艦艇編隊艦空導彈安全區(qū)域內(nèi)協(xié)同使用研究

余鵬飛，由大德，張發(fā)強

(海軍大連艦艇學院導彈與艦炮系，遼寧 大連 116018)

艦艇編隊艦空導彈安全區(qū)域內(nèi)協(xié)同使用研究

余鵬飛，由大德，張發(fā)強

(海軍大連艦艇學院導彈與艦炮系，遼寧 大連 116018)

艦艇編隊對空防御作戰(zhàn)是編隊作戰(zhàn)的主要內(nèi)容和作戰(zhàn)樣式。本文以常用編隊防空隊形為例，介紹了編隊隊形配置原則和編隊防空隊形配置方法。通過建立坐標系和相對位置表示，確定了編隊艦空導彈作戰(zhàn)區(qū)域。在充分分析編隊艦空導彈作戰(zhàn)區(qū)域的基礎上，結合編隊艦空導彈使用安全，確定了編隊艦空導彈的射擊禁區(qū)和安全區(qū)域。研究了編隊艦空導彈安全區(qū)域內(nèi)的協(xié)同使用問題，為編隊艦空導彈作戰(zhàn)使用提供指導作用，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

艦艇編隊;安全區(qū)域;協(xié)同使用

0 引言

艦艇編隊對空防御作戰(zhàn)是編隊的主要防御作戰(zhàn)樣式，編隊防空隊形的不同和艦空導彈作戰(zhàn)性能的差異會對編隊艦空導彈的協(xié)同使用產(chǎn)生極大影響。針對編隊防空隊形實際，在確保編隊內(nèi)艦艇安全的基礎上，深入研究編隊艦空導彈協(xié)同使用問題，有利于編隊戰(zhàn)術行動統(tǒng)一實施和防空反導效能充分發(fā)揮，具有極強的現(xiàn)實意義［1］。

1 編隊防空隊形

編隊防空隊形是影響編隊防空能力的重要因素［2］，編隊防空隊形的不同將影響編隊艦空導彈作戰(zhàn)區(qū)域的大小，從而影響火力重疊區(qū)的火力密度［3］。在編隊艦艇類型、數(shù)量、武器和探測設備已經(jīng)確定的情況下，研究編隊防空隊形，有利于提高編隊防空反導能力。

首先，綜合考慮反艦導彈來襲態(tài)勢和各艦艦空導彈實際狀態(tài)等因素，按照編隊防空隊形配置原則要求，確定編隊防空隊形。這樣，有利于編隊艦艇安全、指揮統(tǒng)一和內(nèi)部通信聯(lián)系;有利于編隊實施各種戰(zhàn)術機動;有利于編隊艦空導彈的作戰(zhàn)使用;有利于編隊艦空導彈與艦炮、電子戰(zhàn)等其他武器的協(xié)同使用和射擊安全。

編隊防空隊形應根據(jù)作戰(zhàn)需要，主要以線型隊形為主。在來襲方向不明確時，應選擇菱形隊;在來襲方向明確時，應選擇方位隊和梯隊，并將來襲目標置于編隊隊列線的垂直方向上。編隊防空隊形應根據(jù)現(xiàn)有裝備實際和戰(zhàn)場情況靈活設置，具體配置方法如下［4］:

1)基本防空隊形為艦間距離25～30鏈的方位隊;

2)目標為單方向攻擊時，應使目標來襲方向與編隊隊列線垂直;

3)目標為多方向攻擊時，避免使任意目標來襲方向處于我編隊的隊列線上。

結合上述配置方法，本文以梯隊為例，研究編隊艦空導彈使用安全問題。

圖1 編隊常見防空隊形示意圖Fig.1 Chart for usual warship formation

2 編隊艦空導彈作戰(zhàn)區(qū)域

在已知編隊編成的情況下，防空反導效能的最大化是編隊指揮員最關心的問題。結合已有艦空導彈，在確保射擊安全的基礎上，最大限度發(fā)揮艦空導彈防空反導效能，是編隊指揮員實現(xiàn)作戰(zhàn)意圖的重要內(nèi)容［5］。

2.1 編隊坐標系及坐標表示

如圖2所示，假設編隊由2艘艦艇組成，以O1艦位置為原點，O1艦正橫向右方向為坐標x軸，O1艦艦首方向為y軸建立編隊坐標系。假設O2艦相對于O1艦的隊列角為θ，艦間距離為L。因此，O2艦的坐標Lx和Ly如下:

假設∠O1O2M=ω，∠O2O1M=β，目標M襲擊O1艦，平均速度為Vm，目標與2艦距離分別為D和T，來襲方向與2艦艦首方向夾角分別為α和γ，航路捷徑分別為PA=0和PB。因此，目標M的坐標Dx和Dy如下:

