1.1 航空反潜发展概况
航空反潜是反潜飞机利用反潜探测设备对水下潜艇目标进行探测、识别、定位和跟踪，并利用反潜武器实施攻击的作战行动，是现代反潜战的一个重要组成部分。世界上第一个提出飞机可用于反潜的是曾经当过英国B-3号潜艇艇长，后来又成为飞行军官的休·威廉海军上尉[1]。休·威廉在1912年3月发表了一篇题为《飞机在反潜战中使用》的论文，首次论述了飞机搜索、攻击水上、水下潜艇的战术方法，并提出了飞机与水面舰艇协同反潜的方法[2]。在理论探讨和试验的推动下，英、德等国在第一次世界大战初期，组建了反潜航空兵部队——包括飞机和飞艇。
第一次世界大战期间，反潜机主要由轰炸机、攻击机、水上飞机和飞艇等组成，没有专门设计的用于反潜的飞机。当时的潜艇大部分时间是浮出水面的，飞机及其武器装备的性能较低劣，反潜机主要是在近岸海域搜索和攻击处于水面或潜望状态的敌潜艇。飞机反潜的战术也比较原始，主要是“目视搜索+炸弹攻击”。1914年圣诞节，德国海军“策佩林”L-5号飞艇，在德国诺德尼岛附近，发现了英国E-11号潜艇，在飞艇进入攻击阵位前潜艇已下潜，飞艇投下的两枚炸弹在水面爆炸，对潜艇没有造成实质性损伤，这是飞艇第一次攻击潜艇的战例[2]。1916年8月16日，奥地利飞机用一枚炸弹击沉了停泊于威尼斯港的英国B-10号潜艇，这是飞机击沉的第一艘潜艇[2]。1916年9月15日，两架奥匈帝国的水上飞机，在亚德里亚海区，发现了潜航于水下十几米深度的法国“富科尔”号潜艇，飞机向其投放了4枚炸弹，潜艇受损浮出水面，又遭飞机后续攻击沉没，这是航行在公海上的潜艇首次被飞机击沉的事件[2]。第一次世界大战中，飞机单独击沉潜艇的数量并不多，但其对潜艇的威慑作用明显，使得潜艇不敢冒险攻击有飞机掩护的舰船。用飞机打击企图对水面舰船进行攻击的潜艇，要比用飞机猎捕往返作战地域的潜艇更为有效。也就是说，当时飞机对潜艇的威慑作用远大于其实际攻击的作用。在第一次世界大战中飞机反潜的战果并不大，其主要原因可归结为：没有合适的探测器材，只能靠目力探测，夜间无法对潜搜索，无法探测潜航状态的潜艇；没有合适的武器，只有普通炸弹；用于反潜的飞机/飞艇数量少、工作不可靠、航程短。直到第二次世界大战的1940年年底以前，这三个问题仍未能得到很好的解决，因此飞机在第二次世界大战初期并没有毁伤多少潜艇。
第一次世界大战后，人们逐渐认识到飞机在反潜战中的作用，开始重视和研究专用机载搜潜设备和攻潜武器。1924年英国海军部开始设计反潜炸弹，1931年第一枚航空深水炸弹投入使用[3]，但由于没有有效的瞄准仪器与之配套，机组人员只能在低空攻击，靠“目测”投弹。
第二次世界大战期间，英国率先（1940年）在反潜飞机上加装了雷达，实现了雷达对水面状态潜艇的搜索，解决了目视难以在夜间对潜搜索的问题。由于当时的雷达与武器不配套，直至1941年前后，飞机使用雷达也只能是搜索、发现、震慑潜艇，难以与攻潜武器有效配合使用。反潜飞机数量的增加，以及搜潜器材和攻潜武器性能的不断提高，迫使敌潜艇由近岸海域向飞机难以到达的远岸海域活动。为了应对潜艇的远岸海域活动，英国于1941年夏把俘获的德国5500吨的商船“汉威”号改装成护航航空兵母舰，携带6架飞机用于反潜[1-3]。1942年秋，美国科学家研制出了磁力探测仪，解决了对潜航状态潜艇的探测问题。但磁力探测仪发现潜艇的距离很近，只有在敌潜艇已由其他方法搜索到以后才能使用。1942年3月美国对声呐浮标进行了适应性试验，1942年秋生产出可以工作4h、探测距离3.5英里的声呐浮标[1]。随着声呐浮标的使用，一种用于测定方位的无线电高频测向仪在1942年研制成功并投入使用。1943年5月美国首先研制成功并使用了世界上第一种航空声自导鱼雷MK24。随着声呐浮标和声自导鱼雷的出现，英国“作战研究小组和战术发展小组”，提出了一种使用声呐浮标与声自导鱼雷相结合攻击潜航潜艇的方法[2]。从上述脉络可以看出，第二次世界大战给航空反潜提供了发展和使用的机遇，无论是航空反潜装备还是航空反潜战术都得到了较大的发展，反潜飞机逐渐成为一种真正的昼夜称霸的海上兵力，进一步确立了航空反潜的地位。随着反潜深弹的改进和使用，声自导鱼雷、磁探仪、声呐浮标的出现和实战应用，标志着现代航空反潜装备发展的开始。
