上個月,挪威國防物資局接收了首架P-8A“波塞冬”反潛巡邏機。據報道,挪威向美國波音公司共採購了5架P-8A“波塞冬”反潛巡邏機,用以取代6架老舊的P-3C“獵戶座”反潛巡邏機。這是挪威國防物資局與波音公司達成協議4年後的首次交付,剩餘4架飛機目前正處於生產組裝的後期階段,預計將於明年交付挪威。

作爲“察打一體”的航空反潛平臺,反潛巡邏機具有作戰半徑大、搜索範圍廣、機動靈活等特點,是潛艇的“天敵”。反潛巡邏機乃大國重器,世界上能自主研製反潛巡邏機的只有美、俄等少數國家。那麼,研製反潛巡邏機到底有多難?難在哪些方面?本文爲您一一解讀。

螺螄殼裏做道場

早期反潛巡邏機,是依靠雷達大範圍掃描海面,從而獲取水面潛艇的位置。面對藏在水下的潛艇,往往是束手無策。

二戰結束後,隨着核動力、AIP(不依賴空氣推進裝置)等先進技術快速發展,潛艇的自持力、潛深等性能參數得到顯著提升。潛艇技術的進步,催生反潛技術更新迭代,尤其是現代聲吶浮標的問世,使得反潛巡邏機即使身處“天宮”,也能掌控“龍宮”。

然而,茫茫大洋上,如何精確定位水下潛艇絕非易事。相比雷達發射的電磁波,水聲探測的穩定性要差很多,海洋環境複雜多變,水溫、鹽度、水下噪聲等因素都會對浮標的探測性能造成干擾。

針對不同水文條件,工程師需要設計各種用途不同的聲吶浮標,例如“默默靜聽”的被動類浮標、“積極發聲”的主動類浮標以及“辨別音色”的輔助類浮標,這些浮標大多使用同樣尺寸的外殼封裝,依靠反潛巡邏機上的浮標發射筒,將其投向預定海域。

類似釣魚時“打窩”,浮標水聽器要想直達探測效果最佳的水層,必須使用上百米長的懸掛線纜定深,而這將佔用浮標內部大量空間。此外,電池、浮囊、減速傘等零部件都要巧妙地“塞”入外殼內,這好比螺螄殼裏做道場。

投放聲吶浮標的過程比較複雜,需要經過發射、開傘、入水、展開和激活等多個環節。毫無疑問,系統越複雜,故障率越高,整個過程操作稍有不慎,浮標就會沉入海底,失活失聯,反潛巡邏機也就無法接收到浮標的無線電信號。

事實上,聲吶浮標搜潛設備的研發是一個複雜又漫長的過程。以美國SSQ系列聲吶浮標爲例,它的前身——MSS浮標在誕生之初就不是很好用,美國軍工企業對其經過數十年的改進升級,研發出幾十種類型的浮標。由此可見,研發聲吶浮標是一項實踐工程,產品誕生只是起點,需要部隊和廠家對其反覆試驗論證,才能最終列裝部隊。

“花式捕魚”開天眼

成功找到一艘潛艇,需要動用多少軍事力量?

美軍的反潛體系給出答案:除了部署遍佈全球的軍艦、潛艇和反潛巡邏機等傳統兵力,還有軍事衛星、大型海底聲吶基陣等設備作爲情報偵察力量。毫不誇張地說,現代反潛作戰體系是一張多維空間鋪設、各級節點聯動的“超級大網”,獵殺潛艇如同“花式捕魚”。

作爲這張“超級大網”裏的重要節點,反潛巡邏機具備“眼觀六路、耳聽八方”的強大態勢感知能力,運用“天眼”對潛艇進行廣域搜索和精確定位。

“電波眼”——機載搜索雷達。常規潛艇短則數小時、長則數天要進行上浮充電,通氣管、潛望鏡等小目標一旦露出水面,機載雷達就會將其鎖定。考慮到通氣管這類目標往往在複雜海況中若隱若現,機載雷達不僅需要具備很強的抗雜波特性,還要有較強的目標識別分辨率,才能將潛艇特徵目標從各種複雜回波中成功篩選出來。

“千里眼”——光電搜索儀。在日常巡邏監視任務中,光電設備是完成對目標拍攝取證的主要設備。與主動輻射雷達相比,光電搜索儀具有被動隱蔽搜索的能力,可以神不知鬼不覺地對目標進行鎖定和跟蹤,但它可不只是一個高空攝像頭,先進的多功能搜索儀甚至能追蹤到淺海中細微的溫差變化,以熱源特徵查找潛艇。

“透視眼”——磁異常探測儀。毫無疑問,打得準的前提是定位準,水下潛艇在什麼方位,磁異常探測儀“說了算”。觀察反潛巡邏機的外觀,你會發現機身上長了一條“尾巴”,這就是磁異常探測儀。不要小看這條“尾巴”,它能夠通過測量地球固有磁場的微小變化,精確定位水下目標。不過,研製高精度的磁力計絕非易事,需要運用地球物理、量子力學、磁干擾補償等學科理論知識,直到如今也僅有少數國家掌握。

脫胎換骨換新顏

自反潛巡邏機等特種機誕生之日起,載機選型就是一個難題:在新增機載設備如此繁多的情況下,是在成熟載機平臺上改裝穩妥,還是專門設計一型飛機更好?這個問題困擾設計師許久。

這個難題貫穿於整個特種機發展史。在運輸機改裝預警機的過程中,蘇聯等國都曾因爲載機的氣動外形發生巨大變化,導致機毀人亡的嚴重事故;在研製P-1反潛巡邏機時,日本決定“另起爐竈”,全新設計一型載機平臺,因未掌握髮動機相關技術,在新機試飛期間就發生了多臺發動機空中停車的事故。

目前,世界上大多數國家並不具備研製大型飛機的能力,而反潛巡邏機技術風險大、生產批次少,更多國家選擇在成熟的客機或運輸機平臺上進行改裝,改裝過程大致有以下3步:

第一步是“舊屋改造”,對艙內空間進行重新佈局。“大海撈針”是一個細緻活,反潛巡邏機常常需要進行數小時的搜潛作業。爲了給長時間飛行的空勤人員提供良好的工作環境,反潛巡邏機一般會將氣密機艙劃分爲駕駛艙、任務艙、設備艙以及休息艙等艙段,設置衛生間、廚房等必要的生活設施,並配備應急救生設施,保證在緊急情況下飛行人員能夠順利逃生。

第二步是“房屋精裝”,在機身表面加裝設備。改裝反潛巡邏機最大的挑戰,莫過於重新調整載機的氣動佈局。加裝大量外部設備,不僅改變了飛機的氣動外形,還會帶來更爲複雜的操縱配平問題,這類改裝往往有悖於普通飛機的氣動設計理念。因此,在改裝過程中,設計師會採用隱蔽式、小鼓包等外形設計,避免裸露在機身表面的設備影響飛機飛行氣動佈局。

第三步是“安裝家電”,爲飛機加裝反潛武器。航空魚雷、反艦導彈的體積龐大,要想在“寸土寸金”的載機空間內加裝武器系統,無疑是一個複雜工程。尤其是武器彈艙的加裝,設計師需要重新規劃油箱和管路的位置,在機型選型過程中,機身寬大的客機或運輸機是首選方案。

“裝修”完成後,反潛巡邏機還需開展“宜居性”測試。改裝並非是簡單“堆”設備,生產廠家只有經過反覆試飛驗證,通過電磁兼容測試,直至機載系統能夠實現各種複雜環境下正常工作,才能拿到出廠“合格證”。

相關文章