当下环境,航空反潜的重要性日益凸显

随着自然循环反应堆、AIP发动机、泵喷推进、减震浮阀、消声瓦等先进技术的发展,现代潜艇安静性不断提高、水下潜伏时间增长,传统反潜手段效能下降;另一方面和平时期各国海军的规模严重萎缩,难以抽调出更多的舰艇担任专职反潜任务。在这样的形势下航空反潜的重要性日益凸显,有实力的国家装备大型岸基反潜机,其它国家也普遍配备反潜直升机,依靠远超水面/水下舰艇的高速度和先进的探测设备实施高效的广域反潜,本文将介绍航空反潜的机型、作战过程和装备特点。

固定翼反潜

在美国海军的S-3“北欧海盗”退役后,世界上已经没有现役的舰载固定翼反潜机,均为更大型的岸基反潜机,比较典型的机型包括美国的P-3C、P-8和日本的P-1。

【 P-3C 】

P-3反潜机于1959年11月25日首飞,历经3代改进,到80年代中期P-3C型仍然是当时世界上最先进的大型反潜机。该机长35.6米,翼展30.4米,配备4台艾里逊T56-A-14涡桨发动机,最大起飞重量64.4吨,最大速度761公里/时,巡航速度610公里/时,最大航程9000公里,作战半径4400公里。

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> 美军第1巡逻机中队的P-3C参加2016年环太平洋演习,工作站已经采用了多块触摸屏

P-3C强大的反潜能力主要来自其先进的数字化反潜计算机和作战系统,配合多种主、被动声纳浮标、机尾磁探仪、光电传感系统、红外侦测系统和同时具备合成孔径与逆合成孔径功能的AN/APS-137D(V)5型多模海事雷达系统,对水面和水下状态的潜艇进行高效探测与追踪。

P-3C在前机身设有一个内置弹舱,翼下最多可安装10具挂架,机身尾部设有48具声纳浮标发射管。从P-3C Update II开始可以挂载“捕鲸叉”反舰导弹,拥有反舰、对地、反潜多重任务能力。全机的武备包括火蛇70航空火箭弹、“捕鲸叉”和“斯拉姆”增程反舰导弹、“小牛”对地导弹、Mk46和Mk50反潜鱼雷、Mk60水雷、深水炸弹、自卫用的“响尾蛇”空空导弹,也可以空投海空救生套件等救援设备,最大载弹量达到9吨,和B-29轰炸机相同。

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【 P-8 】

P-8A“波塞冬”是波音公司为接替P-3C而研制的新一代喷气式反潜机,采用延程型737-800ERX的机体,也就是737-800的机身加737-900的机翼,可支持更大的起飞重量。为低空高负荷机动飞行加强了机身、机翼和机尾的结构,蒙皮比商用737厚50%;主翼翼尖改用类似波音767-400ER的斜削式翼梢,而不是737-800的双叉弯刀式小翼或传统翼梢小翼。斜削式翼梢与主翼的过渡平整圆润,比主翼拥有更大的后掠角,增加了翼展,气动效率更高,更适合远程飞行。

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在全天候反潜作业中需要频繁改变飞行高度,斜削式翼梢、垂尾和平尾的除冰能力至关重要。P-8A在这三个部位安装了一套Cox公司设计的新概念EMEDS机电驱动除冰系统,由电驱动器带动铝制或钢制气动面前缘高频振动,通过微小变形能将超过1.5毫米厚的冰层从机体上震落,在此之前只有比奇公司的豪华商务机和海军全球鹰无人机上采用过这一技术。

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> EMEDS结构剖面

发动机和737NG系列相同,采用CFM56系列中推力最大的一款7B27A型 ,单台推力121千牛。因为搭载了大量耗电量很高的电子设备,每台发动机配备的IDG整合驱动发电机功率增大了一倍达到180千伏安,附件齿轮箱也特别增强,为此还修改了发动机吊架结构和发动机短舱的外型,在4点钟位置凸起一个鼓包。

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> 2020年5月26日,P-8A在东地中海遭到俄罗斯部署在叙利亚的苏-35拦截,从美国海军公布的视频截图中可以清楚地看到发动机侧面的那个鼓包

