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从“康涅狄格”号撞山看现代潜艇战术 与中国海军应对策略(下)

从“康涅狄格”号撞山看现代潜艇战术
与中国海军应对策略(下) 智慧海洋公众交流平台
2022-04-07
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导读:中国核潜艇部队未来仍需要继续提升自身实力,修好内功为中国海军的未来保驾护航!
作者:高麒麟
来源:《坦克装甲车辆·新军事》2021年第12期

---接从“康涅狄格”号撞山看现代潜艇战术与中国海军应对策略(上)---

潜艇在实战中的战术抉择
现代潜艇最大的优点就是其优越的隐蔽性,即使在反潜技术和装备已经高度发达的现代,潜艇的优越性也非常突出,鉴于前面叙述的声呐受水文参数影响较大,现代反潜作战中的进攻方一般会使用主动声呐和磁异探测器等高准确性的装备对可疑目标进行核实后才实际发射武器,这意味着就算潜艇的声音被捕捉到,如果潜艇冷静应对,采取各种办法迷惑敌人,也可以把目标耍得团团转。因此潜艇在作战过程中必须尽最大可能保持隐蔽,一艘无法判断位置或至少无法判断是否被击沉的潜艇,在海战中将是敌方舰队的心头大患。比如在上世纪英阿马岛战争期间,英军核潜艇用鱼雷击沉了阿根廷海军的“贝尔格拉诺”号巡洋舰,迫使阿方水面舰队在整场战争期间都不敢出港。第三次印巴战争中,巴基斯坦“汉果尔”号潜艇在敌我兵力相差悬殊的条件下出港作战,击沉击伤印军护卫舰各一艘,迫使印军近60%海军兵力投入反潜作战中,极大扰乱了印军的作战计划。而相比于需要定时浮上水面充电的常规动力潜艇,核潜艇具有可以在整个战役期间保持隐蔽的强大能力,可以对敌方形成持久的威慑,并且在复杂的战斗中,核潜艇拥有充沛的动力可以进行长时间水下高速机动,在战术上也拥有巨大的先手优势。尽管现代先进常规潜艇已经可以安装AIP动力作为辅助动力设施,拥有以3~6节航速航行上千海里的续航能力,但仍旧缺乏能够与核潜艇相匹敌的自持力和动力,难以影响海战的整体战局,这是核潜艇相比常规动力潜艇来说最为巨大的优势。不过先进常规动力潜艇并非没有优点,受益于较小的吨位,先进常规动力潜艇在浅海地区作战时相对核潜艇拥有机动性优势,并且核潜艇的核反应堆需要时刻不停进行冷却剂循环,无法彻底消除动力系统噪音,而常规潜艇则可以以绝对静默状态在关键海域守株待兔,现代先进常规动力潜艇仍然是浅海地区的危险杀手。

