本
文
摘
要
来源：中国军网综合 作者：郭亚东 等 责任编辑：武千妍
6月17日凌晨，美国海军“菲茨杰拉德”号导弹驱逐舰与菲律宾货轮在日本海相撞成为了全球热议的新闻。在没有道路分界线和交通指示灯的茫茫大海上，特别是在夜间或恶劣天气航行时，如何避免舰船相撞，看上去似乎是一道难题。事实上，在海上避碰规则日臻完善和导航技术高度发达的今天，如果不是故意撞击，即便是在恶劣的海况下，也是可以做到不发生碰撞事故的。海上避碰除了要遵守《国际海上避碰规则》、加强值更管理和应急训练外，还要依靠舰艇上配备的各种导航装备。今日出版的《 *** 报》就来细数一下现代海军舰艇上那些担当导航与避碰大任的高技术装备。
避免碰撞，有哪些高科技“神器”
■郭亚东
6月17日凌晨，美国海军“菲茨杰拉德”号导弹驱逐舰与菲律宾货轮在日本海相撞成为了全球热议的新闻。作为海上“ *** ”的美国海军，其最先进的驱逐舰竟然发生这样低级的失误，实在令人唏嘘。在没有道路分界线和交通指示灯的茫茫大海上，特别是在夜间或恶劣天气航行时，如何避免舰船相撞，看上去似乎是一道难题。
事实上，在海上避碰规则日臻完善和导航技术高度发达的今天，如果不是故意撞击，即便是在恶劣的海况下，也是可以做到不发生碰撞事故的。海上避碰除了要遵守《国际海上避碰规则》、加强值更管理和应急训练外，还要依靠舰艇上配备的各种导航装备。接下来我们就细数一下现代海军舰艇上那些担当导航与避碰大任的高技术装备。
这是6月17日在日本下田市附近海域拍摄的遭受撞击的美海军“菲茨杰拉德”号驱逐舰。新华社/路透（资料图）
舰艇标配——
陀螺罗经
罗经是海军舰艇上普遍装备的、用于保证航行和作战的重要导航设备，也是历史较为久远的导航设备之一。罗经是由罗盘发展演变而来的。由于罗经原理简单、使用方便且可靠性高，无论是水面舰艇还是潜艇，都配备有这种导航设备。
罗经一般分为两类，一类是陀螺罗经，也称电罗经，另一类是标准罗经，也称磁罗经。与磁罗经相比，陀螺罗经结构较为精密，不受铁磁干扰，指向精度高、使用方便，因此海军舰艇上经常使用的罗经为陀螺罗经，如美国海军海狼级攻击型核潜艇就配备有2套高性能静电陀螺罗经。但使用陀螺罗经的前提是必须有电，当舰艇供电系统发生故障时，雷达导航等其他用电的导航设备也会失效，此时须启用磁罗经应急。
陀螺罗经导航原理是根据陀螺仪的定轴性和旋进性，利用地球自转和重力实现导航功能。由于陀螺罗经的主要功能是用于航线校正，不能显示迫近舰艇的信息，因此单靠罗经导航并不能防止碰撞事故，还需要辅助以雷达导航、声呐导航等主动型探测与导航装备。
无形之手——
导航雷达
导航雷达属于主动型导航设备，在实现自身定位的同时，可以及时发现航线附近的危险接近物，因此是现代舰艇主要的海上避碰装备。舰艇导航雷达通过天线发射一定频率的电磁波来探测本舰周围的海面情况，以测定目标方位、距离，实现避碰、定位和进行导航。雷达导航主要用于引导舰艇出入港口、通过狭窄水道、沿岸航行和海上避碰，也可用于监视或寻找锚位、海上救援搜索和气象预报。
发达国家海军舰艇上的导航雷达通常与对海搜索雷达融为一体，以提高综合性探测和预警能力。导航雷达探测与预警的主要指标是最大和最小探测距离，最小探测距离越小，雷达盲区也越小，对小型快速迫近船只的预警能力越强。如美国海军尼米兹级核动力航母上配备的AN/SPS-67(V)型对海搜索雷达，最大探测距离为104千米，通过增加窄脉冲方式后，最小探测距离可达到370米，大大减少了探测盲区，实现了对近距离小型舰艇的有效探测和分辨。