P-8A机长39.47米,翼展从737 NG系列的35.8米增加到37.6米,机高12.83米,最大起飞重量也从79吨增长到85.8吨。虽然改动相当大,P-8A和737系列客机仍然是在波音伦顿工厂共线生产的,不过制造速度相差很大,普通的737只需10天左右就能完成总装下线,P-8A则超过2个月。P-8A可以和庞大的737机队共享遍布全球的零配件、培训和服务网络,大大压缩了反潜机部队的开支。

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> 波音于2010年在西雅图波音机场为P-8I专门设置了一条任务系统装配线,在伦顿工厂完成总装的裸机将飞往直线距离仅6公里外的波音机场进行高度敏感的军用设备装配

P-8A的巡航速度为815公里/时,最大飞行速度达到907.7公里/时的高亚音速,比P-3C快322公里/时,可以更快达到搜潜阵位,压缩潜艇的可机动区域。

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> 飞翔在马里兰州帕图森特河海军航空站上空的首架P-8A测试机和一架P-3C

为了增大续航力,P-8A在机腹货舱里安装了6个附加油箱,总油量31.76吨,飞行距离从737-800的5436公里增加到7500公里,或者在2222公里的作战半径范围内巡逻4小时。这个数据虽然低于四发的P-3C和P-1,但是更高的飞行速度显著提高了反潜搜索效率,2台民用发动机的经济性也大大降低了运作费用。而且P-8A的飞行体验更加平顺舒适,更少的颠簸和更低的噪音令机组人员可以将更多精力投入到任务当中。

P-8A在飞控系统上进行了一些对民用机来说达到危险程度的军用调整,在驾驶舱右前控制面板上有一个反潜战战术开关,开启后可以让飞机的最大可用攻角从28°增加到45°,在低于305米飞行且起落架和襟翼处于收起位置时不会触发警报。

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P-8A为双人制驾驶舱,配置和民用型基本一致,机长侧配备了罗克韦尔·柯林斯公司的HUD抬头显示器(在737-800上是选装件),攻角读数在Z(垂直)轴上被g力代替,另外也没有安装iPad电子飞行包。在商业飞行中,仪表板中间靠下的那块液晶屏通常是闲置不用的,只在需要的时候显示液压和发动机工况。而在P-8A上,这些信息会以压缩格式显示在一块上部显示屏上,下部显示屏作为战术事态感知工具专门用于显示飞行轨迹和传感器信息,包括可见光/红外视频图像。

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P-8A具有更高的自动油门增益,让两台发动机对速度调整指令做出更迅速的响应,可根据战术行动需要做出更为剧烈的机动。

驾驶舱后有一小块机组休息区,隔着体积庞大的配电柜是左右两个配备大型舷窗的观察员席位。

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机身中段是工作舱,P-8A早期批次在左侧安装了5个MCW任务机组工作站,后期型安装了6个。其中两个工作站配备了操作手柄,可以控制各种探测仪器的角度和焦距。这些通用化工作站硬件配置完全相同,都是上下两块24寸多功能液晶屏,功能可以相互切换,操作员坐在任意位置上都可以执行全部任务,任意设备获取的数据信息也可以即时共享。

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> P-8A机组在远距离观察南海岛礁

具体分工为2个音响工作站、1个非音响工作站、1个战术协调工作站和1个导航通信工作站,第6工作站可以按任务需求分摊工作量。通常配备2名战术协调军官和3-4名航空作战系统操作员,其中战术协调官负责任务管理,副战术协调官负责通信。经过增量1升级后,P-8A的操作员可以直接遥控操作无人机系统的传感器(二级控制权限)。

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2019年8月美国海军航空系统司令部授予波音公司一份合同,为几个早期批次增加1台工作站升级到后期型的标准,包括美国海军的51架作战飞机、3架飞行测试用机和澳大利亚空军的4架。

工作站右侧是走道和2排六张休息座椅,执行长航时任务可以配备2班操作员轮换工作。机翼之后是大批通信和任务电子设备机柜,右侧还有4个任务规划座席。其后是左右4组声纳浮标存放架,共有96个存放空间。

