一種通用化的武器裝備攻擊力指數模型

趙定海， 黃璽瑛， 李文生， 謝京龍

(1. 裝甲兵工程學院裝備指揮與管理系， 北京 100072； 2. 裝甲兵學院指揮系， 安徽 蚌埠 233050)

一種通用化的武器裝備攻擊力指數模型

趙定海1， 黃璽瑛1， 李文生1， 謝京龍2

(1. 裝甲兵工程學院裝備指揮與管理系， 北京 100072； 2. 裝甲兵學院指揮系， 安徽 蚌埠 233050)

針對作戰仿真系統對武器裝備攻擊力指數模型的應用需求，提出了一種結構簡單、使用方便的武器裝備攻擊力指數模型。該模型將武器及其應用的彈藥進行匹配，既能反映武器和彈藥自身在攻擊力方面的設計特性，也能體現武器可靠性和彈藥儲備量對裝備攻擊力的影響，還能呈現裝備在攜帶多種類型武器彈藥時的攻擊力差異，具有較強的實用性。

武器裝備；攻擊力；指數模型；作戰仿真

指數法是作戰仿真常用的方法[1-2]。國外一些著名的軍用仿真系統中都不同程度地應用了武器裝備的各種指數模型來表征其作戰效能[3]。武器裝備的攻擊力指數模型是對攻擊力這一抽象概念進行定量化描述的方法，其依據武器裝備自身的性能參數，通過統一的算法，將各種攻擊力影響因素進行歸一和綜合，最終表征為一個確定的數值[4-5]。建立武器裝備攻擊力指數模型的意義在于：1)為分析比較各類武器裝備的攻擊力提供統一的量化平臺；2)為作戰仿真系統提供簡捷、高效的武器裝備攻擊力描述方法；3)為軍事人員分析戰爭的戰斗力演化過程和制勝機理提供直接依據。因此，研究武器裝備的攻擊力指數模型具有很強的實用價值[6-7]。為此，筆者提出了一種基于武器裝備自身性能參數的通用化攻擊力指數模型，應用該模型既可清晰體現裝備自身的特點，也可廣泛應用于各類武器裝備，還可反映作戰過程的動態變化，且其計算簡便、應用靈活，適用于多種作戰仿真系統和戰斗力演化分析。

1 攻擊力參數化

武器裝備的攻擊力是武器裝備的設計特性，由其自身的多個性能指標決定。這些性能指標種類繁多，本著相互獨立、擇要選取的原則，可得出其中最重要的攻擊力影響因素有5個：攻擊距離、殺傷范圍、攻擊頻率、殺傷強度和命中精度。這些影響因素在裝備定型后均以性能參數的形式呈現。

1) 攻擊距離。攻擊距離是指武器所發射的彈藥在其自身的動力系統或發射能量的作用下所能飛行的最大有效距離，按米計?？剂窟@一因素時需注意3個問題：(1)彈藥飛行而非武器機動，如機載導彈的攻擊距離是導彈發射后的最大有效射程,而非運載飛機的作戰半徑；(2)彈藥在自身動力或發射能量作用下產生的飛行距離，如飛機空投的炸彈自由降落不計入攻擊距離；(3)考查有效射程，不考查最大射程，因為部分彈藥在最大射程附近已不具備攻擊效力。

2) 殺傷范圍。殺傷范圍是指武器所發射的彈藥在發揮攻擊作用時其攻擊作用所能覆蓋的面積，按平方米計。考量這一因素時需注意3個問題：(1)點殺傷類武器的殺傷范圍，應按其彈徑橫截面積計算，如7.62 mm口徑穿甲彈的殺傷面積按7.62 mm×7.62 mm計算，因其主要依靠貫穿進行殺傷，攻擊發動時刻的接觸面積近似于彈徑橫截面積；(2)面殺傷類武器，應按其破片飛散半徑形成的方形區域面積計算；(3)兼具多種殺傷類型的彈藥，應按照某種殺傷類型所能形成的最大殺傷面積計算。

3) 攻擊頻率。攻擊頻率是指武器在單位時間內所能發射的某種彈藥的數量，按發/分計?？剂窟@一因素時需注意3個問題：(1)考查戰斗射速，而非最大射速，因為戰斗射速是武器在保證相對的穩定性和可靠性狀態下能夠實現的射速；(2)對于可補充彈藥的武器，其攻擊頻率與彈藥數量無關，如某突擊步槍的戰斗射速是600發/min，實際1次連續射擊只能發射30發，則攻擊頻率仍為600發/min；(3)對于一次性使用的武器，戰斗射速按1發/min，如一次性反坦克火箭筒。