因此,潜艇在作战中的任何目的都应以保证自身隐蔽性为首要目标,就算是明知对方潜艇就在附近,也必须耐心等待敌方露出破绽而非主动出击。潜艇在作战时可以利用上文描述的各种水文现象增强自己的探测能力或隐蔽性。比如在探测后发现当地声速梯度为正梯度,即声波会向海面方向折射,潜艇为了隐蔽自己和最大化探测效率就应该下潜到深处水层,如果为负梯度就要上浮到浅水层,同时注意利用海底反射扩大探测范围;如果潜艇执行的是反舰作战,应注意利用汇聚区和水面声管扩大探测范围,现代先进拖拽线列声呐配合汇聚区可以探测到远达150海里之外的水面目标,这已经超出了绝大多数对潜武器和舰载反潜直升机的航程。如果潜艇执行反潜作战,除了利用声速梯度扩大声呐探测范围之外,还可以尽量深潜,在下潜的同时注意声呐的反应,寻找可能存在的敌方潜艇噪声汇聚区,并抓住这一机会发现目标的存在。
利用跃变层隐蔽自己也是重要的一环,上文中描述了跃变层的存在对水声探测的影响,在潜艇声呐眼中跃变层如同一面悬浮在水中的声学半透膜,可以极大削弱来自另一层水层的声波,因此潜艇在作战中经常根据形势利用跃变层隐蔽,比如在躲避敌方水面舰艇搜索时潜艇可以潜入跃变层下方,降低敌方接收到的声呐回波强度;在主动搜索敌方潜艇时,潜艇可以每隔几分钟就在温跃层两侧跳跃一次,同时接收跃变层两侧的信号并迷惑可能存在的敌方潜艇,遭受鱼雷攻击时也可以如法炮制。装备了先进拖拽线列声呐的现代潜艇还可以采取一种特殊战术,即在跃变层上表面保持5节以下的低速航行,利用跃变层稳定自己的深度,用艇和艇侧被动声呐阵列接收跃变层上层的信号,同时放出拖拽声呐,低速航行时拖拽声呐阵列会下沉到比本艇更深的水层,此时它就可以穿过跃变层进入深层海水,接收跃变层内和跃变层下的信号,这样就可以在不变化深度的情况下同时监听跃变层上中下三层的所有信号。
在不明确敌方潜艇位置时潜艇应该以较低速度航行,保证自身的隐蔽性,如果需要赶路的同时不确认周边海域是否存在敌方目标,拥有充沛动力的核潜艇可以进行冲刺-漂流机动,即先进行5分钟的高速航行,然后进行5分钟的低速航行,高速航行时的核潜艇虽然嘈杂,但在航行时间足够短的情况下敌方不一定能获得核潜艇的准确位置,核潜艇进入低速航行阶段时敌方也将失去声呐跟踪,而如果敌方贸然发起鱼雷攻击,鱼雷发射的声音非常典型,高速运转的鱼雷本身也相当吵闹,核潜艇即使在高速航行时也可以接收到,此时可以根据鱼雷的距离选择高速规避或转入低速航行隐蔽摆脱跟踪。除非紧急规避逼近的鱼雷,否则核潜艇很少进行15节速度以上的航行,这主要是预防空泡现象的发生和保证自己的隐蔽性与探测能力。在一定深度下,当螺旋桨的转速超过一定限度后,叶片旋转的能量会导致自己表面的水压降低,使水气化形成大量气泡,这就是空泡现象。这些气泡离开推进器后会由于周围压力升高而崩溃,这些气泡的核心温度可高达数千度,破裂时会产生巨大的能量冲击,长期积累会给潜艇的螺旋桨造成损伤,而且它们还会制造明显的噪声,导致潜艇轻易被被动声呐探测到。空泡现象的强度与水压线性相关,也与潜艇的螺旋桨设计有关,在一定深度以下潜艇以最大速度航行也不会产生空泡现象,比如美军“洛杉矶”级攻击核潜艇在水深170米以下时就不会产生空泡现象,但此时高速运动的艇壳与周围静止的海水摩擦会产生巨大的湍流噪声,容易被敌方潜艇发现,而且这种噪声还会彻底掩盖来自外界的声音,让己方被动声呐失效,潜艇此时只能依靠主动声呐探测目标,如果探测不及时,就会发生2008年美军核潜艇撞山那样的惨剧。

以上是关于潜艇本身借助水文现象隐蔽自己攻击目标的战术,在实战中潜艇也可以借助搭载的各种载荷帮助自己达成目的。现代潜艇的武器主要有鱼雷、反舰导弹、反潜导弹三种,辅助装备主要有无人潜航器、诱饵鱼雷和反鱼雷系统,其中鱼雷导引装置主要分为主被动声呐和尾流制导两种,声呐导引头可以同时跟踪水面舰艇和水下潜艇,尾流制导只能打击水面目标,带有线导装置的鱼雷还可以接受潜艇的遥控。鱼雷的声音特征也会受水文条件影响,但也有一些自己的特点,比如潜艇发射鱼雷时的声音较大,潜艇鱼雷发射装置将鱼雷推出发射管时需要在短时间内向发射管内泵入大量水或空气,产生巨大而典型的噪声,因为鱼雷需要一定初速保证发射后弹道的稳定和不与潜艇自己相撞,很多热动力鱼雷的发动机也需要借助发射装置提供的初始压力完成启动过程,敌方潜艇一听就可以判断有鱼雷发射。在航行时鱼雷产生的噪声也较大,潜艇低速航行时在很远的地方就能听见,因此潜艇一般只会在有较大把握后才发射鱼雷,以免判断失误导致自己陷入被动。鱼雷发射时的噪声也可以利用战术动作减弱,比如在跃变层另一层发射,或是将航向改变到背向目标后发射。反潜导弹其实是一个安装有火箭发动机的轻型鱼雷,这种武器通常在浅水发射,离开鱼雷发射管后自主上浮到水面点火,在飞行到目标点上空后会将携带的轻型鱼雷释放,随后鱼雷将开机并独自完成搜索攻击,这种武器发射时的噪声相对小一些,因为它通常不需要拥有较高的初速。在辅助装备中,无人潜航器和诱饵鱼雷较为重要,无人潜航器搭载有动力系统和小型声呐,通常还拥有和潜艇的光纤连接,可以将探测到的数据传回潜艇,无人潜航器可以和潜艇进行联合探测,用三角定位的原理直接定位敌方潜艇位置,或是在潜艇高速航行规避敌方鱼雷时帮助潜艇了解外部情况等。诱饵鱼雷是一种安装有特殊声音发生器的潜航器,发射后它可以按预先设置的程序自动发射和己方潜艇声纹类似的声波,迷惑敌方潜艇或鱼雷的探测。