第二次世界大战后，随着科学技术的进步，潜艇在水下持续活动的时间越来越长，如何去发现它，给反潜战提出了新的挑战。在实践中人们逐渐认识到，比较有效的方法是把多种不同的传感器综合使用，水声探测器材仍是远距离发现潜艇的唯一方法。因此，人们把视线集中在多种新型传感器的研制和水声探测器材性能的提高上。随后研制出吊放声呐、废气探测仪、红外探测器以及微光电视等。到第二次世界大战结束的1945年，潜艇技术得到了飞速的发展，即使使用当时最优良的装备去搜索通气管状态的潜艇，成功率也平均不到6%[1]。反潜战又到了无法从远距离发现潜航潜艇的时代，反潜飞机的反潜效率又回到了战前的状态，航空反潜又遇到了新的问题。人们开始思考设计专用的反潜飞机。
冷战时期（20世纪50年代至20世纪末），专用反潜飞机得到了空前的发展。20世纪50年代至70年代，专用岸基、舰载固定翼反潜巡逻机出现，主要代表机型有美国的S-2、P-2V；反潜直升机出现，主要代表机型有美国的SH-3、苏联的卡-25；水上反潜巡逻机得到进一步发展，主要代表机型有美国的P-5M、苏联的别-12。20世纪70年代至20世纪末，反潜飞机的发展呈现出以下特点：①体积重量更大，续航时间更长；②固定翼反潜巡逻机和反潜直升机的发展日趋成熟，型号增加；③对潜探测设备进一步完善；④岸基固定翼反潜巡逻机得到加强，水上反潜巡逻机逐步淡出。该时期岸基固定翼反潜巡逻机的主要代表机型有美国的P-3，俄罗斯的伊尔-38、图-142，英国的“猎迷”MR2和法国的“大西洋”ATL2；航母载固定翼反潜巡逻机代表机型主要为美国的S-3A/B；反潜直升机的主要代表机型有美国的SH2“海妖”、SH3“海王”、SH-60B/F（“海鹰”），俄罗斯的卡-25、卡-27和米-14；英国、日本、韩国、荷兰、西班牙、新西兰、澳大利亚等14个国家和中国台湾地区主要使用P-3各型反潜巡逻机。这一历史时期航空反潜的特点：一是单任务平台，只用于反潜；二是低空、低速反潜。潜艇的发展特点：一是潜艇防空武器出现；二是深潜、低噪声、隐身性。随着越来越多的国家研制并成功试射潜空导弹，低空投放鱼雷反潜变得十分危险。潜艇能防空，打破了航空反潜的“非对称”优势；反潜机的低空、低速反潜，直升机的悬停搜索，利于潜射导弹的攻击。因此，如何增大鱼雷的投放高度，使反潜机从潜艇的防空范围之外发起攻击，成为各国海军面临的又一大课题。
进入21世纪，美军提出了航空反潜新概念——高空反潜概念、多任务海上飞机概念。2000年上半年，美军开始实施“多任务海上飞机”（MMA）的概念研究项目。多任务是指，集反潜、侦察、情报、监视、通信、信息处理、指挥与控制及反舰于一体，但其核心能力是反潜。多任务海上飞机是网络中心战的重要组成部分和关键信息节点，可与无人机协同反潜，其目标是取代P-3C、EP-3E、E-6A。2002年9月和2003年2月，美军先后同洛克希德·马丁公司和波音公司签订MMA项目第一、二阶段的部件先期开发合同，洛克希德·马丁公司推出的是“奥利安”21，波音公司推出的是波音737-800ER（编号为P-8A）。2004年6月，波音公司中标。2008年投入低速初期生产，2012年投入全速生产。