大多数国家海军舰艇和民用船只上，还装备了一种名为“自动雷达标绘仪”的避碰设备，亦称避碰雷达。自动雷达标绘仪是航海雷达与计算机技术相结合的产物，具有目标捕捉、跟踪、显示、报警、舰船试操纵等功能。该设备能同时对多个目标进行跟踪和处理，实时显示本船与被跟踪目标的距离、方位与航速等信息。对有碰撞危险的来船，值班人员可在自动雷达标绘仪上进行模拟避让操纵，以提前预测避让效果。目前，自动雷达标绘仪已经成为各国海军舰艇的必备装备。
导航雷达在海上避碰中扮演的角色虽然重要，但受雷达电磁波直线传播特性影响，雷达对目标的探测存在阴影区。另外，受雷达天线高度与垂直波束宽度的限制，以及雷达发射脉冲宽度与收发开关恢复时间的限制，雷达观测还存在盲区。特别是对近距离目标、遮挡物后的目标探测能力有限，对于反射信号较弱的目标在发现方面亦存在欠缺。因此，自动雷达标绘仪对目标的跟踪还存在目标丢失与误跟踪现象，在海上航行时也不能完全依赖雷达导航设备。
图片合成：侯继超
上帝之眼——
导航卫星
船舶上使用的卫星导航系统通常是集卫星定位、身份识别和通信联络于一体的综合系统，而非单一的导航卫星信号接收器。通常将该综合性系统称为“船舶自动识别系统”。该系统诞生于20世纪90年代，是融合了通信、网络和信息技术的高科技型航海助航设备，能借助全球定位系统(GPS)将船舶航速、位置、目的地、航向及航向改变率等动态参数，以及船舶名称、船舶类型、吃水深度及危险货物等静态数据，通过甚高频向附近水域的船舶及岸台进行广播，使邻近船舶及岸台能及时掌握附近海面所有船舶的动静态信息，以便迅速互相通话协调，采取必要的避让行动。
船舶自动识别系统的首要功能是船舶识别，此外它还能提供更多的信息使双方清晰了解对方的操纵意图，使避让更为及时有效。国际海事组织强制要求所有300吨及以上的国际航行民用船舶、500吨及以上的非国际航行民用船舶，以及所有客船都要配备船舶自动识别系统，以减少海上碰撞风险。
军用舰艇是否安装船舶自动识别系统，国际海事组织没做强制性要求。大多数军用舰艇上都配备了该系统，但出于行动保密等因素，即使安装了该系统也不经常用，多在应急时启用。有的军用舰艇在使用船舶自动识别系统时，会关闭信号发射功能，只启用信号接收功能。
水下有耳——
避碰声呐
潜艇避碰一直是各国海军不敢掉以轻心的难题。从1954年到2000年，全世界发生的246起潜艇事故中，碰撞事故占46%。为防止水下潜航的潜艇与其他物体相撞，通常要通过声呐来辨明目标信息，并进行规避操作。
潜艇上的声呐主要包括主动声呐和被动声呐。主动声呐能主动从系统中发射声波“照射”目标，以获取目标信息，多用于探测冰山、暗礁、沉船、水雷和潜艇。被动声呐则被动接收目标产生的噪声信号，以测定目标的方位和某些特性，多用于不能暴露自己而又要探测敌方潜艇或水面舰艇方位时。因此，这两类声呐都可用于水下避碰探测，只是应用时机和场合有所差异。
海军新型潜艇普遍装备了性能先进的综合声呐系统。综合声呐系统是由多部声呐和水声测量设备组成的综合水声探测系统。例如美国海军攻击型核潜艇上配备的AN/BQQ-5综合声呐系统，由9部独立的数字声呐组成，各声呐之间可进行数据共享。与单一的避碰声呐相比，综合性声呐系统在探测静态障碍物和运行中的物体时更加精准有效，并且还能最大限度地隐藏自身信号。
土豪必备——
综合舰桥