中美潜艇在南海的体系化较量

此次美军“康涅狄格”号核潜艇在南海撞山事件并不算出人意料,毕竟南海一直是亚洲最重要的一片海域,特别是二战结束全球航运业大发展之后,南海是重要的沟通太平洋与印度洋的航线,目前全球每年都有数千亿美元的出口商品要途径南海航线运输,中国60%以上的进出口货物经过南海航线,南海的安全直接关乎中国的国家安全。而这十几年中国的海军实力突飞猛进,对南海的控制能力大幅提升,美军自然要经常派出潜艇等力量前来试探中国的虚实,顺便记录当地的水文信息以备未来的潜艇战斗使用。在潜艇作战方面,南海的主要特点是水文特征复杂,民用商船来往频繁,给潜艇作战提出了较为复杂的要求,在水文特征方面,一年的大部分时间里南海的海况都不太好,浅层噪声较强,汇聚区探测远处目标的能力较差;南海的跃变层深度经常变化,海洋内波活动较为剧烈,特别是在中国台湾与菲律宾巴丹群岛之间的吕宋海峡附近,太平洋潮水的倒灌与当地海底断层的共同作用会产生规模巨大的海洋内波,影响范围可达数百千米,甚至在太空中的卫星都能拍摄到剧烈的内波活动在海面造成的波纹,这会给潜艇在当地的活动造成巨大威胁;南海靠近大陆架的海域水深不到300米,海底地形多为泥质和礁石混合,对声呐信号的吸收和散射作用都很强烈,潜艇无法利用海底反射探测目标;南海是重要的国际贸易航线,每年都会有数量巨大的商船通过南海,并且南海渔业资源丰富,潜艇必须逐个辨认声纹以防误击或错过目标。
在这种情况较为复杂的海域作战,潜艇必须在战前就掌握当地的跃变层深度等水文信息,否则就很容易在战斗中陷入劣势地位,同时具体的战术也要根据实际情况调整。前文所述的内容是潜艇的一般情况或单打独斗时的战术选择,而具体到南海和中美两国,因为中美海军如今都拥有较为强大的海军实力,南海也布置有双方的大量海军力量,两国潜艇在南海显然不会单打独斗,而是依托各自的海军作战体系行动。在可预见的中美对抗里,美军核潜艇的主要使命是作为攻击方潜入南海猎杀中国战略导弹核潜艇,配合水面舰队战斗或切断中国的海上贸易,而中国核潜艇的使命则正好相反:在美海军和核潜艇的威胁下保护中国的战略目标。在这种对抗背景下中国核潜艇占据着优势地位,在作战时中国核潜艇可以获得海军水面战舰反潜力量和岸基航空反潜力量支持,可以利用体系化作战弥补自身在技术水平上的差距,美军海空力量则受制于中国的区域拒止能力,难以进入南海深处协助潜艇作战,因此美军核潜艇虽然具备性能和数量优势,但需要面对中国由海底声呐阵列、各型核潜艇与常规潜艇、大量拥有先进拖曳线列声呐的054A与056A、“高新”8号固定翼反潜机与直8、直20反潜直升机,以及太空中的海洋监视卫星共同组成的庞大反潜作战体系。在这一体系中,中国反潜力量同时具备数量和质量的优势,如今中国装备的056/056A系列轻型护卫舰数量超过70艘,其中装备了先进拖曳线列声呐的型号超过40艘,战时可以投入南海方向执行反潜巡逻任务的可多达20多艘,如此之多的056A配合054A足以覆盖所有重点目标附近和重点关注海域,而且056A这种轻型护卫舰平台还具备成本与生产优势,如战事需要可迅速大批量扩建,即使被击沉损失也不会太大。在太空力量方面,中国海军装备的海洋监测卫星和电子侦察卫星都可以帮助探测潜艇的活动踪迹,特别是这几年来中国发射了多颗携带了对海雷达的先进海洋观测卫星,还正在研制使用了蓝绿激光水下探测技术的“观澜号”海洋监测卫星,天基对海观测系统大为完善,面对美军核潜艇具备一定的情报优势。
