对抗尾流自导鱼雷的防御技术 (1)

行目标检测，对舰船构成很大威胁。目前对尾流自导鱼雷缺乏有效的防御措施，发展水面舰艇反尾流自导鱼雷防御技术 迫在眉睫。该文基于尾流特征及尾流自导鱼雷工作原理介绍了用于对抗尾流自导鱼雷的气幕弹、磁尾流、拖网、深水炸 弹和反鱼雷鱼雷等几种软杀伤和硬杀伤方法以及隐身技术和机动规避等非杀伤方法总结了舰船对抗鱼雷攻击的 3 个 关键环节包括高性能鱼雷报警系统、快速反应的水声对抗系统和多功能的水声对抗设施旨在为有效防御尾流自导鱼雷
鱼雷在航行过程中向上发射声脉冲，声波在
尾流区和非尾流区的反射情况明显不同，根据对
8
鱼雷技术
手段的尾流自导鱼雷，利用类似气幕弹的气泡发
入死循环，直到耗尽燃料为止。
目前正在研究的还有磁尾流自导。对于大型 驱逐舰以上的舰艇，以 20 kn 以上速度航行时，在
生器作为诱饵，可以在海水中形成多条与舰艇尾
流相交叉的模拟气泡尾流，诱骗来袭鱼雷改变方
易
红，等:对抗尾流自导鱼雷的防御技术
7
展到一个相对成熟的阶段，而日益先进的尾流自 导鱼雷和线导鱼雷开始成为主要的威胁。目前对
接收信号的处理就可判断鱼雷是否处于尾流区 O
声波在非尾流区的反射回波有体积混响和海面反
尾流自导鱼雷缺乏有效的防御措施，美海军曾有
人想在航空母舰后面拖带一艘护卫舰舰壳以引爆
射，如何区分尾流信号和体积混晌及海面反射呢? 一般来说，尾流探测信号很窄，体积混晌持续时间
高，毁伤效果好[2] ，成为打击大中型水面舰艇的
主要武器。作为防御手段，尾流自导鱼雷的对抗
技术也必然会随之产生。目前西方海军大国认
为，大型水面舰艇的对空反导弹防御系统已经发
收稿日期: 2006-09-15; 修回日期:
2006-11 -06.
作者简介:易
红 (1964 -
)，高级工程师，从事鱼雷自导信号处理研究.
此外还有非杀伤技术，就是通过舰船的水声隐身 设计、消声涂覆和减振降噪等措施来隐蔽自己。
近年来，随着尾流自导鱼雷性能的不断提高，
给水面舰艇带来了很大的威胁。尾流自导鱼雷具
有很好的抗干扰能力和较高的导引精度，命中率
发展，提高本舰自身生存能力已经成为急需解决
的问题，而水声对抗技术的应用是提高自身生存
能力的重要途径。 对于反潜声自导鱼雷，水声对抗技术已趋于
与水反应时，随气泡扩散到水中，由此引起的海水
磁场的改变模拟舰艇的磁尾流。除此之外，气泡 发生器的药剂与水的反应是放热反应，可以引起 周围水域水温的变化，可用来模拟热尾流。 美、英在演示和验证水面舰艇鱼雷对抗措施
石酸。混合物的颗粒大小、质量比以及外覆层溶
于水的速度决定了产生气泡的大小。可作为外覆
层的物质很多，如聚乙烯醇、乙烯氧化聚合物等。
第 15 卷第 4 期
2007 年 08 月
鱼雷技术
TORPEDO TECHNOLOGY
Vol. 15 No.4 Aug.2007
对抗尾流自导鱼雷的防御技术
易红， 何辰， 陈春玉
(中国船舶重工集团公司第 705 研究所，西安， 710075)
摘
要:舰船航行时在尾部形成一条含有大量气泡的尾流成为舰船的目标特征之一。尾流自导鱼雷利用舰船尾流进
行解算，直至从目标下面通过，鱼雷非触发引信动
作引爆目标。文献 [4J 介绍了尾流自导鱼雷的制
导机理。尾流自导鱼雷跟踪目标示意图见图 1 0
的宽度约为舰船宽度的 2 -3 倍，在时间大于 0.5
mIn 时，尾流边界的扩展角约为 1 0 0 能够产生声
学效应的尾流，其存在时间在 15
-45
min 之间，
fo口ned
behind a sailing ship , which provides a target feature of the ship. A wake
homing torpedo detects target through wake to severely threaten surface ships. Since there is no effective countermeasure against the torpedo on a surface ship , it is imperative to develop the technology for countering wake homing torpedo. Based on wake features and operational principle of wake homing torpedo , this paper introduces some methods of soft kill , hard kill and non-kill , such as gas generator , magnetic wake , torpedo net defense( TND) , depth bomb , anti-torpedo torpedo( ATT) , stealth , and evasive maneuver. We summarizes three key points in the defense against wake homing torpedo , including high approaches to effectively countering wake homing torpedo.