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存放架后面是右2左1共3具L3哈里斯公司研制的立式SRL声纳浮标旋转发射器,采用5000psi压力气动发射,连发速度达到3秒钟/枚,充气一次可发射40枚。旋转发射架上可以存放10枚 “A”尺寸声纳浮标或其它传感器,也可以在改动后发射“F”或“G”尺寸的声纳浮标,发射器可以在飞行中打开口盖补弹,共用一个发射口。

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得益于高效的SRL发射器,P-8A不需要像过去的反潜机那样在机腹安装众多外置发射管,优化了气动外形,降低了结构重量,简化了装弹和维修保养流程,获益良多。

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> 机腹右侧的两具SRL投放口

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> 对比一下P-3C机腹密如蜂巢一样的52个声纳浮标投放口,每管对应一枚必须在地面装填,结构复杂,装填费时费力(从下往上人力装填,P-8A为机内水平装填)。

在SRL发射器后方还有左2右1共3具备用的单管声纳浮标发射器,左侧厕所前面的地板上还有一个应急重力投放口,所以从底下看共有7个投放口。全机最多共可携带129枚各类声纳浮标,超过P-3C的84枚和P-1的100枚。

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> 7个声纳浮标投放口的位置对应关系,A、B、C为10管SRL发射器,1、2、3为单管发射器,4是应急投放口

P-8A配备了大量先进的电子设备,包括雷达、各类传感器、电子战系统和通信系统。在加长增大的机头雷达罩内安装了雷锡昂公司专门为其开发的机械扫描式AN/APY-10海洋/濒海/陆地多任务监视雷达,和P-3C上安装的上一代AN/APS-137雷达相比,AN/APY-10具有更小的体积、重量和功耗。它具备彩色气象图像、合成孔径、逆合成孔径、潜望镜探测和导航等多种模式,对海洋和陆地目标都能生成高精度雷达图像。

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> 英国皇家空军的P-8A

合成孔径模式可以生成多种精度的条状地图,或者是点状高分辨率图像,用于小型静止目标识别、武器瞄准和战果评估;逆合成孔径模式具备远距离探测、识别功能,最多可同时跟踪265个目标,是P-3C的两倍;潜望镜探测模式依靠高分辨率、高速度、高脉冲重复频率扫描和先进海杂波抑制能力可在60公里范围内发现高海况下短暂出现的潜望镜。

在前起落架舱后面安装了一部五轴陀螺稳定MX-20HD数字化光电/红外多光谱传感器转塔,最多可以配置7具光学传感器,包括针对高湿度、低能见度海洋环境优化的中波段前视红外成像仪、可随动于雷达进行广域搜索的1080P高清电视摄像机、影像增强器、激光测距仪、激光照射器等。转塔内置有惯性测量组件,配合飞机上的惯性导航系统,无需开启激光测距仪就能提供精确的目标位置信息。MX-20系列广泛装备在美制固定翼飞机、直升机和无人机上,而P-8A采用了可升降式,不用时可以缩回机体内,既降低了飞行阻力又能更好地保护传感器。

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> 2014年6月6日,第16巡逻机中队的机组成员在三泽空军基地向日本海自高层介绍P-8A的性能,右侧的圆球就是处于降下工作状态的MX-20HD传感器转塔

P-8A在机身四周安装了多种电子战和自卫系统(位置见附图):驾驶舱两侧各有一个 ①AN/ALQ-240(V)1电子支援系统天线的整流罩,它后方另外一个鼓包里安装的是 ②前向MWS导弹告警系统,下面有两组 ③ALE-47干扰弹布撒器,翼根整流罩上还安装了另外两组,全机备弹120枚。在主起落架舱之后有一个凸起的 ④大型整流罩,里面布置了ESM电子支援扫描天线和OBIGGS机载惰性气体发生器,用于在遭到地面火炮攻击时灭火,保护机载设备。机尾辅助动力单元下方的一个三角型整流罩⑤,里面集成了后向导弹告警系统探头、电子支援系统和AN/AAQ-24(V)定向红外干扰系统。

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以上系统都集成在改进自EA-18G电子战机的AN/ALQ-213电子战管理系统中,提供360度全向警戒、全自动触发应对机制并向机组报警,精度高、故障率低、虚警率低,飞行员通过单一界面控制所有子系统功能,可以在受到威胁的紧急情况下缓解飞行员的压力,提高飞机的生存能力。500