中美核潜艇的任务侧重并不相同,冷战时期美军攻击型核潜艇的主要任务是突入苏联在巴伦支海和鄂霍茨克海和海上堡垒区,和在北大西洋利用海底声呐阵列获取的目标视距猎杀苏联战略导弹核潜艇,在冷战结束后则转向多元化,执行从特种作战到反舰、反潜在内的大量任务。中国潜艇部队则主要以反舰而非反潜为核心任务,原因很简单:整个中国海军的主战力量都是在最近十几年的高速发展期中建设的,潜艇力量同样如此,在反潜这一问题上中国的答案是大规模的体系化反潜力量,具体到南海区域则是以“高新”8号等岸基航空反潜力量和处于岸基战机保护范围内的054A、056A等水面反潜平台为核心,攻击型核潜艇、海洋监视卫星、海底声呐监视阵列、预先安放的声呐浮标,甚至还有大量可以加装声呐的远洋渔船与海警船为辅助的综合反潜体系。这套体系对美军核潜艇的猎杀能力远强于潜艇。虽然一直以来都有“潜艇是反潜的最好武器”的说法,但是从作战效费比来看这一观点并不成立:潜艇反潜显然需要本方潜艇拥有不亚于,或至少落后对方不太多的技术水平,这样技术水平的潜艇无论采用常规动力还是核动力,成本都相当高昂,打造一艘如此水平潜艇的工时和成本足以打造2~3艘056A这样的廉价水面反潜平台或好几架比较先进的反潜战机;潜艇本身在执行反潜作战时作战效能也较差,比如为了保存自己,己方潜艇无法使用较为高效的主动声呐进行大范围的探测,就算是通过被动探测先敌锁定了敌方潜艇,因为现代核潜艇的最高水下航速近似,如果敌方核潜艇直接走为上计,己方核潜艇也将难以追赶导致猎杀任务失败。特别是美军核潜艇的反舰能力较差,如今美军攻击型核潜艇的潜射反舰导弹只有技术老旧的潜射型“鱼叉”和垂直发射的反舰战术“战斧”两种,而这两款导弹都是性能落后的亚音速反舰导弹,056A装备的海“红旗”10都可以轻松将其拦截。这意味着在空中力量的保护下,航速较高的056A这款廉价水面反潜平台可以毫无顾忌地利用主动声呐的探测距离和探测能力优势对美军核潜艇进行大范围搜索,一旦发现美军核潜艇存在就可以迅速高速机动发起攻击,或呼叫岸基反潜兵力实施围剿,美军核潜艇则因为重型鱼雷射程不如主动声呐探测范围、潜射反舰导弹无法有效攻击中国战舰,还可能导致自己行踪暴露,而对中国的这套反潜体系毫无应对办法。
因此对于中国海军潜艇部队来说,在反潜这一任务有更多合适平台可以承担后,反舰就成为了中国潜艇部队的主要任务,这也是在拖拽线列声呐已经大规模装备中国海军各平台的现在,中国海军先进常规潜艇仍没有普及拖拽声呐,反而优先装备潜射版“鹰击”18的主要原因。“鹰击”18导弹性能先进,射程远超潜艇本身探测设备的探测半径,显然潜艇单打独斗时完全无法发挥出它的战斗力,而如果在我军完善的远海监视侦察体系的引导下发起打击,则可以发挥出强大的威力。
此外,美军核潜艇想潜入南海或中国近海活动还面临着一些军事因素之外的问题:进入大陆架海域后因为当地水深较浅,美军核潜艇无法利用更先进的声呐设备借助汇聚区进行远距离探测,综合探测能力将被限制到和我军潜艇近似的水平;大陆架海域较浅的水深限制了长达百米的大型核潜艇的机动范围,一旦遭遇敌方反潜力量追踪也难以摆脱;除了正规海军力量之外,中国近海还长期存在着所谓的“第二海军”,即数量极为庞大的渔船和海警船,配置较高的渔船都装备有先进探鱼声呐,可以在近距离探测到美军核潜艇的存在;而对于海警船来说,一旦战事升级,海警船也可以迅速安装军用拖拽线列声呐投入反潜巡逻中;甚至张召忠将军的“海带反潜论”也能在一定程度上限制美军核潜艇在中国近海的活动,当然美军核潜艇也基本不可能冒死靠近到如此之近的距离。总的来说,美军虽然在核潜艇方面拥有数量和质量两大优势,但在中国的综合反潜作战体系和区域拒止体系配套之下,美军核潜艇无论是在中国近海还是在南海都处于较为被动的境地。