较长，可延续到晚于海面反射回波信号。基于这
胁，发展反尾流自导鱼雷的防御技术十分迫切。
1
尾流的特征
舰船在航行过程中，由于螺旋桨搅动产生的
种差别，可以实现鱼雷对尾流的检测。
当鱼雷检测到尾流时，以预定的航向角转向，
并且对着目标沿正弦状航迹运动。一旦鱼雷发现
空化现象，海面波浪的翻卷、破碎，以及从吃水线
部分卷入的大量空气，在舰船的尾部形成了一条
短、衰减快。海面反射信号到达时间较晚、强度
尾流自导鱼雷 [3]O 尾流自导鱼雷甚至迫使美海
军考虑把正反转螺旋浆装在舰艇前方，以大量减
少尾流。为了消除尾流自导鱼雷对水面舰艇的威
高、脉宽窄。而尾流气泡与周围水介质相比，密度
大，散射系数也较大，并且气泡有一定厚度，尾流 信号在气泡间多次反射，使得回波信号持续时间
HE Chen ,
CHEN Chun-yu
(The 705 Research Institute , China Shipbuilding Industry Corporation , Xi' an 710075 , China)
Abstract: A long wake with lots of bubbles is
当气泡发生器被投入水中后，由于发泡物质
的质量比比海水大，所以开始下沉，这时外覆层遇
时，作为"概念 1" 项目，用火箭发射了带有起泡剂
的诱饵来对抗尾流自导鱼雷 [9]O
3.2
硬杀伤
到海水后开始溶解，当下沉到预定深度后，溶解完 毕，发泡物质开始反应产生气泡，气泡大小与发泡
舰艇仅靠软杀伤和规避技术还不能消除反舰
的存活时间较长，可达几十分钟以上，随着时间的
进一步延长，这些气泡也被海水溶化或上升到海
面破裂消失。
的变化或通过硬杀伤防御对抗 [5]O
这里通过软杀伤、硬杀伤和非杀伤几个方面
介绍水面舰艇对抗尾流自导鱼雷的防御手段。
2
声尾流自导鱼雷的工作原理
声尾流自导鱼雷正是基于跟踪目标尾流的原
3.1
软杀伤
气幕弹作为对抗反潜声自导鱼雷的常用干扰
。
引言
随着鱼雷武器的日益发展，如何提高舰艇的
成熟 [1]O 有 3 类对抗器材，软杀伤的主要器材有
声诱饵、宽带噪声干扰器、气幕弹等，硬杀伤的设 备和武器有拦截网、水雷、深弹和反鱼雷鱼雷等，
对抗能力，有效防御鱼雷攻击已成为海军水下防
务的重点。法、意等欧洲国家的海军开展了水面
舰艇鱼雷防御系统的研究项目，研究了作战环境 和现有防御技术，提出了未来防御的方法。美、英 也开展了水面舰艇鱼雷防御的联合研究，逐渐形 成了装备不同舰艇的产品。由于鱼雷武器技术的
鱼雷口0] ，以达到保护水面舰船的目的。
沉网法就是把拦截网投入舰船尾流中，浮子
气泡发生器的设计，使所形成的气泡特征与
舰船尾流的基本特征相同，比如厚度、宽度等。控
制气泡发生器的发射数量，保证投入水中形成气
泡的长度，在水中的位置与舰船航行的方向成一
接触到海水时，气体发生器将其充气后，便能悬浮
在海水中，同时可伸缩式支柱伸出，使整个网在尾
海水中的尾流气泡尺寸大约为 50
3
尾流自导鱼雷的水声对抗技术
由于尾流的特点，尾流自导鱼雷很难被干扰。
- 1
500μm o
较大气泡 (500
-1
500μm) 很快浮上海面破裂消
目前反潜作战的干扰器材对尾流自导鱼雷大多不
失，只有十分微小的气泡 (50
-
500μm) 在海水中
起作用，因此对抗尾流自导鱼雷是一项很复杂的 任务。目前的水面舰艇一般只能通过航向、速度
[6]O 器材，在作战中起到声屏蔽和声诱骗的作用
理。尾流的主要成分是气泡，其声学特性与周围