4) 殺傷強度。殺傷強度是指武器所發射的彈藥在發揮攻擊作用時所能貫穿的均質裝甲鋼的厚度，按毫米計。考量這一因素時需注意2個問題:(1)選取彈藥在有效攻擊距離內所能獲取的最大穿深，如某彈藥在100 m距離上可貫穿10 mm，在200 m距離上可貫穿5 mm，則殺傷強度按10 mm計；(2)面殺傷武器的殺傷強度，可按其破片可能形成的最大穿深計算。因為面殺傷武器的殺傷原理不是貫穿，而是破片效應，但其破片效應已在殺傷范圍得到體現，因此可按相同標準考查貫穿能力。

5) 命中精度。命中精度是指武器所發射的彈藥在有效攻擊距離范圍內能夠命中目標的概率，按百分比計?？剂窟@一因素時需要注意：不同武器及其配屬彈藥的命中概率可能是在不同的距離條件下測試得出的，測試標準可能存在差異。解決這一問題的理想途徑是加強武器裝備作戰試驗的標準化建設，而現實情況下的可行辦法之一是直接取用可能獲得的可靠數據。

綜上所述，以上5個因素是決定某種武器及其彈藥攻擊力的關鍵因素，且均屬于設計性能范疇，較易取得標準化的測試數值，從而為后續的指數建模奠定基礎。如某些參數實在難以取得準確數值，則只能根據類比進行估算，這對結果的準確性有一定影響，但并不嚴重。需要注意的是：由于武器的攻擊力不僅來源于其自身，且與彈藥的性能關系更為密切，所以研究武器裝備的攻擊力必須明確其使用的彈藥。

表1列出了7種武器彈藥的5項攻擊力影響因素參數值，其中部分因無法準確獲取數值而用估算數值替代(用“*”標注)。

表1 7種武器彈藥的攻擊力影響因素參數值

2 參數指數化

所謂參考指數化，就是將有量綱的參數值按照統一的標準轉換為無量綱的指數值。這個統一的轉換標準重在統一性，即所有武器彈藥的同類型參數均需按照相同的標準進行指數化，由此來保證不同武器彈藥之間的攻擊力具有可比性。具體以何種標準進行轉化，按照不同的指數化建模方式可遵循不同的方法。本文采取自定義標準參照值的線性映射方法，即自定義一個參數值作為標準指數值“1”，其他實際參數值與該標準值進行等比線性變換計算,從而轉換為相應的指數值。具體的標準指數定義方式為：1)攻擊距離，以10 000 m為標準指數值“1”；2)殺傷范圍，以100 m2為標準指數值“1”；3)攻擊頻率，以1 000發/min為標準指數值“1”；4)殺傷強度，以2 000 mm為標準指數值“1”；5)命中精度，以100%為標準指數值“1”。由此可得表1中7種武器彈藥的攻擊力影響因素的指數化結果，如表2所示。

表2 7種武器彈藥的攻擊力影響因素指數化結果

3 指數歸一化

指數歸一化是將多個攻擊力影響因素的指數合并為一個基本攻擊力指數。考慮到各個攻擊力影響因素之間具有緊密聯系，如攻擊距離影響命中精度和殺傷強度等,為充分體現攻擊力影響因素之間的系統性，本文采用計算面積的方法進行指數歸一化，即按照各攻擊力影響因素的指數構建夾角相等的5邊形，將5邊形的面積作為該武器彈藥的基本攻擊力指數。圖1為“海爾法”反坦克導彈的歸一化基本攻擊力指數，由此得到表2中的7種武器彈藥的基本攻擊力指數，如表3所示。

