長纓已在手何時縛蒼龍:中國海軍艦艇聲吶進展

從《艦船知識》登載的圖片可見,最新服役的054A改進型導彈護衛艦已經裝備了056A型裝備的新型拖曳變深聲吶。中國海軍艦艇的反潛短板長期以來人所共知,這款新型聲吶的曝光說明了中國海軍水聲系統的哪些進步?本期《出鞘》為您追溯解讀。

從第17艘開始,改進型054A型導彈護衛艦均在艦艉左側增加了一個開口,用於收放最新的SJG-311型主動拖曳低頻變深聲吶。艦艇的反潛系統包括水聲系統和反潛武器系統,其中水聲系統中的聲吶設備一般分為艦殼聲納和拖曳聲吶兩種,後者可大致分為主動變深聲吶和被動線列陣聲吶兩大類。

相對於其他的艦載武器裝備和電子設備領域,我國艦載水聲設備的信息長期以來相對少有人知,其技術水平如何也很少有人去分析。實際上我國在這一領域的起步很早,技術積澱很深,從仿製落後的蘇制聲吶起步,通過80年代對西方技術的學習吃透,目前已形成了門類齊全的自主研發能力。

目前,中國海軍的第三代主戰艦艇均裝備國產SJD-9型艦殼聲納,它是一部數字式主/被動主動搜索攻擊聲吶,探測距離12公里,側重於偵測中近距離水下目標。該聲吶是對052型導彈驅逐艦原裝的法制DUBV-23型艦殼聲納的國產化升級產品。「現代」級裝備的則是性能彷彿的MGK-335型艦殼聲納。

和艦殼聲納相比,拖曳聲吶由於水聲元器件遠離艦體,受到的干擾較小,經常被用作軍艦的遠程搜潛手段,這也是本圖集將要重點敘述的。我國這一領域的起步是1986年引進了一部法制SS-12型艇載小型拖曳變深聲吶,改裝了一艘037型獵潛艇。從圖表中能看到這次改裝仍舊存在不完善之處。

之後服役的051G型導彈驅逐艦使用了同樣來自法國的DUBV-43型拖曳變深聲吶。和「獨立運營」的693艇上的SS-12型不同,051G型首次將拖曳變深聲吶併入反潛系統當中,實現了水聲系統和反潛武器系統的綜合。但由於051G仍舊採納加速慢,噪音大的蒸汽輪機動力,導致實際效果略受影響。

90年代服役的2艘052型導彈驅逐艦上同樣使用了該型聲吶。在這兩艘使用柴燃交替動力,具備雙機庫設計的新型戰艦上,DUBV-43的性能得到了更充分的發揮,使得052型的綜合反潛作戰能力基本達到了歐洲80年代反潛驅逐艦的水準。後來,051G和052型先後更換了該聲吶的國產數字化改進型號。

兩艘052型的服役讓中國海軍水面艦艇在搜潛水平上首次達到了現代水準,但此時西方國家已經開始裝備物理孔徑大,探測距離遠,使用限制少的拖曳線列陣聲吶。因此在對引進聲吶設備進行國產化數字化改進的同時,依靠水聲行業多年的技術積存,我國也獨立開始了拖曳線列陣聲吶的研製。

於2003年研製成功,並於當年獲得國家科技進步二等獎的SJG-206是21世紀初中國水聲行業的驕傲,全長300米,最大作用距離100海里,最大工作深度接近1000米,性能和美國海軍主力拖曳線列陣聲吶AN/SQR-19A接近。其對核潛艇等目標的探測距離在80千米左右,可同時跟蹤5個以上目標。

除了051C型之外,中國海軍的三代驅護艦一般裝備了SJG-206型被動拖曳線列陣聲吶,補上了水下態勢感知能力的「短板」。特別是裝備了魚-8型火箭助推魚雷的054A型導彈護衛艦,該艦在通過拖曳聲吶獵取敵潛艇大概方位後,除了可以召喚艦載直升機搜潛攻潛之外又多了一個攻擊選項。

裝備SJG-206之後,中國海軍在水聲探測領域可以說達到了世界先進水平,但周邊日益嚴峻的安靜型潛艇威逼使得我們還不能停止前進的腳步。美國的「弗吉尼亞」自不必說,日本先後裝備了「親潮」「蒼龍」兩級安靜型AIP潛艇,而越南的「基洛」級636M型一旦形成戰爭力之後同樣不可小視。

這些潛艇的雜訊強度往往接近甚至低于海洋背景雜訊(95分貝),用被動聲吶探測相當困難,加上我國周邊海區淺海環境多,聲學環境複雜,這使得SJG-206和其他國家的線列陣聲吶一樣在淺海的探測性能均會有明顯下降。因此近年來各國海軍一般引入主動低頻聲吶用於應付這些安靜型潛艇。