值得一提的是在P-8A上并没有安装反潜机普遍配备的磁探仪,突出的短尾锥仅仅是一个气动部件,里面是空的。美国海军认为喷气式的P-8A作战飞行高度更高,磁探仪的效果不如更先进的声学探测系统,不安装磁探仪可以减重1.6吨但并不影响反潜探测效果。

P-8A全机各处还安装了100具各种类型的天线,包括垂尾顶部的 (A) 海事卫星通信天线、弹舱后部的 (B) 指向性通用数据链CDL天线、(C) 应急定位发射机ELT天线、(D) 甚高频天线、(E) 甚高频/特高频/敌我识别-空中交通管制天线、(F) 甚高频/特高频天线、(G) 特高频视距天线、(H) 卫通天线、(I) 超高频天线、(J) GPS天线组。增量3计划还将安装先进的SIPRNet机密互连协议路由网络系统,向岸基海军战术作战中心和全球信息网络传输加密战术信息。

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机翼下安装有四个硬挂点用于挂载空射型“捕鲸叉”反舰导弹或“斯拉姆-ER”远程空对地巡航导弹,机身下方有2个串列的中线硬挂点用于挂载大尺寸传感器吊舱,机腹弹舱内可以挂载5枚 Mk-54轻型反潜鱼雷、水雷或深水炸弹。

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> 2017年3月17日,来自帕图森特河海军航空站第1空中测试与评估中队的地勤人员正在加州木古角海军航空站给P-8A挂载“捕鲸叉”反舰导弹,为导弹实弹射击测试做准备。

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美国海军在2016年开始的增量2升级计划中为P-8A配备了MAC多基阵主动相干系统,采用两种新型主动声纳浮标和声学信号处理软件,以获得有限的广域反潜搜索能力。目前P-8A可携带64枚被动浮标,是P-3C的两倍;32枚主/被动双基阵声纳浮标,是P-3C的4倍。更重要的是P-8A可以同时操作多基阵反潜系统中的主动和被动声纳浮标,而在P-3C上一次只能使用一种模式,否则主动声纳发出的脉冲信号将干扰被动声纳的工作。

P-8A的飞行性能达到甚至超出作战需求,可以很好地支持反潜、反舰和侦察作业,拥有比P-3C更高的效率。增量-1系统在硬件可靠性、可维护性和可用性上比P-3C有显著提高,但超过75%的关键任务系统故障都是软件造成的,说明任务系统的稳定性和成熟度仍有待提高。

【 P-1 】

日本海自曾经装备了108架P-3C,是美国之后的世界上第二大固定翼反潜机使用国家,而且日本的P-3C全部集中在本土,实际部署的反潜机密度来比全球部署的美国还要高出很多。但P-3C日渐老旧亟需替换,当时自卫队内部存在外购派和国研派两大阵营,外购派曾经计划采购波音公司以757机体改造的反潜机,后来又转向与美国联合开发P-8。最终主张扶持本土航空工业的国研派占了上风,于2001年11月将计划中的“次期运输机与次期固定翼巡逻机”研发合同一起授予川崎重工,这就是今天的C-2运输机和P-1巡逻机。

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> C-2和P-1各自的01号原型机

2者共用机翼外段、水平尾翼、座舱部件以及飞控系统、碰撞警告系统、操纵系统等航电设备,共同开发的部分总共节省了大约250亿日元的设计经费。

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P-1机长38米,翼展35.4米,最大起飞重量79.7吨,最大速度996公里/时,巡航速度833公里/时,最大航程8000公里,作战半径2500公里,这些数据均介于P-3C和P-8之间,在现代反潜巡逻机中也属于先进水平。

比较特别的是最大起飞重量达到141吨的C-2只采用了2台GE CF6-80C2L1F发动机(和747、767、A300、A310发动机同系列),单台推力26吨;而重量几乎轻一半的P-1出于速度、续航力与高冗余度的考虑,却安装了4台石川岛播磨为该机专门开发的XF7-10涡轮扇发动机,单机推力仅6.1吨,不及前者的1/4。

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这也使P-1成为世界上新研制的反潜飞机中唯一装备4台涡扇发动机的型号,另一种4发的喷气式反潜机就是英国的“猎迷”。

