對觸發型戰斗部反艦導彈質心干擾效果的評估

劉維國，徐志強

（解放軍91550部隊，大連116023）

0 引 言

質心干擾是用來干擾導彈的自導段，其目的是保護艦艇免遭導彈的攻擊和破壞。就此而言，評估干擾的有效與無效應以艦艇是否受到威脅為準，對應于干擾效果的參數指標就是在末制導雷達的有效工作時間里干擾所造成的導彈方位偏角的大小。為此，在實際使用艦艇進行質心干擾試驗時，評估觸發型戰斗部導彈質心干擾效果應結合目標的機動，通過設計目標艦的機動達到檢驗質心干擾效果的目的。

1 質心干擾效果的評估機理

在無干擾的條件下，導彈按預定彈道飛抵目標，由于質心干擾的使用，末制導雷達產生了方位誤差角a，致使導彈沿著偏離目標的方向飛行，a越大，導彈偏離目標越遠，目標的生存概率越大；反之亦然。因此，對于反艦導彈來說，質心干擾的目的就是造成盡可能大的末制導雷達方位誤差角a，使導彈最大限度地偏離目標艦，如圖1所示［1］。

圖1 導彈飛行彈道示意圖

在試驗中，由于以雷達機械軸指向目標艦，電軸指向合成能量中心，因而錄取的末制導雷達的航向電壓所對應的航向偏離ah就等同于圖1所示的a。因此，質心干擾效果的評估就是依據所錄取的航向電壓角的量值為準則，確定艦艇受導彈的威脅程度，從而判定干擾效果的優劣。

2 有效干擾時間的確定

在試驗條件下，由于通常采取在岸上架設末制導雷達的方法，末制導雷達與目標的距離基本不動，那么在干擾理想發揮的情況下，一般都會造成一定的末制導航向偏離角。但是考慮到導彈的動態飛行，實際上起干擾效果的ah只是在末制導雷達的有效工作時間內的角度值。因此，確定有效干擾時間對于評估干擾效果具有重要的含義。

設導彈飛行的速度為Vm，末制導雷達開機距離為Rk，導彈失控距離為Rsk，則末制導雷達的有效工作時間為：

那么質心干擾的有效干擾時間就為：

式中：tsg為末制導雷達從開機搜索轉入跟蹤所用的時間為失控距離所對應的導彈飛行時間的意義是導彈自動瞄準系統只能在導彈與目標之間的距離大于某一數值時才能起作用。

由于導彈的操作慣性，操作系統在執行測角系統的操作指令時，存在著等效延遲時間τ0。在τ0時間以前，由于雷達測得的干擾所造成的偏離值，在導彈與目標相遇時來不及修正，此時所造成的干擾無效。

此外，導彈有最小轉彎半徑要求的最大允許徑向距離，即在導彈與目標相距某一距離的時刻以前已有質心偏離角ahΔ，修正飛行方向時，由于導彈轉彎半徑的限制，致使導彈轉向飛行的弧徑和導彈與目標相遇的原始方向上重合或基本重合，導彈還是擊中目標或危及目標，此時所造成的干擾亦無效。

trz就是指上述2種時間的綜合，即在trz時間內所形成的航向偏角對干擾效果沒有意義。評估干擾效果的優劣取決于式（2）所限定的有效干擾時間內干擾所造成的航向偏角ah，大于tzy的任何時刻產生的ah皆認為對干擾效果無貢獻。

3 對觸發型導彈質心干擾的評估

3.1 假設條件

假設反艦導彈多采用觸發式引信，對觸發式引信直接殺傷型導彈實施質心干擾效果的評估方法與準則首先作如下假設：

（1）末制導雷達電軸的指向為導彈的飛行方向，且導彈沿該指向直線飛行。

（2）雷達電軸的跟蹤點為導彈的瞄準跟蹤點，導彈的最終落點中心在瞄準點上。

（3）干擾質心點與艦艇相對于導彈方向的縱向距離為零。

（4）不考慮大目標效應。

3.2 無質心干擾條件下，導彈命中目標的概率［2］

在假設條件成立的前提下，對于觸發型導彈的干擾效果應以導彈的自導命中概率的降低為評定準則。

設艦艇長為L，寬為W，垂直投影等效為一矩形，又設Y方向為導彈的自導段飛行方向，則目標在垂直于導彈來襲方向水平面的投影如圖2所示。導彈瞄準點的投影點為A，在不考慮系統誤差及隨機誤差帶來的脫靶的條件下，導彈在橫向的最終落點是以A為散布中心的正態分布（在此不考慮導彈落點的高度散布）：

