制导鱼雷 漫谈鱼雷制导技术

　　鱼雷是一种自主推进、自动控制、按预定设计弹道搜索、自动导向、攻击敌舰艇的水中航行体。鱼雷能准确命中目标，其功能主要由制导控制系统完成。 　　从二次大战期间的1943年德国使用T25被动声自导鱼雷开始，从无制导鱼雷到有制导鱼雷，完成了从直接瞄准武器向制导武器的转变。随着电子学及电子工程学科的快速发展，尤其是微型计算机的普及应用，鱼雷制导与控制技术已有了很大进步。鱼雷制导方式的发展呈现多样化特点，按时间出现先后，制导方式可分为：被动声自导、主动声自导、机动仪(齿轮、凸轮式自动驾驶仪)、主被动交替声自导、线导、线导+主／被动声自导、线导加主被动联合声自导、声尾流自导、主被动声自导+声尾流自导、主被动声自导+磁尾流自导、捷联式惯导、线导+捷联式惯导、线导+捷联式惯导+主被动声自导、拖曳基阵主被动声自导等。
　　
　　被动／主动声自导
　　
　　被动与主动声自导是鱼雷制导的先行者，即不管鱼雷使用了何种新式制导手段，最后的末自导阶段还是离不开主动声自导；而被动声自导经常担任备用的角色，它负责监听任务，主动有信号时，它不参与工作；主动丢失目标信号时，由它来接替，并跟踪目标，但是一旦主动又一次发现目标，它就继续监听。被动自导是鱼雷接受假信号的主要渠道，它不能测量目标距离，更不能测量目标长度，在反鱼雷器材(包括诱饵)相当发达的今天，缺点更明显。但是，被动自导也有其优点：一般说来，它有(与主动相比)先发现目标的优势。因此，主、被动结合(交替或联合)使用，能实现优势互补。
　　
　　线导
　　
　　大型远程鱼雷在制导鱼雷初期采用线导，可以克服声自导鱼雷的缺点。通常情况下，鱼雷声自导的作用距离一般为千米左右，而敌我(发现目标时)相隔往往有万米之遥，要先靠鱼雷运载平台解算出目标位置，然后才把声自导鱼雷发射到目标附近，依靠声自导鱼雷自己去搜索目标，这样就很容易降低鱼雷对目标的捕捉概率。
　　线导鱼雷的优点在于：鱼雷运载平台在距被攻击敌舰艇万米以外可先用线导引导鱼雷接近目标，然后声自导开机，在发现与确认目标后，才由声自导接班。有的鱼雷，如英国MK24“虎鱼”，在声自导段，线导仍然保有“凌驾”权，即舰艇一旦发现鱼雷受诱饵拖引，线导就会又一次优先纠偏。线导原来只适用于大型鱼雷，而瑞典首先将其推广至小型鱼雷，其TP42系列(TP423及TP427等)与TP43系列各型均有线导，并首创空投小型鱼雷利用浮标中继，由直升飞机通过两段导线导引鱼雷的战术。20世纪末，线导鱼雷所使用的导线有些已采用光纤(光纤直径只为铜芯线的1／2，含包敷层)，取代直径约1.2mm有绝缘层的铜芯线。由于线导鱼雷的突出优点，特别是不需要本艇精确解算目标运动要素的突出特点，再加上光纤通信的信息量大、信号衰减小、体积小、重量轻等优点，21世纪的鱼雷除了空投和火箭助飞鱼雷战斗部的微型鱼雷外，几乎所有大型鱼雷都将被研制成线导鱼雷。
　　
　　尾流自导
　　
　　尾流以水面舰艇尾流最为明显，其长度一般有数千米，比船的长度长几十倍。尾流的形成，主要是由于海水与船体摩擦生成的微小汽泡，也包括螺旋桨打水生成的空泡微粒，以及船上生活污水和主辅机冷却用的热水。总的来说，尾流比海水要轻，所以浮在水面上，很远就可看见。即使舰船停车不走，半小时之内，尾流也不会消失，它与停车的船连在一起。尾流宽度与船的尺度和航速有关，一般为船宽的数倍至数十倍。