圖2 艦艇編隊及來襲目標坐標示意圖ig.2 Chart for the coordinate of warship formation and target

2.2 作戰(zhàn)區(qū)域的確定

編隊艦空導彈作戰(zhàn)區(qū)域的確定需要綜合考慮編隊各艦的開火遠界和停火近界。假設O1艦裝備A型艦空導彈，發(fā)射區(qū)射界為［SAj，SAy］，平均速度為VA;O2艦裝備B型艦空導彈，發(fā)射區(qū)射界為［SBj，SBy］，平均速度為VB。兩型艦空導彈均可在360°范圍內(nèi)毀傷來襲目標。

1)開火遠界

開火遠界是確保艦空導彈與目標在殺傷區(qū)遠界相遇的起始點，主要與防空雷達探測距離、艦空導彈系統(tǒng)反應時間和殺傷區(qū)遠界有關。開火遠界的確定要兼顧以上3個因素，只有當發(fā)現(xiàn)目標距離不大于艦空導彈的發(fā)射區(qū)遠界時，才能發(fā)射艦空導彈。

兩型艦空導彈開火遠界LAk和LBk及編隊開火遠界Lk可由下式表示:

式中:DT為防空雷達探測距離;TMZ為艦空導彈目標指示時間;TJC為指揮員決策時間;TDF為艦空導彈系統(tǒng)反應時間;tAy和tBy分別為兩型艦空導彈在各自殺傷區(qū)遠界與目標的相遇時間;DAy和DBy分別為兩型艦空導彈殺傷區(qū)遠界。

2)停火近界

防空反導時，艦空導彈應在目標完成任務近界前毀傷目標。因此，停火近界是防空反導作戰(zhàn)的終止點。除了受艦空導彈殺傷區(qū)近界影響外，停火近界還與目標完成任務近界有關。

假設目標完成任務近界距離為rm，兩型艦空導彈停火近界LAs，LBs和編隊停火近界Ls可由下式表示:

式中:DAj和DBj分別為兩型艦空導彈殺傷區(qū)近界;tAj和tBj分別為兩型艦空導彈在各自殺傷區(qū)近界與目標的相遇時間;tAm和tBm分別為兩型艦空導彈在rm與目標的相遇時間。

2.3 射擊禁區(qū)與安全區(qū)域

使用安全是結合作戰(zhàn)需要和武器性能實際，在確保武器使用不影響編隊安全的前提下，通過調(diào)整武器使用順序，實現(xiàn)抗擊縱深充分利用、抗擊時間無縫連接和防空反導效果最優(yōu)目的的1項研究內(nèi)容［6］。編隊艦空導彈的使用除了要考慮把握發(fā)射時機和提高作戰(zhàn)效能以外，還應考慮到由于多艘艦艇和多型艦空導彈的參與對編隊安全產(chǎn)生的影響，而艦空導彈射擊禁區(qū)和安全區(qū)域就是其中1項重要影響因素。

艦空導彈的最大射程一般大于編隊內(nèi)艦間距離，同時還要在低空或超低空抗擊掠海飛行的反艦導彈。在艦空導彈射擊過程中，這些因素都將對發(fā)射艦艇和艦空導彈彈道周圍一定區(qū)域內(nèi)編隊其他艦艇的安全構成威脅，這些區(qū)域就是艦空導彈射擊禁區(qū)，而射擊禁區(qū)外的艦空導彈作戰(zhàn)區(qū)域就是艦空導彈安全區(qū)域。

艦艇最小安全距離是影響編隊艦空導彈射擊禁區(qū)與安全區(qū)域的重要因素，指非本艦艦空導彈對本艦構成威脅的最小距離。設O1艦的最小安全距離為r1，O2艦的最小安全距離為r2。當SAy＞L－r2時，A型艦空導彈會受到O2艦的影響。如圖3所示，區(qū)域CNHG是O2艦相對于A型艦空導彈的射擊禁區(qū)，而除此之外的A型艦空導彈射界其他區(qū)域就是其安全區(qū)域。

3 協(xié)同使用研究

編隊艦空導彈協(xié)同使用，關鍵在于根據(jù)編隊內(nèi)艦艇位置關系、目標作戰(zhàn)參數(shù)和艦空導彈平均速度確定艦空導彈的使用順序。本文以編隊艦空導彈抗擊單目標為例，介紹安全區(qū)域內(nèi)編隊艦空導彈協(xié)同使用情況。