圖1 “海爾法”反坦克導彈的歸一化基本攻擊力指數

4 指數模型

基本攻擊力指數實際代表的是某種武器在發射某種彈藥的情況下所具有的攻擊力。其主要意義在于給武器及其彈藥的攻擊力水平明確一個基本定位。在實際作戰中，武器的攻擊力不僅與其自身的性能有關，而且與其攜帶的彈藥數量和自身的可靠性有關。如：同樣一架武裝直升機，在不攜帶任何武器彈藥、只安裝機炮并攜帶彈藥、只攜帶反坦克導彈3種狀態下，其攻擊力顯然是不同的；攜帶4枚導彈和攜帶16枚導彈其攻擊力也明顯不同。此外，武裝直升機在完好、故障、戰傷等不同狀態下其攻擊力也不同。所以，在仿真系統中實際應用武器裝備的攻擊力指數模型時，還需要考慮彈藥量和可靠狀態2個指標，具體算法為EA=Ea·N·S，式中：EA為配備特定彈藥的武器的實際攻擊力指數；Ea為配備特定彈藥的武器的基本攻擊力指數；N為武器在某時刻剩余的該型彈藥的數量；S為武器及其彈藥在某時刻的可靠程度。

表3 7種武器彈藥的基本攻擊力指數值

如：1架AH-64武裝直升機，在安裝1門M230鏈式機炮并攜帶1 200發M789型彈藥、短翼內側加掛2個火箭巢共計38枚M261型火箭彈、短翼外側加掛2組共8枚“海爾法”反坦克導彈且自身狀態完好的情況下，其攻擊力指數應為(0.164 4×1 200+0.371 9×38+0.559 8×8)×1=215.890 6。

5 結論

本文所建立的攻擊力指數模型較好地體現了武器和彈藥自身的攻擊力特性，計算簡單，便于在各類作戰仿真系統中使用，且能夠客觀地反映武器裝備掛載不同數量和類型的彈藥時其攻擊力的變化，有利于提高裝備作戰仿真結果的逼真度和可靠性。模型的不足之處主要有2點：1)不易體現某種武器的優勢特色，如迫擊炮和反坦克導彈攻擊力數值比較接近，但是迫擊炮更適用于面殺傷，而反坦克導彈更適用于反裝甲，即在面對不同的目標時，具有相同攻擊力指數的武器實際上具有完全不同的攻擊效果，這種針對特定目標的攻擊力差異未能在該模型中很好體現；2)彈藥數量因素可能會過分擴大某種武器的攻擊力指數，如步槍的基本攻擊力指數雖然很低，但是有時一次戰斗中可能會為該步槍備彈1萬發，由此導致其攻擊力指數幾乎超過武裝直升機的攻擊力，而實際上二者的作戰效能可能并不完全對等。針對以上不足，還需要在裝備試驗、部隊訓練和作戰運用中逐步進行修正完善。

[1] 郭齊勝, 徐享忠. 計算機仿真[M]. 北京: 國防工業出版社, 2011: 15-18.

[2] 馬元正, 秦敬輝, 楊凱, 等. 武器戰斗力指數運算平臺的設計[J]. 武器裝備自動化, 2006, 25(5): 23-25.

[3] 王希星, 尹健, 康建設. 陸戰主戰武器作戰效能指數等效分析方法[J]. 微計算機信息, 2007, 23(3-1): 270.

[4] 麻勇, 張文華. 改進型部隊綜合戰斗力指數評估方法與模型[J]. 指揮控制與仿真, 2007, 29(2): 60-62.

[5] 董澤委, 胡起偉, 孫寶琛. 基于BP神經網絡的集群裝備戰斗力指數評估[J]. 火力與指揮控制, 2011, 36(11): 87-88.

[6] 彭鵬菲, 張建強, 任雄偉. 信息化海戰中艦艇編隊作戰效能評估指標體系研究[J]. 艦船科學技術, 2009, 31(6): 119-121.

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(責任編輯: 王生鳳)

A Kind of Common Index Model of Weapon’s Attack Capability

ZHAO Ding-hai1, HUANG Xi-ying2, LI Wen-sheng1, XIE Jing-long2

(1. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China; 2. Department of Command, Academy of Armored Forces, Bengbu 233050, China)

Aiming at the application requirements of index model of weapon’s attack capability in combat simulation system, a kind of index model which with simple structure and convenient in use is proposed. This model, matching the weapon and its ammunition, can not only embody the design characteristics of weapons and ammunition in attack capability but also reflect the influence of weapon dependability and ammunition amount on the attack capability. Meanwhile, it can also show the difference of attack capability when equipment carries various kinds of ammunition, which is proved to be very practical.

weapons; attack capability; index model; combat simulation

1672-1497(2015)05-0010-04

2015-07-16

趙定海(1978-)，男，講師，博士研究生。

E91

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.05.003