　　尾流有许多物理场被自导鱼雷利用，如尾流浑浊，透见性差；尾流内水温高于周围海水；尾流对声脉冲有反射作用等。美海军MK452F鱼雷利用的就是声脉冲原理，弹道设计是使进入尾流的鱼雷向信号强的方向(例如左侧强，说明目标在左方)转向。由于尾流宽度不大，鱼雷会冲过尾流，但打左舵的鱼雷按左转方向穿出尾流，此时鱼雷自导会发现右边信号强，就改打右舵右转弯，又一次冲出尾流……这样以近似正弦曲线的弹道逼近目标，并最后击中目标。
　　使用光、热的物理场的尾流自导鱼雷大体也是用同样原理设计成追击弹道。俄罗斯的65型巨型鱼雷使用的是磁场，该鱼雷设计主要用于攻击美国航空母舰。尾流自导鱼雷的局限性是只能反舰不能反潜，因为潜艇的尾流在上浮的过程中稀化而消失。
　　
　　捷联式惯性导航
　　
　　自从鱼雷航程增大，并使用线导技术以后，为使发射舰艇感知鱼雷瞬时位置，人们便一直期望能把惯性导航技术应用于鱼雷上，至少把鱼雷相对于发射点的位置信息随时通过导线告知发射舰艇的火控系统。由于鱼雷容积不大，雷内很难装下平台式惯导，因此直到战术武器普遍装备捷联式惯导以后，这一愿望才得以实现。因为主要硬件，如速率陀螺、摆式线性加速度计均是亚微型的配套微处理器(8086或68000)，体积也不大。鱼雷装惯导，对制导控制系统来说是一大进步。
　　鱼雷发射后的位置之所以成为问题，就在于线导鱼雷的噪声在发射艇声纳中造成对目标噪声的掩盖或定位的干扰。鱼雷位置只能凭雷速与线导时间来推算，由于鱼雷航向经常改变，必然造成很大的积累误差，只有装有捷联式惯导才能算出较为精确的实际雷位。
　　目前，应用惯导的鱼雷还不普及，已报导的仅有英国“旗鱼”、意大利A290与日本89式等。然而，惯导加上末段主被动声自导，将是未来鱼雷的综合制导体制之一。
　　
　　拖曳式基阵主被动声自导
　　
　　美国的轻型鱼雷REGAI是线导鱼雷的改进型。REGAI将声纳站简化与小型化，由发射出的鱼雷自行拖曳。鱼雷本身的主被动声自导仍然保留。拖曳基阵在管内是卷起来的，出管后才展开。各阵元之间的间隔是不等的，用以接收不同的频率。无论目标潜艇的优势频率是什么，被拖曳的基阵总可以在远距离上发现目标。拖了基阵的鱼雷航速会受影响，但这也带来一个好处，因为航速低，自噪声小，有利于拖曳基阵探测距离的增大。当鱼雷接近到声自导并发现目标，经核实后，就可把拖曳基阵解脱，鱼雷增速，跟踪并攻击目标。
　　REGAI射出以后，舰艇还需跟踪一小段距离，因为拖曳基阵在管内卷拢时是不工作的，无法接受来自目标的信号。目标信号只有舰艇上的声纳站才能接收，经火控系统解算之后，通过一小段导线向拖曳基阵“交班”，这是第一次，交接无误，导线就可断开，发射舰艇撤出战场。第二次“交班”，就是当鱼雷的声自导捕捉住目标并经核实后，拖曳基阵完成使命，从雷尾上解脱，使鱼雷得以增速歼敌。
　　REGAI方案是线导鱼雷的发展，有利于发射舰艇及早撤离战场，这种鱼雷的进一步发展是与惯导技术结合起来的，并可使其成为新一代线导鱼雷。