高空反潜最重要的是要解决载荷高空使用的适应性问题，即鱼雷的高空投放与远程攻击问题，以及浮标、磁探仪等探测设备的使用问题。为解决鱼雷的高空投放与远程攻击问题，在鱼雷上加装滑翔装置，研制出MK54高空滑翔鱼雷。为解决探测载荷的使用问题，改进浮标使之可高空投放与监听，提出了无人机与反潜巡逻机协同作战概念。2013年4月美军招标开发可由反潜巡逻机施放和控制的反潜无人机。之后，波音公司开发出自带低成本磁异探测仪的“磁探鹰”无人机（简称“磁鹰”无人机），“磁鹰”无人机配备卫星导航系统，可以代替反潜巡逻机进行低飞作业，搜索潜艇。反潜巡逻机可根据声呐浮标和“磁鹰”无人机提供的目标位置在高空投放高空反潜武器实施攻击。早在2008年，P-8A上的磁探仪被去掉以减轻重量。美国海军认为仅用声呐浮标可能还不足以对潜艇进行定位和跟踪。为了支持美军的高空反潜概念，弥补浮标的不足，2009年年底波音公司在“扫描鹰”（ScanEagle）的基础上开始研发“磁探鹰”（MagEagle），2010年开始传感器系统测试、整机集成和磁噪声降低工作。“磁探鹰”可由P-8A机翼挂架或（和）武器舱携带，在执行任务时释放，由陆基或舰载的“天钩”（SkyHook）回收系统回收。作为对潜艇定位、跟踪和攻击的辅助手段，“磁探鹰”可留空10～24h。从2000年“多任务海上飞机”概念研究项目的提出，到2013年的落地，经历了大约13年的时间（不包括前期学者酝酿的时间）。科学研究工作不是一蹴而就的，需要一个过程，需要不断的积累、试错、纠错，直至完善，急功近利是非科学的。
高空反潜概念的提出与落地，加速推动了反潜无人机的发展，进一步加快了网络化反潜的步伐，催生了固定翼反潜无人机系统和新体制声呐浮标系统。世界各国广泛开展了论证、开发和试验验证固定翼反潜无人机系统的工作。美国、英国、加拿大和阿联酋等国家，在研发与应用验证方面走在了前列。比较典型且代表当前发展水平的产品有：美国的MQ-9“死神”（Reaper）、阿联酋的“联合”40（United 40）、加拿大的TD100等。2017年10月，美国海军在一次海上演习中对MQ-9无人机发现、跟踪潜艇的能力进行了验证。“联合”40反潜型无人机的挂载能力为1050kg，可以携带声呐浮标和轻型鱼雷，在布放声呐浮标后，仍可携带1枚轻型鱼雷继续在任务区域巡航16 h。多架“联合”40反潜型无人机可协同工作，针对某个探测区域共同布放声呐浮标，直接处理和分析声呐浮标接收到的水声信息，然后根据作战需要通过数据链在协同作战平台间分发。固定翼反潜无人机系统采取航空母舰（简称航母）或岸基部署，集群协同并与其他反潜作战系统强交联，一定程度上可自主地在作战海域长时间留空和布放探潜器材及攻潜武器，收集反潜战场信息，搜索、跟踪和攻击潜艇。固定翼反潜无人机系统正朝着长航时、搜攻一体、集群作战、自主作战、与其他系统协同作战的方向发展。与此同时，无人反潜直升机也在快速发展。反潜直升机从20世纪50年代开始，以SH-3“海王”反潜直升机正式进入部队服役为开端，经历了60多年的技术发展，已从单一搜潜功能发展至搜潜/攻潜综合功能，再发展至以美国MH-60R为代表的具备反潜、反舰、搜索与救援等多任务能力。
第二次世界大战期间，为应对北大西洋盟军护航运输队，德国采用潜艇狼群战术，取得了良好的战绩。21世纪，为应对潜艇的威胁，无人机蜂群反潜战术已走上了历史的舞台。无人机蜂群反潜战术与“水面舰艇+反潜巡逻机+反潜直升机”的传统反潜战术相比，是“廉价+自主”与“昂贵+脆弱”的角力，是“非对称”优势的角力。可以肯定地说，航空反潜已进入一个新时代，进入到一个“有人—无人”相结合、“低空—高空”相结合、“网络化反潜”与战场体系融为一体的时代，不久的将来必将进入到一个“智能化”反潜的时代。