城市防空飛機空戰模型研究

摘要：該文對城市防空作戰中的飛機空戰過程進行了研究，建立了城市防空飛機空戰模型，給出了模型的任務要素和過程描述，提出了飛機空戰的戰損計算方法，最后給出了模型的邏輯設計框圖。

關鍵詞：飛機空戰模型；作戰規則；戰損計算

中圖分類號：G875.3文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2009)04-0976-02

Research on the Airfight Model of Battleplanes in the Aerial Defence of City

SHAO Chao-feng， JIAO Zhi-yong， MA Ya-ping

(Training Simulation Centre of National Defense University，Beijing 10091，China)

Abstract: In this paper the airfight course of battleplanes，which happens in the aerial defense of the city，is analyzed.And the airfight model of battleplanes is designed.And the task elements and the description of course are given.And how to calculate the loss of airfight is illuminated.At the end of the paper，the sketch map for logic designing is offered.

Key words: airfight model of battleplanes; airfight rules; airfight loss calculation

當今世界，以信息技術為先導、以信息戰為核心、以系統集成建設為特征的新軍事變革正在蓬勃興起。在未來戰爭中，敵國派遣大量地面兵力到我本土作戰的可能性極小，而借助強大的空中優勢，依托信息網絡，利用精確制導武器、遠程作戰飛機對我重要城市進行空襲將成為軍事強國達成戰略目的的基本途徑和慣用手段。所以，加強對城市防空作戰的研究和模擬演練意義重大。在城市防空作戰中，利用作戰飛機進行空中巡邏并有效攔截空中來襲目標是一種卓有成效的防空手段，在城市防空作戰中占有很重要的地位。本文擬以構建城市防空作戰訓練模擬系統為背景，對城市防空作戰中戰機進行空中巡邏并發生空戰的過程進行建模。

1 任務要素

空中巡邏任務的要素如表1所示。

2 過程描述

部隊在接到防空指揮部下達的空中巡邏任務命令后，執行任務的飛機就會從所在機場（一般在城市附近）起飛，并迅速到達指定空域，在該空域展開，以城市為中心進行環形巡邏飛行，或在重點防衛方向的一側進行“8”字形往返飛行。一旦遭遇空中目標（導彈或敵機），就馬上進行敵我判斷，如果判定是我方戰機，就繼續巡邏；如果判定是敵方戰機，并且接到空中攔截命令，如果能夠執行命令，即迅速結束巡邏狀態而轉入空戰狀態，并在同時向地面指揮部發送空情報告。在經過激烈的空中交戰后，或者將來犯敵機擊落，或者被敵機重創。如果將目標擊落后，我方飛機仍然保持良好飛行性能，即馬上返航。飛機落地的同時向防空聯合指揮部發送報告。其過程如圖1所示：

圖1空中巡邏過程示意圖

影響空中交戰勝負的因素很多。敵我雙方戰機的性能是個關鍵因素，例如：機載雷達的探測范圍和最大探測距離、機載武器數量、最大續航時間等。

3 行動規則

1） 當執行任務的飛行編隊接受巡邏任務的命令后，首先判斷是否到達指定任務執行時間，如未到達則不處理。

2） 當行動命令中沒有指定巡邏空域的位置（用距離機場的距離來確定）時，命令不予執行。

3） 巡邏開始標志：由機場開始按用戶輸入的速度取捷徑飛往巡邏空域，到達巡邏空域即置巡邏開始標志，并發報告。

4） 巡邏結束標志：從機場起飛開始計時，即計算機場到巡邏空域的時間、巡邏時間。讀取飛機性能表中該型號飛機的連續作戰時間，當連續作戰時間(機場到巡邏空域的時間+巡邏時間)小于機場到巡邏空域時間的1.2倍時，實施空中巡邏的飛機即返航。置巡邏結束標志，返航回機場。落地后發報告。

5） 巡邏中實施空戰的條件：接受臨時干預命令或主動攔截。當接受臨時干預命令時，即對指定的敵方目標實施攔截。完成空中攔截任務后即返航，同時發空戰結果報告，飛機降落后，發送完成空中巡邏報告。