3.1 不同來襲方向時的協(xié)同使用情況

圖3 編隊艦空導彈火力分配示意圖Fig.3 Chart for firepower assignment of warship formation's anti-air missiles

如圖3所示，過O1做O2艦最小安全距離圓的切線，與開火遠界分別交于G和H;同樣過O2做O1艦最小安全距離圓的切線，與開火遠界分別交于J和K。O1艦射擊禁區(qū)GO1N與O2艦射擊禁區(qū)JO2K的公共區(qū)域O1AO2B為編隊艦空導彈共同射擊禁區(qū)。令SBy＜SAy，r2＜r1，則L＜SBy－r1＜SAy－r2，此時2艦都存在射擊禁區(qū)。兩型艦空導彈開火遠界相交于W2和W7。經(jīng)O1分別做O2A和O2B的垂線O1U和O1V，垂足為F和E。同時，分別延長O1J和O1K交開火遠界于W3和W6。因此，根據(jù)目標不同來襲方向，編隊艦空導彈協(xié)同使用情況如表1所示。

由此可知，編隊艦空導彈除在前2種情況的部分區(qū)域內(nèi)進行共同抗擊外，其他均為單獨抗擊，本文不作說明。

表1 目標不同來襲方向時編隊艦空導彈協(xié)同使用情況Tab.1 Warship formation's anti-air missiles coordinated application when target came from any directions

3.2 共同抗擊目標時的協(xié)同使用情況

兩型艦空導彈共同抗擊目標的區(qū)域為共同作戰(zhàn)區(qū)域。令λ=VA/VB，由于兩型艦空導彈的平均速度已知，λ為常值。μ=D/T，設μk和μs分別為共同作戰(zhàn)區(qū)域遠界和近界處目標與2艦距離之比，最大值μmax=1/sinβ。當μ＜λ時，A型艦空導彈與目標相遇時間更短，優(yōu)先使用;當μ＞λ時，B型艦空導彈優(yōu)先使用;當μ=λ時，兩型艦空導彈可同時與目標M在臨界點Sm相遇，此時進行抗擊順序轉換。

當目標來襲方向位于(W1，V)和(U，W8)時，μs＜1＜μk，T隨著D的減小，先減小至PB再增大，μ由μk增大至μmax再減小至μs。此時，根據(jù)λ與μ的關系，編隊艦空導彈協(xié)同使用情況如表2所示。同樣，當目標來襲方向位于(V，W3)和(W6，U)時，μs＜μk＜1，T隨著D的減小而減小，μ由最大值μk減小至μs。此時，根據(jù)λ與μ的關系，編隊艦空導彈協(xié)同使用情況如表3所示，表中的“完畢”指共同抗擊完畢。

表2 目標位于(W1，V)和(U，W8)來襲時編隊艦空導彈協(xié)同使用情況Tab.2 Warship formation's anti-air missiles coordinated application when target came from(W1，V)和(U，W8)

表3 目標位于(V，W3)和(W6，U)時編隊艦空導彈協(xié)同使用情況Tab.2 Warship formation's anti-air missiles coordinated application when target came from(V，W3)和(W6，U)

4 結語

本文介紹了編隊防空隊形、編隊坐標系和坐標表示方式，分析了編隊艦空導彈的作戰(zhàn)區(qū)域，針對編隊艦空導彈的使用安全，具體研究了其射擊禁區(qū)和安全區(qū)域。確定了編隊艦空導彈在安全區(qū)域內(nèi)不同來襲方向和共同抗擊目標時的協(xié)同使用問題，為編隊艦空導彈的協(xié)同使用有一定指導意義。但研究范圍還處于理想狀態(tài)，同時缺乏對多種武器系統(tǒng)的綜合考慮，需要進一步研究。

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Research on coordinated application of warship formation's anti-air missiles in security region

YU Peng-fei，YOU Da-de，ZHANG Fa-qiang
(Department of Missile and Shipborne Gun，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China)

Air defense is an important content and style of the warship formation operation.This paper introduces the principles of warship formation pattern and methods of its air defense pattern，with some common ones as examples.By building up the coordinate system and showing the relative positions，warship formation's anti-air missiles operational region is fixed.Based on analyzing the operational region，combined with its application safety，the forbidden and security region is confirmed.The coordinated application of warship formation's anti-air missiles in the security region is studied，which has guidance effect and realistic significance on the application of the warship formation's anti-air missiles.

warship formation;security region;coordinated application

E927

A

1672－7649(2011)12－0103－04

10.3404/j.issn.1672－7649.2011.12.025

2011－03－07;

2011－04－11

余鵬飛(1984－)，男，碩士研究生，研究方向為水面艦艇進攻與防御戰(zhàn)術。