研製反潛巡邏機有多難
■張鼎一 李 坤
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定4年後的首次交付，剩餘4架飛機目前正處於生産組裝的後期階段，預計將於明年交付挪威。
作為“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？本文為您一一解讀。
伊爾-38反潛巡邏機。資料照片
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，隨著核動力、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挂線纜定深，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系列聲吶浮標為例，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，産品誕生只是起點，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為情報偵察力量。毫不誇張地説，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”。
作為這張“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解析度，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，以熱源特徵搜尋潛艇。
“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“説了算”。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。
這個難題貫穿于整個特種機發展史。在運輸機改裝預警機的過程中，蘇聯等國都曾因為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“另起爐灶”，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、生産批次少，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。為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為駕駛艙、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，還會帶來更為複雜的操縱配平問題，這類改裝往往有悖于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”，為飛機加裝反潛武器。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，生産廠家只有經過反覆試飛驗證，通過電磁相容測試，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”。
