上个月,挪威国防物资局接收了首架P-8A“波塞冬”反潜巡逻机。据报道,挪威向美国波音公司共采购了5架P-8A“波塞冬”反潜巡逻机,用以取代6架老旧的P-3C“猎户座”反潜巡逻机。这是挪威国防物资局与波音公司达成协议4年后的首次交付,剩余4架飞机目前正处于生产组装的后期阶段,预计将于明年交付挪威。

作为“察打一体”的航空反潜平台,反潜巡逻机具有作战半径大、搜索范围广、机动灵活等特点,是潜艇的“天敌”。反潜巡逻机乃大国重器,世界上能自主研制反潜巡逻机的只有美、俄等少数国家。那么,研制反潜巡逻机到底有多难?难在哪些方面?本文为您一一解读。

螺蛳壳里做道场

早期反潜巡逻机,是依靠雷达大范围扫描海面,从而获取水面潜艇的位置。面对藏在水下的潜艇,往往是束手无策。

二战结束后,随着核动力、AIP(不依赖空气推进装置)等先进技术快速发展,潜艇的自持力、潜深等性能参数得到显著提升。潜艇技术的进步,催生反潜技术更新迭代,尤其是现代声呐浮标的问世,使得反潜巡逻机即使身处“天宫”,也能掌控“龙宫”。

然而,茫茫大洋上,如何精确定位水下潜艇绝非易事。相比雷达发射的电磁波,水声探测的稳定性要差很多,海洋环境复杂多变,水温、盐度、水下噪声等因素都会对浮标的探测性能造成干扰。

针对不同水文条件,工程师需要设计各种用途不同的声呐浮标,例如“默默静听”的被动类浮标、“积极发声”的主动类浮标以及“辨别音色”的辅助类浮标,这些浮标大多使用同样尺寸的外壳封装,依靠反潜巡逻机上的浮标发射筒,将其投向预定海域。

类似钓鱼时“打窝”,浮标水听器要想直达探测效果最佳的水层,必须使用上百米长的悬挂线缆定深,而这将占用浮标内部大量空间。此外,电池、浮囊、减速伞等零部件都要巧妙地“塞”入外壳内,这好比螺蛳壳里做道场。

投放声呐浮标的过程比较复杂,需要经过发射、开伞、入水、展开和激活等多个环节。毫无疑问,系统越复杂,故障率越高,整个过程操作稍有不慎,浮标就会沉入海底,失活失联,反潜巡逻机也就无法接收到浮标的无线电信号。

事实上,声呐浮标搜潜设备的研发是一个复杂又漫长的过程。以美国SSQ系列声呐浮标为例,它的前身——MSS浮标在诞生之初就不是很好用,美国军工企业对其经过数十年的改进升级,研发出几十种类型的浮标。由此可见,研发声呐浮标是一项实践工程,产品诞生只是起点,需要部队和厂家对其反复试验论证,才能最终列装部队。

“花式捕鱼”开天眼

成功找到一艘潜艇,需要动用多少军事力量?

美军的反潜体系给出答案:除了部署遍布全球的军舰、潜艇和反潜巡逻机等传统兵力,还有军事卫星、大型海底声呐基阵等设备作为情报侦察力量。毫不夸张地说,现代反潜作战体系是一张多维空间铺设、各级节点联动的“超级大网”,猎杀潜艇如同“花式捕鱼”。

作为这张“超级大网”里的重要节点,反潜巡逻机具备“眼观六路、耳听八方”的强大态势感知能力,运用“天眼”对潜艇进行广域搜索和精确定位。

“电波眼”——机载搜索雷达。常规潜艇短则数小时、长则数天要进行上浮充电,通气管、潜望镜等小目标一旦露出水面,机载雷达就会将其锁定。考虑到通气管这类目标往往在复杂海况中若隐若现,机载雷达不仅需要具备很强的抗杂波特性,还要有较强的目标识别分辨率,才能将潜艇特征目标从各种复杂回波中成功筛选出来。

“千里眼”——光电搜索仪。在日常巡逻监视任务中,光电设备是完成对目标拍摄取证的主要设备。与主动辐射雷达相比,光电搜索仪具有被动隐蔽搜索的能力,可以神不知鬼不觉地对目标进行锁定和跟踪,但它可不只是一个高空摄像头,先进的多功能搜索仪甚至能追踪到浅海中细微的温差变化,以热源特征查找潜艇。

“透视眼”——磁异常探测仪。毫无疑问,打得准的前提是定位准,水下潜艇在什么方位,磁异常探测仪“说了算”。观察反潜巡逻机的外观,你会发现机身上长了一条“尾巴”,这就是磁异常探测仪。不要小看这条“尾巴”,它能够通过测量地球固有磁场的微小变化,精确定位水下目标。不过,研制高精度的磁力计绝非易事,需要运用地球物理、量子力学、磁干扰补偿等学科理论知识,直到如今也仅有少数国家掌握。

脱胎换骨换新颜

自反潜巡逻机等特种机诞生之日起,载机选型就是一个难题:在新增机载设备如此繁多的情况下,是在成熟载机平台上改装稳妥,还是专门设计一型飞机更好?这个问题困扰设计师许久。

这个难题贯穿于整个特种机发展史。在运输机改装预警机的过程中,苏联等国都曾因为载机的气动外形发生巨大变化,导致机毁人亡的严重事故;在研制P-1反潜巡逻机时,日本决定“另起炉灶”,全新设计一型载机平台,因未掌握发动机相关技术,在新机试飞期间就发生了多台发动机空中停车的事故。

目前,世界上大多数国家并不具备研制大型飞机的能力,而反潜巡逻机技术风险大、生产批次少,更多国家选择在成熟的客机或运输机平台上进行改装,改装过程大致有以下3步:

第一步是“旧屋改造”,对舱内空间进行重新布局。“大海捞针”是一个细致活,反潜巡逻机常常需要进行数小时的搜潜作业。为了给长时间飞行的空勤人员提供良好的工作环境,反潜巡逻机一般会将气密机舱划分为驾驶舱、任务舱、设备舱以及休息舱等舱段,设置卫生间、厨房等必要的生活设施,并配备应急救生设施,保证在紧急情况下飞行人员能够顺利逃生。

第二步是“房屋精装”,在机身表面加装设备。改装反潜巡逻机最大的挑战,莫过于重新调整载机的气动布局。加装大量外部设备,不仅改变了飞机的气动外形,还会带来更为复杂的操纵配平问题,这类改装往往有悖于普通飞机的气动设计理念。因此,在改装过程中,设计师会采用隐蔽式、小鼓包等外形设计,避免裸露在机身表面的设备影响飞机飞行气动布局。

第三步是“安装家电”,为飞机加装反潜武器。航空鱼雷、反舰导弹的体积庞大,要想在“寸土寸金”的载机空间内加装武器系统,无疑是一个复杂工程。尤其是武器弹舱的加装,设计师需要重新规划油箱和管路的位置,在机型选型过程中,机身宽大的客机或运输机是首选方案。

“装修”完成后,反潜巡逻机还需开展“宜居性”测试。改装并非是简单“堆”设备,生产厂家只有经过反复试飞验证,通过电磁兼容测试,直至机载系统能够实现各种复杂环境下正常工作,才能拿到出厂“合格证”。

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