6） 當連續作戰時間(機場至巡邏空域時間+巡邏時間+巡邏空域到攔截點的時間)小于攔截點至機場時間的1.2倍時，則不能完成指揮所下達的空中攔截命令，繼續執行巡邏任務并發報告。

7）已有作戰時間＝連續作戰時間－(機場到巡邏空域時間＋巡邏時間＋當前位置到攔截點的時間+攔截點返回機場的時間×l.2)。

8）空中巡邏飛機的作戰范圍＝已有作戰時間×飛機速度

返航落地后發巡邏結束報告。

4 戰損計算

空戰模擬結果計算的基本思路是：首先，能夠構成交戰關系的紅藍雙方編隊進行超視距空戰，計算各自的戰損數量，然后根據雙方編隊剩余飛機的空戰能力指數，再次計算各自的戰損數量。

4.1 編隊超視距空戰戰損計算

1）空空導彈擊毀飛機概率的計算

單發空空導彈擊毀飛機的概率與機載雷達發現目標的概率、導彈火控系統正常工作的概率、導彈制導成功的概率、命中后擊毀飛機的概率和地面或預警指揮機的引導成功概率有關，因此，單發空空導彈擊毀飛機的概率p為：

2）編隊超視距攻擊戰損計算

一般情況下，每架飛機一次只攻擊一架目標機，可用1枚空空導彈，也可用2枚，假設用1枚的概率為p則用2枚的概率為p(1-p)

攻擊編隊可擊毀目標機的架數n為:

n1，n2分別為攻擊編隊都用1枚導彈攻擊方式和2枚導彈攻擊方式可擊毀目標機的架數，其計算方法如下：

攻擊編隊用1枚導彈攻擊方式可攻擊目標機的架數s為：

z為攻擊編隊中攜載的某型空空導彈總數量，m為目標機編隊飛機架數。

則擊毀k架飛機的概率分布為：

p為單發空空導彈擊毀飛機的概率。

產生[0，1]間的均勻分布隨機數rand(x)，看此數落在哪個區間來具體確定擊毀架數，如表2所示。用2枚導彈攻擊方式擊毀目標機架數的算法與此類似。

4.2 編隊近距空戰戰損計算

1）單機空戰能力指數的確定

單機空戰能力指數采用“對數法”（《中國、美國國防系統分析方法學術討論會論文集》中“作戰飛機的裝備效能指數”）。公式是：

式中Ｃ為空戰能力指數，Ｂ為機動性參數，Ａ1為火力參數，Ａ2為探測能力參數，ε1為操縱效能系數，ε2為生存力系數，ε3為航程系數，ε4為電子對抗能力系數。各參數計算方法參見[1]；

2）編隊空戰能力指數

編隊空戰能力指數是編隊中所有單機空戰能力指數之和，即

在編隊由幾種飛機組成時，

其中ni和ci分別為第i種型號飛機架數和單機空戰能力指數。

3）編隊近戰戰損計算

把n架攻擊機對m架目標機的空戰，分解為m組空戰，每組空戰都是n/m架攻擊機對1架目標機，各組空戰可看作是相互獨立的，設目標機被擊毀的概率為Pt則目標機被毀架數服從參數為m、n的二項分布。按照空戰能力指數的意義，可將Pt取作

p0是小于1的正數，它是為了同步降低雙方的被毀概率而設定的，暫取p0=0.5。于是得到目標機被毀k架的概率

于是，目標機平均被毀架數為mpt

同樣，攻擊機平均被毀架數為npm，pm的值為

5 邏輯設計

實體的主要任務狀態有：起飛、巡邏開始、巡邏結束、空戰開始、空戰結束、返航。

邏輯設計框圖如圖2所示。

6 結束語

本文建立了城市防空飛機空戰模型，給出了模型的任務要素、過程描述、行動規則、戰損計算及邏輯設計，對設計開發城市防空訓練模擬系統有一定的參考價值。

參考文獻：

[1] 朱寶鎏，等.作戰飛機效能評估[M].北京：航空工業出版社，1993.12.

[2] 馬豐文，等.作戰模型研究與實踐[M].北京：國防大學出版社，2002.7.

[3] 傅凝，等.作戰模型理論與方法[M].北京：國防大學出版社，2002.7.

[4] 張野鵬.作戰模擬基礎[M].北京：高等教育出版社，2004.