布设或自行航渡至任务海区,也可由潜艇背负、鱼雷管发射、导弹管发射。

5)作战手段多样,战术战法更加灵活

UUV丰富了潜艇的作战手段,一艘潜艇难以兼顾、胜任多种作战任务,在UUV协助下提供了多种解决方案。以对敌潜艇实施打击为例,有察打一体UUV(察打UUV)参战时,UUV探测定位、UUV攻击;在UUV不具备攻击能力时,UUV探测定位,潜艇实施攻击;UUV和潜艇均无法攻击时,UUV探测定位,引导外部兵力实施攻击。UUV可模拟己方潜艇,诱导欺骗敌方反潜部队,掩护己方潜艇作战行动;也可充当诱饵,将敌潜艇诱骗至己方伏击区实施围歼。此外,智能UUV可在广阔复杂海域对敌潜艇实施长时间跟踪监视,察打UUV更是可以独立自主实施反潜作战。

2 典型反潜作战样式

根据装备性能特点、作战任务、战场环境、反潜体系支撑情况,潜艇与UUV协同反潜有5种典型作战样式。

1)区域封控反潜

潜艇与UUV群组成反潜体系,在己方兵力活动的海域进行预先清扫和长时间封控,清除敌潜艇水下威胁,形成水下屏障。多在己方水面舰艇编队集结地、航线上的重点水域进行侦察、巡逻、情报收集,发现敌潜艇后,与反潜航空兵、水面舰艇协同驱离或实施打击。

图 1 区域封控反潜示意图 Fig. 1 Schematic diagram of area sealing anti-submarine

2)要道封锁反潜

潜艇与UUV群在敌潜艇航行要道上建立反潜警戒幕,一般多在港口、水道、海峡等特定海域,对敌潜艇实施封锁、拦截和打击,使其无法突破封锁、无法抵达任务海区。

图 2 要道封锁反潜示意图 Fig. 2 Schematic diagram of the main road blockade anti-submarine

3)壁垒区反潜

壁垒区戒备森严、防御体系严密,潜艇无法突破或者难以保证自身安全。可派出察打UUV等兵力渗透至敌方壁垒区内,实施态势感知、航道控制甚至搜索攻击敌方弹道导弹核潜艇和攻击型核潜艇。

图 3 壁垒区反潜示意图 Fig. 3 Schematic diagram of the barrier area anti-submarine

4)特定海域反潜

在近海、浅海、大陆架、海洋环境复杂等潜艇无法保证航行安全的水域,由UUV执行对敌潜艇的侦察、搜索、攻击任务。

图 4 特定海域反潜示意图 Fig. 4 Schematic diagram of anti-submarine in specific sea areas

5)阵地伏击反潜

经情报收集和事先侦察,在敌潜艇经常活动海域或必经航路上预先建立伏击阵地,潜艇与UUV组成反潜体系和杀伤网,通过布放反潜水雷、发射反潜鱼雷、引导外部兵力攻击等多种手段对敌潜艇实施绞杀。

图 5 阵地伏击反潜示意图 Fig. 5 Schematic diagram of position ambush anti-submarine
3 协同反潜作战运用方法

反潜作战样式在战场环境、战术背景、敌我态势等方面存在不同外,在战术行动方面均是相似的。潜艇与UUV协同,以“三网”(通信网、监视网、杀伤网)组网为主线和手段,构建反潜海战场;通过兵力部署、兵力展开、情报获取、侦察识别、攻击决策、武器攻击、效果评估、兵力回收等战术行动完成反潜作战。

1)兵力部署

①确定任务兵力和分工。根据任务内容、海区、己方兵力、保障条件综合确定任务兵力,可采取集散式组网方式[4]。由1艘核潜艇、1个察打UUV(作为领导级UUV,负责UUV群的指挥管理、情报汇总、对潜数据通信、对敌潜艇打击)、1~2个通信UUV(负责编队对外通信联系和导航定位)、数个侦察型UUV(负责对敌潜艇的侦察监视和海洋环境监测)组成反潜作战群[5]

②确定指挥协同关系。反潜作战群可采取层级分布式组织结构,潜艇作为指挥、决策、控制的核心,行使最高指挥和决策权。察打UUV负责UUV群指挥和信息流转,其它UUV受察打UUV直接指挥。

③确定阵形配置。根据任务海区范围及UUV通信、探测、机动和打击能力,综合确定潜艇和各UUV位置、方位、间距。

④确定保障条件。根据任务需求和己方保障能力,确定情报、通信、探测、火力等支援保障条件,若任务海区内部署有预置平台也可视情唤醒参与任务。

⑤规划航路,下达任务。根据任务要求、海区范围和UUV任务分工,在潜艇作战系统上对UUV进行事先航路规划,并通过潜载控制站将航路信息和作战任务发送至艇载UUV。

图 6 兵力配置示意图 Fig. 6 Schematic diagram of the allocation of troops

2)兵力展开

①布放。潜艇依据任务UUV的不同搭载形式,根据海区环境、海流方向选择合适的航向、航速,按步骤逐一布放UUV。潜艇通过潜载控制站释放UUV,遥控其离开潜艇,UUV转入自治模式,获取潜艇GPS信息[6]