考虑到罗经导航、雷达导航、卫星导航等都有其局限性，不能达到百分之百可靠，因此美、德、英等发达国家海军在新造舰艇上倾向于借鉴豪华邮轮的做法，加装集各种导航手段为一体的综合舰桥系统。由于综合舰桥系统需要整合多种功能，并实现人机紧密协调，技术门槛较高，造价不菲，仅有少数“土豪”国家海军才能用得起这样的高端设备。
综合舰桥系统是在组合导航系统的基础上发展而来的船舶航行自动化系统。它利用计算机、网络、现代控制和信息融合等技术，将各种导航传感器、舰船操控、避碰雷达等设备有机结合起来，实现舰船航行自动化。该系统具有完善导航、自动驾驶、自动避碰、通信和航行管理控制等多种功能，提高了航行安全性。
海军舰艇综合舰桥系统除具备民船舰桥的基本功能外，还能够进行精确的航向、横移、平移、减摇控制，并与作战系统高度协调统一，实现了海军舰艇航行相关功能的一体化集成，是21世纪海军导航的主要发展方向。
（作者单位：海军后勤技术装备研究所）
碰撞事故频发原因何在？
■刘 钢
据不完全统计，自2000年以来，美国海军共发生碰撞、搁浅等严重事故25起，今年年初至今仅驻日美军就发生了3起。这次美国海军舰艇和菲律宾货轮相撞事件给人很多警示。
人为因素是祸根
茫茫大海，烟波浩渺，为何舰船碰撞事故频繁发生？其实这是有规律可循的：在沿海水域及港口附近或遇到能见度不良的天气时，舰船往往容易发生碰撞。在考虑舰船碰撞事故原因和预防措施时，常常需要综合分析“人、船、环境、管理”系统中的各种因素，绝大多数碰撞事故是由于违反海上避碰规则等人为因素所导致的。据统计，80%的海事事故与人为因素有关，而与人为因素有关的舰船碰撞事故的比率更是高达96%。
通常来讲，导致舰船碰撞事故的人为因素主要有四个方面：一是观察瞭望疏忽。未保持连续的、不间断的观察状态，未采取系统的、全方位的瞭望方法，以至于未及早发现来船，未及时核对本船航向，导致碰撞事故发生。二是舰船速度过高。在能见度不良的情况下，因本船速度过高，不能作出恰当的预判，导致无法采取有效的避让行动。三是助航设备使用不正确。未进行远近距离挡交替扫描，致使目标发现过晚来不及避让，或发现目标后未进行系统的观测，仅凭荧光屏上的回波主观臆断，采取与客观情况相违背的避让行动。比如，潜艇在水下靠被动声呐侦测，若对方噪音小或海洋背景噪音太大，就会造成危险局面。四是避让处置失误。据统计，有相当一部分事故是在原本有足够的时间用来操作、但未采取有效避让措施的情况下造成的。
安全航行三要素
舰船安全航行关键是把握好“三要素”。保持正规瞭望是航行安全的“基石”，自始至终贯穿在舰船航行之中，任何时间、任何地点都要全神贯注、由近及远地观察，真正做到“瞭望不间断”。保持安全航速是避免事故的“灵符”，既有充分的时间预判形势，又有足够的余地采取措施，有利于掌握避让行动的主动权。正确实施避让是最后一个“锦囊”，当存在碰撞危险时，就必须迅速果断地采取正确有效的避让行动，包括转向、减速以及联合避碰等方式。切忌消极盲目避让，防止因判断不准确而抵消对方的避让行动效果。
空中防撞待突破
由于军事航空行动的隐蔽性、突然性以及战斗机的高机动性，空中防撞形势一直处于严峻的状态。从美国空军飞行安全中心网站公布的15种世界主要战机的统计数据来看，空中相撞坠机约占飞行事故的11.1%，从时机上看，起落、编队飞行和战术机动是发生相撞的三大高危期。