虽然4台发动机在重量和系统复杂性上付出了相当的代价,但P-1的设计注重提高抵达目标区的速度,巡航速度比P-3C高出37%,压缩了目标潜艇的逃逸时间;它的巡航高度达到1.3万米,探测设备覆盖范围更广,单位时间内能够巡逻更大的海区,整体作战效能比P-3C有大幅提高。

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P-1是世界上第一种采用光纤线传飞控系统的飞机,飞控信号不受外界电磁脉冲干扰,重量也比传统的电缆线传飞控大幅减轻。它配备了东芝研制的HPS-106 X波段主动相控阵雷达,这是世界上第一种实用化的氮化镓(GaN)体制机载有源相控阵雷达,天线分别布置在机头整流罩内和驾驶舱两侧,拥有水面搜索、对空搜索、导航与气象、合成孔径、逆合成孔径等多种模式,可以绘制高精度2维图像远距离发现小型目标。

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> 机头两侧的PS-106雷达侧扫天线阵面,前起落架舱后方的4具刀状天线是声纳浮标的信号接收天线

机首下方装有伸缩式AN/AAS-44前视红外搜索转塔,与SH-60K反潜直升机上的相同,能全天候识别潜望镜类小型目标。驾驶舱后上方的球型整流罩里是ESM电子截收装置天线,多功能作战能力超过P-3C。

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尾部机腹共设有30个声纳浮标投放口,机内储存有另外70枚。目前日本P-3C机队携带的声纳浮标水听器为垂直线阵列型,对声源的定位能力不足;P-1将配备新式的水平线阵列型声纳浮标,入水后呈伞状展开,可根据侦测声音的时间判定声源位置。

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> 声纳浮标投放口,外置式和内部发射器相结合

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> P-1机舱内部,左前方是声纳浮标的储藏柜,近处是2部旋转式声纳浮标发射器

前机腹设有内置式弹舱,主翼最多总共能挂载8枚“捕鲸叉”或者国产ASM-1C反舰导弹,机尾设有磁探仪。

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P-1拥有全新开发的先进任务/作战管理系统,采用彩色大型液晶显示器,各控制台之间可以互相交换操作功能,互为备份。机上的整合式反潜声学探测系统拥有很高的系统集成度与信号处理能力,能强化探测低噪音潜艇的距离。

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P-1于2007年9月28日首飞,但是在研制生产过程中遇到相当多的技术困难,甚至出现机身裂纹等情况,不断改进后直到2013年才交付使用。截止2018年底,P-1总采购数量为33架。

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【 固定翼航空反潜战术 】

航空反潜主要有2种战术模式:巡逻反潜应召反潜

巡逻反潜时反潜机前出到指定的巡逻区域按照投入兵力的多少、巡逻范围、天气水文条件等不同因素确定最优化的飞行高度和巡逻线路,查明该海域是否存在敌方潜艇的活动。例如日本在本土四周的津轻海峡、大隅海峡、宫古海峡等关键咽喉水道始终维持常态化的航空反潜兵力,和平时期掌握潜在对手的潜艇活动规律和动态,战术配合水面舰艇和盟国潜艇封锁海峡,限制对手从东海、日本海前出太平洋。

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应召反潜是战时最普遍的一种作战形式,反潜机事先在基地或者空中待命,接到海底反潜水声侦测网、往来舰船等情报来源提供的潜艇活动通报后,立即赶往发现潜艇踪迹的区域进行反潜作业,需要搜索范围较小,但是属于时间敏感目标,速度是关键,越快到达战场发现潜艇的概率就越高。

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不论哪种模式,反潜机抵达战区后的作战行动通常都分为4个阶段:搜索、识别、定位和攻击。

首先反潜机会利用磁探仪、搜索雷达、激光探测仪、红外探测仪、光电系统及废气分析仪进行概略搜索。使用磁探仪时通常会采用圆形探测法、交叉法或者平行探测法;使用雷达时则采用平行航线搜索、阻拦搜索、扇形搜索、随机搜索等方式。

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一旦捕捉到声学、光学或者磁性信号的异常情况,或者判读敌方潜艇存在的可能性很高,反潜机会投下1枚以上的测温声纳浮标,测定海区的温深曲线,以准确设定声纳浮标的布放间距、工作时间、通信频率和水听器工作深度;然后再投放1枚专用被动声纳测定海洋背景噪声级。