中国海军与美国核潜艇的实战较量
由此,我们可以推测一下一旦战争真的爆发,中美两国将围绕潜艇作战展开什么样的战斗。首先要明确中国面临的现实反潜威胁,对于中国来说最主要的潜艇威胁有两个,一个是美军太平洋舰队和其他舰队前来增援的庞大攻击型核潜艇力量,另一个是来自日本海自和韩国海军的先进常规动力潜艇威胁(在日韩两国参战的前提下),台湾理论上拥有常规动力潜艇,但技术水平过于落后,基本可以忽略不计。
未来可能爆发的涉及中美两国的战争主要有台湾解放战争和中美之间的区域性海上对抗,在台湾解放战争方面,中国海军面临的威胁是在可能的美军威胁下快速将渡海部队送上台湾岛并迅速解决战争,美日韩海军如果决定插手,很可能会派出潜艇力量进入台湾周边企图实施骚扰。此时的战斗主动权完全掌握在中国手里,前面说过中国拥有的综合反潜战斗体系面对美军核潜艇时拥有较大优势,而在执行这类骚扰任务时敌对潜艇显然不可能获得太多支援,中国完全可以提前在台湾周边布阵,调配大量056A和054A在台湾周边进行高强度反潜巡逻,驱逐任何企图靠近台湾骚扰的敌对潜艇,在中国海军的反潜体系和其他反潜力量配合下,敌方潜艇完全没有进入台湾海峡干扰中国战斗的可能。
而在中美两国之间发生直接海上对抗之后,就算战争没有升级为核大战,有中国战略导弹核潜艇和其他大量重要目标存在、是中国海上贸易生命线的南海都将成为双方反潜对抗的主要战场。此时美军核潜艇的主要任务是全面突入南海内猎杀中国核潜艇,或伺机发射导弹攻击中国岸上目标,将会有十几甚至几十艘核潜艇从各个角度一起向南海渗透,中国海军反潜体系的目标就是将它们全部抓出来。在执行这种大规模作战时,中国综合反潜体系的作战流程是首先根据情报部门获得的消息判断美日韩海军潜艇的出动情况,判断试图闯入南海的敌方潜艇大致数量;在开战第一时间动用太空中的海洋监视卫星、电子侦察卫星等检测敌方潜艇动向,虽然潜艇在水下活动,但太空中的卫星可以通过广域检测实现太空对潜追踪,比如核潜艇需要使用外部海水冷却内部反应堆,因此航行时会排放出温度较高的废水,导致周边海水温度上升,卫星可以使用热成像系统对海洋温度进行广域监视,一旦发现某片海域出现不明原因的升温就可以提醒反潜平台前往侦察。此外潜艇在水下航行时,螺旋桨搅动海水也可能产生足以在海面上观测的波动,SAR(合成孔径雷达)侦察卫星拥有探测海洋表面细微波纹的能力,搭配合适的算法和观测手段可以直接从太空中观测潜艇搅动海水产生的大范围细微波纹,从而反推出潜艇的精确位置;在卫星等平台获取了足够情报之后,海军反潜平台和航空兵反潜力量就将挑起反潜战的大梁,目前中国的056A和054A等平台数量足以保证保护所有中国在南海的重要目标,战斗开始后这些平台将全部出动,在重要目标、重要水下通道和预先设置的反潜巡逻海域进行反复反潜巡逻,航空兵反潜力量则将在整个南海进行大范围巡逻,利用机载对海监视雷达观测可能存在的潜艇潜望镜通气管等设备,利用机载电子侦察系统监测敌方潜艇的雷达和无线电讯号,在重点海域投放声呐浮标进行声呐监测。如果其他反潜平台发现了可疑目标,航空兵反潜力量也将成为反应速度最快的对抗力量。在这套综合反潜体系中,中国的攻击型核潜艇将作为辅助作战力量,利用其它反潜平台取得的情报在敌方潜艇航线附近守株待兔,独自歼灭性能较落后的敌方潜艇或在其他反潜平台支援下围剿美军先进核潜艇,相比于其他反潜平台,攻击型核潜艇虽然反潜性价比较低,但可以利用自身优势为其他反潜平台提供目标指示和最终确认等,协助其他反潜力量最终将来犯的美军核潜艇消灭。
总的来说,虽然中国核潜艇相对美军先进核潜艇存在着性能和数量上的劣势,但现代反潜作战并非潜艇的单打独斗,即使潜艇成为了主角,比如中美两艘潜艇在南海意外相遇,中国核潜艇也将联合其他反潜平台共同作战,利用体系化优势将单打独斗的美军核潜艇绞杀。当然对于中国核潜艇来说,与美军核潜艇单挑的机会并非不可能存在,比如在中国海军迈向深蓝之时,中国核潜艇的活动范围也将扩展到其他平台难以支援到的太平洋深处,中国核潜艇部队未来仍需要继续提升自身实力,修好内功为中国海军的未来保驾护航。

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