与舰船碰撞事故一样，触发战机相撞事故的原因也是“人、战机、环境、管理”系统中的不安全因素，其中人的不安全行为仍然是主要原因。因此，防撞工作就必须把握重点和关键环节，瞄准“靶心”精准发力。人员上要始终把握住工作主体，即飞行指挥员、飞行人员、领航员、管制人员，加强身体、心理、技术等方面的培训；制度上要将防撞的“关口”前移到空中“相遇”之前，即危险接近和飞行冲突等，合理地运用控制风险的方法和手段，从源头上消除或减小相撞概率。
与舰船避碰不一样的是，由于速度上的巨大差异，在战机防撞中人的能动性作用较小，这就促使世界各国都在开发军机防撞系统，但难度较大，鲜有突破性进展。美国空军研究实验室曾研发了一种自动空中防撞系统，在无需飞行员下达指令的情况下，使飞机做出合适的规避动作以避免相撞。
相关链接
悲壮的空中惨剧——
飞机相撞事故
在各类相撞事故中，飞行器空中相撞频率最高、也最为惨烈，给人留下的内心伤痛也最为持久。
1988年8月28日，前西德的美军航空展上发生严重意外事故，意大利空军三色箭飞行表演队的3架战机在空中相撞，其中一架撞向人群，造成70人死亡，数百人受伤。
2002年发生的乌克兰航展事故是迄今为止最为严重的一起航展事故。一架正在做低空高难度俯冲特技的苏-27战机突然失控，紧接着和停机坪上的一架伊尔-76运输机相撞，苏-27随即爆炸起火并翻滚着冲向观众，造成77人死亡、543人受伤，事故现场之惨烈让人记忆犹新。
2016年5月26日，美国海军两架F/A-18“超级大黄蜂”战斗机在北卡罗来纳州东部海域上空发生碰撞，事发时，两架战斗机正在执行例行训练任务。
太空中的惊世邂逅——
美俄卫星相撞
2009年2月10日，美国“铱星33号”卫星与俄罗斯“宇宙2251号”卫星在西伯利亚泰梅尔半岛上空789公里处相撞，并且产生两条超过1000块碎片构成的残骸带。这是人类历史上首次卫星相撞事故，这次碰撞事件警示人们，卫星在轨运行相撞的威胁是真实存在的，也使各国开始着手制定有效处理太空垃圾的相关法律。
除卫星相撞外，太空中还多次发生过太空碎片撞击航天器的事件。如1996年法国的“樱桃”通信卫星被多年前“阿丽亚娜”运载火箭入轨时产生的一枚碎片击中，导致一个观测装置受损，卫星运行轨道超出正常范围。
大洋下的沉寂惊魂——
核潜艇相撞事故
冷战期间，敌对的美苏两国潜艇在大洋中发生过多起潜艇相撞事故。例如，1970年6月23日美军执行秘密任务的“隆头鱼”号潜艇与正在水下试航的苏军“回声-2”级新型巡航导弹核潜艇在彼得罗巴甫洛夫斯克附近海域相撞，致使后者险些沉没，而美潜艇也不得不返回太平洋舰队总部“疗伤”。
2009年2月3日至4日间，英国“前卫”号弹道导弹核潜艇与法国“凯旋”号核潜艇在大西洋意外相撞。当时两艘潜艇均在水下航行，而且艇上带着核导弹，共有约250名乘员。双方声呐装置均未能探测到对方，结果导致意外相撞，“前卫”号船体上出现凹陷和擦痕，“凯旋”号声呐外壳严重受损。
海面上的霸气出击——
苏舰主动撞击美舰
1988年2月12日，美国巡洋舰“约克城”号和驱逐舰“卡隆”号抵近苏联领海宣示自由航行权力，一度分别驶入距岸10.3英里和7.5英里的位置。苏联海军黑海舰队派出“无私”号和SKR-6号两艘护卫舰前出阻止美舰。
苏军舰艇在警告无效的情况下做出了撞击美军舰艇的决定。面对吨位数倍于己的美军舰艇，两艘苏联护卫舰丝毫没有犹豫，坚决执行了命令。双方均没有严重损失，但苏联海军做出的决死拼命信号使美舰在无限惊恐中撤出了苏联领海。（征 途）