②通信组网。UUV布放后,潜艇与UUV群按照指挥关系,建立内部水声通信网络,潜艇也可使用通信浮标与UUV群建立远程通信,UUV群自主组网;通信UUV与海底固定式声纳信标等信息节点进行水声通信,接入水下通信网络;通信UUV释放通信浮标至海面,作为无线-水声通信节点达成对外无线电通信,也可进行水下跨介质通信;潜艇和UUV群通过水下和水上2个途径融入己方通信体系,完成通信网组网建链[7]

③导航定位。通信UUV释放通信浮标至海面获取卫星导航信息,或通过海底水下导航定位系统的声呐信标获取位置信息,依托自身和察打UUV的高精度导航设备对潜艇和UUV群进行位置校准。

④就位待机。完成各项准备后,潜艇指挥UUV群按规划航路航行至指定区域待机或分区执行巡逻警戒任务,对UUV群实施不间断的编队控制[8]

3)情报获取

情报信息分为内部和外部情报信息。内部情报为潜艇和UUV群位置、工作状态及获取的水下环境、水声信号等信息[9]。外部情报信息为己方外部反潜体系的战略预判和战役侦察信息、协同保障兵力情况及掌握的敌方潜艇和其他兵力活动信息。通信UUV定时或适时通过卫星通信系统、导航系统、甚高频、水声通信中的一种或多种通信手段,将内部情报向岸基、天基、水下和水面等指控中心分发,经分析处理并与情报资源数据库比对后生成战场情况;反之,通信UUV定时或适时获取外部情报信息,通过察打UUV数据提取、融合压缩后回传潜艇,潜艇进行情报分析研判,全面掌握作战态势。

4)侦察监视

将潜艇、UUV群、海底固定式声学和非声学探测系统、海面以上探测系统通过通信网络,完成监视网组网,作战过程分为感知发现、比对识别、跟踪监视。UUV群通过声、电、磁等手段感知发现可疑目标后,采集目标信息,按数据格式进行处理后回传至察打UUV;察打UUV依托自身数据库进行信息区分、初步识别和目标定位,将处理后数据融合压缩回传至潜艇;潜艇将目标信息与艇载数据库信息进行特征比对,同时结合目标运动要素进行综合判型,也可将目标信息通过通信路径发送至其他指控中心协助判型。潜艇在人机结合情况下,确认目标为敌潜艇后,向UUV群下达指令,以接力方式对敌潜艇持续跟踪监视,进一步获取目标信息。察打UUV可布放由光纤电缆连接的传感器节点,扩大探测范围,提高感知灵敏度和定位精度。

5)攻击决策

攻击决策不仅可由潜艇或察打UUV单独作出,还可由两者协同给出,为此需将决策功能进行分配,形成自动化等级[10]。潜艇根据任务情况确定决策的自动化等级,完成决策分工。目标确认后,协同察打UUV进行目指信息解算,进行攻击方式和时机选择、攻击任务分配、打击武器配置、作战时间统一、作战行动协同等作战决策,最终形成武器攻击作战方案。

6)武器攻击

潜艇、察打UUV、水下预置武器以及海上、空中反潜兵力通过通信网构成武器打击体系,完成杀伤网组网。潜艇或察打UUV根据攻击决策方案进行指挥控制,执行攻击任务的武器平台接收攻击指令和目指信息,进行武器系统管理与发射控制,完成反潜鱼雷、水雷等武器发射,对敌潜艇实施攻击,其它兵力协同配合。可根据任务需要进行多纬度、多波次攻击。

7)效果评估

武器攻击后,UUV群和监视网对敌潜艇目标进行监测,UUV视情使用光学设备进行抵近侦察,通过敌潜艇声磁电信号特征、运动态势、艇体视频等信息,评估打击效果。潜艇或察打UUV综合判断是否进行二次打击。

8)兵力回收

UUV群完成任务后,通常根据预设程序进入回收或自毁阶段。各UUV通过通信UUV获取导航信息校验自身导航数据,航行至与潜艇会合区域,完成寻的、接近、捕获对接、落位对接等一系列回收动作。察打UUV可根据任务执行情况和自身状态自主决策回收程序。

图 7 反潜作战流程图 Fig. 7 Flowchart of anti-submarine warfare
4 结 语

UUV已经成为各国海军博弈角力的重点领域,随着总体、智能、能源动力、导航、通信、载荷等方面技术的不断发展进步,UUV反潜作战使命将不断丰富拓展,有人+无人协同反潜作战方法也将随着装备技术发展而步入实战化研究、检验、应用的新阶段。

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