圖2 艦艇在垂直于導彈來襲方向水平面的投影

則導彈自導命中艦艇的概率為：

式中：Em為自導中間偏差；qm為艦艇的中心軸線與導彈來襲方向的夾角

3.3 質心干擾條件下導彈命中目標的概率

設在導彈末制導雷達開機后的某一時刻tzyi，質心干擾造成雷達電軸偏離目標中心的航向角為ah，在不考慮質心與目標相對于導彈方向的縱向距離的條件下，此時導彈瞄準質心點C，如圖3所示。

圖3 目標質心相對位置關系

C點到目標中心的距離為rm，rm用下式近似計算：

式中：tzyi應滿足tzyi＜tzy－tsg。

若不考慮導彈系統誤差，導彈的最終落點是以C為散布中心的正態分布，則在此條件下導彈命中艦艇的概率為［3］：

根據以上所述，為了評估質心干擾對觸發型導彈的干擾效果，就是要看其對導彈的自導命中概率的降低程度。自導命中概率的損失程度直接表征了干擾效果的優劣，因此，用式（4）除以式（7），則得出導彈自導命中概率的降損比，用Kds表示：

可以看出Pd與艦艇投影到導彈來襲方向上的長度、干擾的形成時間及相應的ah、導彈飛行速度有關。

4 目標機動對質心干擾效果的影響

目標艦的機動與很多因素有關，其機動起始時間決定于箔條云的散開性能、箔條炸點與艦艇的相對位置，機動方向取決于風速、風向、艦艇進入發射點的航向及導彈來襲方向。一般情況下，艦艇沿著垂直于雷達波束的方向機動，則跑出波束的時間最短。但由于正橫航行時，艦艇的雷達截面積較大，質心距離在初始段很小，因此，在艦艇正橫進入發射點條件下，干擾系統發射箔條彈后，艦艇可適當作轉彎機動。在箔條云形成的雷達截面積為艦艇雷達截面積的1.5倍后，再沿垂直于雷達波束方向規避。對于其它的進入方向（艦艇的艏艉向進入除外），艦艇不必作轉彎機動，這樣對脫離距離和角度波門都能起到作用。

艦艇艏艉向進入發射點的情況比較復雜。對于艉向來說，艦艇與箔條云在距離上拉開比較容易，如果雷達在距離上丟失了目標，則角度信息也會丟失。因此，在艉向條件下，艦艇可以先沿著直線跑，再作轉彎機動，這樣，不僅使艦艇在距離上擺脫雷達波門，同時也免遭雷達重新搜索時再次捕捉到艦艇。艦艇的速度依風速、風向而確定，逆風航行時，速度不宜快，以防在箔條云雷達截面積不夠大時，已出距離波門，影響質心效果；順風時，速度可適當加快。艏向進入時，其情況與艉向相似。

5 結束語

從以上分析可以看出，對于觸發式導彈的質心干擾，Kds越大說明干擾效果越好，以Kds確定其質心干擾的效果具有實際使用意義。在現實使用過程中，目標的合理機動是取得質心干擾效果高成功率的一個重要條件。在試驗條件下，艦艇的機動原則是，使艦艇以較小的雷達截面積部位對向雷達，在允許的時間范圍內盡快地造成干擾云與艦艇的較大分離。艦艇的機動是一個復雜的戰術問題，牽扯到許多隨機因素，試驗中應不斷地根據環境條件靈活變動，并實時記錄艦艇的運動軌跡，以便分析干擾效果。

［1］林相平.雷達對抗原理［M］.西安：西北電訊工程學院出版社，1985.

［2］劉鼎臣，胡海.主動雷達制導反艦導彈攻擊目標計算［J］.戰術導彈技術，2001（6）：18－22.

［3］方有培.反艦導彈及艦艇的干擾、隱身技術［J］.航天電子對抗，2000（3）：7－10.