的水介质不同，可被鱼雷自导系统检测到。于是 鱼雷以一定的弹道逻辑跟踪尾流 O
气幕弹在海水中能够形成气泡幕，这使人们还有 这样一种设想:对于以主动声脉冲探测为工作原
理的尾流自导鱼雷、以检测换能器阻抗变化为工 作原理的尾流自导鱼雷以及利用顶视光尾流探测
perfo口nance
torpedo
alarm system , rapid response acoustic countermeasure system , and multi-functional acoustic countermeasure device , to provide
Key words: wake homing torpedo; anti-torpedo torpedo( ATT); acoustic countermeasure; gas generator; magnetic wake; evaslve maneuver
提供思路O
关键词:尾流自导鱼雷;反鱼雷鱼雷;水声对抗;气幕弹;磁尾流;规避机动
中图分类号: TN972 文献标识码 :A 文章编号: 1673-1948 (2007) 04-0006-05
Defense Technologies Against Wake Homing Torpedo
η Hong ，
尾流自导鱼雷的威胁，还必须引入硬杀伤机制。
物质颗粒大小有关。一般说来气泡的大小由释放 诱饵的舰艇尾流中的气泡大小决定，如果希望产
生的水面气泡直径为 50μm ，可用颗粒大小为 100
3.2.1
反鱼雷拦截网
反鱼雷拦截网具有拦截鱼雷的作用，使用沉
网法和拖网法2 种拦截鱼雷的方法对抗尾流自导
Leabharlann Baidu
μm 的 50% 碳酸氢铀和 50% 酒石酸的混合物。
向，使鱼雷跟踪假尾流，舰艇则进行战术规避。
5000 m 以内距离尾流磁异常强度为 0.1 伽玛至
几个伽玛[8] ，航空母舰磁异常强度更大。在气泡
发生器的药剂中加入一定量的磁性物质，当药块
可以设计一种气泡发生器 [7J 作为尾流自导
鱼雷的诱饵装置，这种装置由在海水中起反应产 生气泡的物质、可溶于海水的外覆层和艇上投放 装置组成。在海水中可产生气泡的物质很多，可 以选择质量比大于 1 的混合物，如碳酸氢铀和酒
流中张开。网的中央设有爆炸装置。尾流自导鱼
定的角度，生成一条与舰船真尾流相似的气泡痕
雷一旦进入尾流区域并碰到拦截网上，使网上任
迹，构成假尾流，并与真尾流相连，诱骗鱼雷在连
接点上偏转航向，舰艇伺机逃逸。图 2 说明假尾
流的可能分布图 O
t 舰船，
何一根导线断裂，即可引爆炸药，摧毁来袭鱼雷。
由于舰船尾流比较窄，紧急情况下，舰船在航行过
含有大量气泡的气幕带，这就是常说的尾流。尾 流的几何特性与舰船的大小、航行速度、海面风速 等因素有很大的关系。一般情况下，大多数舰船
尾流垂直方向的厚度大约是舰船吃水深度的 1.5
-2 倍，在舰船过后 0.2-0.5 min ，尾流在水平面
尾流的 2 条边界，就直接对着尾流航行。自导系
统可根据尾流宽度的变化计算出离目标舰的距 离，在逐步逼近目标的过程中，鱼雷对尾流信号进
如果舰艇以 20 kn 的速度航行，则尾流长达10
km
以上。就物理场而言，尾流具有声学特性、光学特
性、磁特性及热特性等。舰船尾流的这些物理特
性，是进行尾流探测、跟踪和识别的基础 O
舰船尾流中含有大量不同直径的气泡，气泡
图 1 鱼雷跟踪目标示意图
的大小和初始数量与舰艇的排水量、螺旋桨数量、
螺旋桨外形、舰船速度、海况等因素有关。一般在