完成战场准备后将选择搜索效果最好、浮标使用量最少的阵型投放若干全向被动声纳浮标组成搜索阵,常用的阵型有线型阵、圆形阵和方形阵。如果发现目标踪迹,反潜机将补充投掷一组主/被动定向声纳浮标以获得其概略航向。如果没有潜艇的踪迹,则转向下一个探测点重复这一步骤,直到耗尽全部声纳浮标。这时可以增加投入的航空兵力,搜索效率、探测精度和解算速度都可以得到很大的提高,也可以召唤附近的水面舰艇提供支援,扩大搜索范围。

这将是一个反复筛网、逐渐靠近的冗长过程,既依赖先进的技术设备也有很大碰运气的成分,深藏在海中的潜艇可以依靠复杂的洋流、跃温层、水生动物等自然条件隐蔽自己,形如大海捞针。

如果运气足够好发现了目标,反潜机或者母舰上的反潜作战系统将比对获取的声纹,或者用磁探仪进一步抵近识别。

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> 通用动力加拿大任务系统公司研制的声纳浮标信息处理设备界面

确认敌方身份后将保持一段时间的连续追踪,精确测定目标的运动要素,并计算出自己的攻击阵位,确定使用的弹药类型。

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在请示上级并得到授权后,反潜机可以用反潜鱼雷或者深水炸弹独立发起攻击,或者将目标信息用数据链分发给其它作战单位,引导水面舰艇发射反潜导弹。

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> 2015年10月18日,一架海自的P-3C在三年一度的相模湾国际舰队阅舰式上进行深水炸弹投放演示


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直升机反潜

固定翼反潜机价格昂贵,德国采购5架P-8A包含培训和备件的价格达到16亿美元,因此更多国家选择采用直升机反潜。目前世界上使用最广泛的反潜直升机是美国的“海鹰”系列,它可以分为两代,第一代是针对不同任务需求分别研制的SH-60B(用于佩里级、斯普鲁恩斯级、提康德罗加级)和SH-60F(用于航母),第二代是采用通用化设计的MH-60R,用于替换前两者,配属护卫舰、驱逐舰、巡洋舰、两栖舰和航母。

【 MH-60R 】

现役的MH-60R安装了①MTS-FLIR多光谱目标指示系统、②ASE飞机生存设备套件、③AN/APS-147多模对海搜索雷达 - 具备逆合成孔径成像和潜望镜一类小型目标检测能力、先进机载舰队数据链、AN/AQS-22 ALFS先进机载低频主动吊放声纳和④SH-60B上的25管声纳浮标发射器;但没有配备磁探仪,也没有安装发动机红外抑制套件。在MH-60R进行中期改造时,对海搜索雷达将升级为AN/APS-153型,具备自动雷达潜望镜检测和识别(ARPDD)功能。

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MH-60R在海鹰系列中首次采用了整合式玻璃座舱,这是洛马研发的Common Cockpit™概念,和MH-60S的配置相同,类似于空客不同机型之间高度统一的驾驶舱设计,简化了飞行员的培训和后勤保障。

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机鼻平台上的MTS-FLIR外观和HH-60H/SH-60B的AAS-44(V)转塔相似,显得更方正一些。它们同为雷锡昂公司的产品,但MTS-FLIR的技术水平要高得多,光学窗口也要多一倍。该系列产品广泛应用在C-130、MQ-9C“死神”、MQ-1“捕食者”、MH-60“铺路鹰”等飞机上,产量超过3千部。实际上除了磁探仪,MH-60R整合了前三型海鹰的全部重要设备,也具备所有作战能力,而且可以同时执行多重任务。

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MH-60R的武器包括MK-54轻型鱼雷和“地狱火”导弹。在改变了右侧绞车位置后,在右舱门前方也可以安装短翼,使武器挂点增加到4个,但最多只能挂载3枚鱼雷。

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> 飞行在太平洋海岸的HSM-77中队两架MH-60R分别挂载了"地狱火"(前)和MK-54(后)

HH-60H的标准机组是1名飞行员、1名空中战术军官(ATO)兼副驾驶以及1名战术系统操作员,货舱还可以乘坐3名机组加5名乘客。它还特别增强了防护能力,飞控系统采用双重备份,液压和电气系统为三重冗余,机身机构可以承受轻武器和中口径炮弹破片的打击,旋翼叶片可以经受23毫米炮弹的直接射击。