這是由於潛艇的降噪措施往往對低頻抑制效果較低。以消聲瓦為例,它對低頻信號的汲取效果並不明顯,因此聲波可以穿透消聲瓦並穿透艇殼,進入耐壓殼體內部;而且聲波在潛艇的內殼和肋骨中「彈」幾次後不僅使得回波進一步增強,還可以通過對回波信號的進一步提取實現對艇型的識別。

這類拖曳聲納對潛艇的探測距離會遠超過20km,可能達到40-50km,而且即使對方是「弗吉尼亞」級這種靜音性能極佳的潛艇也是一樣。另外拖曳線列陣聲納受原理限制存在左右舷模糊問題,無法區分目標到底來自左舷還是右舷,艦艇必須進行機動方能判明,而主被動拖曳聲吶解決了這一問題。

所以如今西方國家水面艦艇開始採納主/被動拖曳聲吶相結合的方式。用低頻主動聲吶發射信號,用拖曳線列陣聲吶來接收,如此獲得遠距離探測和定位的優良效果。例如本圖中英國海軍在23型護衛艦上裝備的2087型聲吶,以及法國海軍在其最新型「阿基坦」護衛艦上裝備的聲吶均屬此類。

主/被動聲吶的結合方式有很多種,我國採納的是分開布置的方法,也就是低頻發射陣和拖曳線列陣彼此獨立布置,可以做到互不干擾,收放也要方便的多。更重要的是便於現役艦艇的升級和改造,即現有配備拖曳線列陣聲吶的艦艇增加一個主動低頻聲吶,即可升級為主/被動拖曳線列陣。

對於圖中這款最新曝光的,裝備在改進型054A型導彈護衛艦、056A型輕型反潛護衛艦以及052D型導彈驅逐艦上的新型主動拖曳低頻聲吶,目前除了知道該聲吶的型號為SJG-311之外,尚無更多信息披露。從拖體外形來看,它和國產第一代拖曳聲吶ESS-1不同,其操縱舵面的外形較為特殊。

很多人問,為什麼美國海軍和日本海上自衛隊這兩支反潛作戰領域的「老牌勁旅」現在沒有裝備主/被動拖曳聲吶?更重視航空反潛的美軍認為針對淺水區活動的潛艇,把握制空權之後用P-3C(未來用P-8A)扔聲吶浮標挨個地方翻更有效率,這是美軍沒有現役主/被動拖曳聲吶組合的重要原因。

擁有上百架P-3C,未來馬上裝備國產的P-1反潛機的日本海上自衛隊的情況與美軍類似。而且日本似乎計劃在未來實現更加高級的主/被動聲吶組合,下文將做介紹。總之,美日等國不進展這類主/被動拖曳聲吶組合,並不能說明他們在這方面技術上不如我國,而是各國反潛戰術的差異導致的。

對於反潛直升機的數量都只有美軍P-3C零頭數量一半左右的中國海軍來說,即使效費比未必高,但這一成本無疑是值得的。面對周邊先進潛艇的環伺,這筆開銷和保證戰時不會受敵軍潛艇掣肘而無法正常遂行作戰行動這一重大意義相比不算什麼,這也是中國海軍大規模建築056型護衛艦的原因。

雖然我軍很有可能成為唯一大規模裝備主/被動拖曳聲吶的國家,但反潛探測體系仍存在明顯問題,由於地緣環境限制,我國沒有也不可能建設類似SOSUS那種海底聲吶網路,由於探測能力,部署時間等條件的限制,想僅靠水面艦艇和潛艇構建對300萬平方公里藍色國土的監測無疑是不可能的。

雖然各種反潛手段之間的關係應當是相互補充互為備份,但各種手段的特點也往往不是別的手段能夠輕鬆取代的。比如航空反潛的反應速度,迅速對大範疇海域進行搜索的能力就是其他手段無法達到的。所以要實現對周邊海域的高效搜潛攻潛作戰,高新-6號反潛巡邏機這類武器仍舊必不可少。

近年來,潛艇與反潛技術的鬥法也在出現道高一尺魔高一丈的趨勢。圖為日本海上自衛隊正在研究的一種在多個艦(機)平台分別安裝信號發射器和接收器的聲吶工作模式,在這一系統中,這些平台將能共享同一套目標信息協同作戰,實現隱藏攻擊。我國水聲技術在信息整合這方面還要努力。

隨著我國首個航母戰爭群日漸成型,其未來遠航任務的增多,必將相伴著越來越多的外軍潛艇的偵察挑釁行動。如果說之前海軍反潛作戰更多立足於單艦作戰,從此以後大編隊反潛將是中國海軍一個繞不開的話題,水聲探測設備的進展依舊任重道遠。
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