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> 2013年11月,"华盛顿"号HSM-77中队的MH-60R机群正在进行维护,左侧短翼可以向上翻起并快速拆卸,25管声纳浮标发射器也是模块化的,可以根据任务需求快速调整直升机配置

MH-60R于1999年12月首飞,首批低速率生产型由SH-60B改装而来,2005年开始的量产型都是全新制造的,2007年入役,美国海军共拥有291架。所有接收HH-60R的轻型反潜直升机中队(HSL)都被整编为海上打击直升机中队(HSM),目前共有6个中队,成为美国海军直升机的绝对全能主力。

【 直升机反潜战术 】

直升机和固定翼反潜机的基本反潜战术相同,有3个主要区别:反潜直升机可以使用吊放声呐;一个编队内的反潜直升机数量比较多,多机配合反潜效率更高;反潜直升机可以在任何配备直升机平台的舰艇上起降补给,甚至可以不着舰以悬停姿态进行加油,出动率更高,响应速度更快。

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当反潜直升机配属在巡洋舰和驱护舰只上,通常单机或双机负责一个扇面的反潜任务,海域开阔,作业声学环境理想。作战时首先依靠母舰先进的拖曳阵列声纳和舰壳声纳搜索敌方潜艇,在发现大致踪迹后迅速飞抵目标区域,使用声纳浮标和磁探仪进行精确定位,随后发起鱼雷攻击,或为舰载反潜导弹指示目标。

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在航母战斗群的反潜圈内作业,反潜直升机通常多机配合进行联合搜潜。作业区域周围存在大量友舰的噪音干扰,在这样复杂的磁/水声环境里,可以迅速收放、小范围定点侦听的吊放式声纳探测效果和效率要远优于覆盖范围过大的磁探仪和只能一次性使用的声纳浮标。

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反潜搜索设备

【 声呐浮标 】

声呐浮标是航空反潜最重要的探测设备,将空中飞行的反潜机和海面下瞬息万变的作战环境联系在一起。声呐浮标分为被动、主动和特种浮标三类,其中特种浮标用于测量垂直剖面海水温度、测量浪高、中继通信等辅助任务。根据北约标准化规定,声呐浮标的直径均为124毫米,按长度不同分为A型(长914毫米)、G型(419毫米)和F型(123毫米)。

以美国目前装备的AN/SSQ-53G频率分析与记录被动声呐浮标(DIFAR)为例,它属于A型浮标,重9.5公斤,投掷高度12米-9144米,其水听器能够检测到5-40千赫范围内的声能,既可以被动定向探测、识别水中目标,也可以对大范围海域进行全向宽频监听,最少只需2枚浮标就可以确定目标方位。

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AN/SSQ-53G拥有27米/61米/122米/305米四种工作深度选择、0.5小时/1小时/2小时/4小时/8小时五种工作时间选择和97个甚高频通信频率选择。它具备4种声学探测模式:CSO持续浅水全向(探测深度13.7米,探测频率30-5000HZ)、CO校准全向(探测深度与浮标工作深度相同且可调,探测频率5-20KHz)、XCO宽频校准全向(探测频率5-40KHz)和DIFAR指向性频率分析与记录(探测频率5-2400Hz)。

这些选项中只有工作深度必须在声呐浮标发射前通过电子功能选择(EFS)设定,通信频率、工作时间、探测模式和自动增益控制在发射前后都可以通过EFS或者命令功能选择(CFS)两种方式更改设置。和之前的AN/SSQ-53型号相比,G型增加了GPS定位报告功能,探测精度更高,它可以由飞机、直升机或者水面舰艇通过标准的LAU-126/A型发射容器布放。

另一种AN/SSQ-101B ADAR被动搜索声呐浮标配备了40只水听器,通过张线呈5边形水平布列,信号传输功率5瓦,持续工作时间4.5-6个小时。

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和AN/SSQ-53G、AN/SSQ-101B配套使用的是AN/SSQ-125定向命令激活主动声呐浮标(DICASS),重16.3公斤,采用锂/二氧化硫电池供电,配备压电陶瓷全向传感器阵列。入水后可以通过CFS方式遥控设定深度(只能下潜)、工作参数、发射水声脉冲或自毁。它有7种波性选择,4种工作深度(19.8米/53.3米/91.4米/152.4米),持续工作时间8小时,主动声呐基准工作频率为950Hz,可选范围1kHz-5kHz。连续发出的主动声呐脉冲遇到目标产生回波,被声呐浮标检测到后可以测量出距离和方位,并利用多普勒效应从背景噪声中检测出移动目标,特别适合浅海反潜作战。

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P-3C投掷水平线阵列型被动声纳浮标的工作过程如下:

① 人工状态的浮标从机尾的发射筒弹射出舱

② 张开阻力伞稳定飞行姿态

③ 在触水瞬间抛掉阻力伞

④ 在一个预设深度,水压刺穿一只高压气瓶,释放出的气体将浮标分解为上下两部分,通过一条缆绳连接

⑤ 带有无线电信号发射机的上部浮出水面

⑥ 下部下沉到预设深度后展开水听基阵和一具高精度磁罗盘

⑦ 水听基阵由5根折叠撑杆组成,每根撑杆上排列着5部水听器,捕捉到的特定频率声波压力被转换为放大的电子信号,通过缆绳传输到上部

⑧ 上部将信号放大、调制后发送回母机,机组人员可以通过多部声纳浮标的信号进行三角测量,测定潜艇方位和深度

一次性使用的声呐浮标消耗量极大,P-8A执行一次反潜巡逻携带约120枚声呐浮标,返航时往往全部用光。2019-2023财年美国海军就采购了3.75万枚AN/SSQ-36B测温浮标、68.5万枚AN/SSQ-53G和9万枚AN/SSQ-101B被动声呐浮标、12万枚AN/SSQ-62F和1.8万枚AN/SSQ-125主动声呐浮标,总价格超过10亿美元。

【 吊放声呐 】

AN/AQS-22机载低频声呐是美国海军现役唯一一型吊放声呐,也是专门为MH-60R研制的,包含吊放机构的全系统重260公斤,吊放声呐本体重43公斤,吊放缆绳长775米,最大工作深度550米,由直升机供电而无需内置昂贵的声呐电池。

该声呐为主/被动复合体制,12条折叠臂上各安装了2只水听器,展开后阵列直径2.6米,可在4-5秒内展开或回缩。24个波束覆盖1.2-5.6kHz波段的5个工作频点,适应复杂的浅水及强背景噪声环境,拥有全向快速感知和定向能力,可以探测识别低速甚至是停机坐底的常规潜艇。除了定位、跟踪、识别潜艇,该声呐还可用于对己方潜艇进行水下通信或者水文条件分析。

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【 磁探仪 】

很多固定翼反潜机在尾部都拖着一条长尾巴,这就是磁异常探测仪,简称磁探仪。它内置的磁力计可以感应出地球磁场因为大型金属物体扰动产生的变化,转变成数字化信号进行处理,机组人员根据磁场曲线变化来判断是否存在潜艇活动。

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这种物理场的改变不受水文气象条件影响也无法隐藏或消除,可连续搜索、反应迅速、定位精度高、操纵简易可靠。但这种磁场的变化非常微弱,磁探仪的作用距离不超过1200米,只适合发现目标后对潜艇进行精确定位,以准备发起攻击。

美国自用型P-8A没有安装磁探仪,但出口印度的P-8I安装了加拿大CAE公司生产的AN/ASQ 508A先进集成式磁探仪,可以更高效地执行大面积反潜探测任务。P-8I的尾锥明显比P-8A长出一截,不过相对其它反潜机上长长的磁探仪来说还是相当短小,因为AN/ASQ508A的集成度很高,传感器长1米,直径23厘米,重量仅有27公斤。

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固定翼反潜机速度快、机载设备复杂、载弹量大,反潜直升机随舰部署、机动灵活;机载水面搜索雷达、声呐和磁探仪各有所长、相互补充;声呐模式主/被动、全向/定向、脉冲/连续波相结合,通过多基站组网协同探测,覆盖不同方位、不同深度、不同频率。所有这些复杂的技术、装备、战术组合在一起,赋予航空反潜强大的战斗力。

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