反艦導(dǎo)彈苜蓿葉搜索方式研究?

王宗杰 侯學(xué)隆 羅木生

（海軍航空大學(xué) 煙臺 264001）

1 引言

反艦導(dǎo)彈搜捕目標(biāo)典型過程是，反艦導(dǎo)彈根據(jù)發(fā)射時裝訂的末制導(dǎo)導(dǎo)引頭搜捕參數(shù)與實時位置，計算末制導(dǎo)導(dǎo)引頭開機時間，理論上當(dāng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)位置進入末制導(dǎo)導(dǎo)引頭搜捕區(qū)時，末制導(dǎo)導(dǎo)引頭開機，通常可在較短時間內(nèi)搜捕到目標(biāo)，如果沒有搜捕到目標(biāo)，則擴大搜索范圍。擴大反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)導(dǎo)引頭搜索范圍有兩種方法，一種是擴大末制導(dǎo)導(dǎo)引頭搜捕區(qū)，另一種方法是采用機動搜索方式。

傳統(tǒng)反艦導(dǎo)彈機動搜索方式主要為直線搜索，如圖1所示，當(dāng)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)導(dǎo)引頭開機沒有搜捕到目標(biāo)時，反艦導(dǎo)彈在搜索目標(biāo)的同時直線飛行，利用導(dǎo)彈直線機動擴大搜索范圍。反艦導(dǎo)彈直線搜索優(yōu)點是簡單、可靠、易實現(xiàn)。但亦存在兩方面不足，一是為提高搜捕概率，直線搜索需要較高精度的目標(biāo)指示信息；二是當(dāng)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)導(dǎo)引頭被有源或無源干擾，偏離目標(biāo)或穿越假目標(biāo)時，不可能返回重新進行搜索攻擊。

美國捕鯨叉反艦導(dǎo)彈Block 1D型（A/RGM-84F）末制導(dǎo)導(dǎo)引頭Dash 4內(nèi)置苜蓿葉搜索方式［1］（又稱四葉式搜索［2］），可在丟失目標(biāo)或發(fā)現(xiàn)跟蹤假目標(biāo)時重新進行二次搜索攻擊，極大提高了反艦導(dǎo)彈目標(biāo)搜捕概率。

2 捕鯨叉反艦導(dǎo)彈搜索方式

捕鯨叉導(dǎo)彈是美國20世紀(jì)70年代研制，1977年裝備部隊的反艦導(dǎo)彈，發(fā)展到今天已進行十余次改進，主要分為Block 1，Block 2，和Block 2+三個發(fā)展階段［1］。

假設(shè)搜捕目標(biāo)M，通常情況下，捕鯨叉導(dǎo)彈發(fā)射時是根據(jù)實時目標(biāo)位置解算射擊諸元并裝訂，此時目標(biāo)位置比較準(zhǔn)確，誤差較小。捕鯨叉導(dǎo)彈自控段從Block 2開始采用慣導(dǎo)+GPS組合導(dǎo)航，實際飛行航路與規(guī)劃航路基本保持一致，自控終點散布很小。但捕鯨叉導(dǎo)彈發(fā)射后空中飛臨目標(biāo)需要一定的時間，目標(biāo)在此時間段內(nèi)因機動產(chǎn)生散布誤差，散布中心為目標(biāo)M初始位置，整體散布可用散布圓表示，設(shè)其散布圓半徑為R，R與捕鯨叉導(dǎo)彈自控飛行時間及目標(biāo)航速成正比，則捕鯨叉導(dǎo)彈基本搜捕過程［3］如圖2所示，末制導(dǎo)導(dǎo)引頭在A點開機時對散布區(qū)目標(biāo)最可能出現(xiàn)的區(qū)域進行搜索，約為散布圓1/3的面積。一直直線搜索到B點仍未搜捕到目標(biāo)時，導(dǎo)引頭搜索區(qū)在距離和方位上逐漸擴大，到C點時擴展到最大，并保持直線搜索到D點后，逐漸縮小搜索范圍，使導(dǎo)引頭搜索區(qū)始終在散布圓內(nèi)。當(dāng)導(dǎo)引頭搜索區(qū)完全出散布圓后，末制導(dǎo)導(dǎo)引頭轉(zhuǎn)入苜蓿葉搜索。文獻［1］認為苜蓿葉搜索如圖3所示。

文獻［1］在研究苜蓿葉搜索過程的基礎(chǔ)上，總結(jié)了苜蓿葉搜索可重新捕獲目標(biāo)，提高抗干擾能力的優(yōu)點，給出了一種可能的苜蓿葉搜索方案（如圖3所示），但沒有深入研究苜蓿葉搜索的可能存在的其他搜索方案，對目標(biāo)丟失點與苜蓿葉搜索的相對位置也需進一步探討。

3 苜蓿葉搜索可能方案

苜蓿葉機動搜索理論上可以達到丟失目標(biāo)后的多次攻擊或擴大搜索范圍兩種作戰(zhàn)目的。下面根據(jù)不同的作戰(zhàn)目的，設(shè)計出兩種不同的苜蓿葉搜索方案。

3.1 丟失目標(biāo)后的多次攻擊時搜索方案

如果捕鯨叉導(dǎo)彈以丟失目標(biāo)后的多次攻擊為主要作戰(zhàn)目的，則最可能的搜索方案如圖4所示，命名為苜蓿葉搜索方案a，其主要特點是每次導(dǎo)彈轉(zhuǎn)彎后仍然瞄準(zhǔn)最后一次搜捕到目標(biāo)的位置，進行搜索攻擊。

在苜蓿葉搜索方案a中需要明確以下參數(shù)：M為瞄準(zhǔn)目標(biāo)位置，r為苜蓿葉搜索中轉(zhuǎn)彎半徑，s為反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)導(dǎo)引頭失去目標(biāo)后轉(zhuǎn)彎前的直線搜索距離，即在過理論瞄準(zhǔn)目標(biāo)位置M點后繼續(xù)直線搜索距離s后進入苜蓿葉搜索。其中s受目標(biāo)散布圓半徑影響，r則受導(dǎo)彈最小轉(zhuǎn)彎半徑影響，其不可能小于最小轉(zhuǎn)彎半徑。

理論上，當(dāng)導(dǎo)彈航程充足且沒被擊落的條件下，采用苜蓿葉搜索方案a可對目標(biāo)實現(xiàn)5次攻擊，比未采用苜蓿葉搜索方案a多了4次攻擊機會。即使剩余航程有限，也可以實現(xiàn)類似8字形搜索的目標(biāo)，達到充分利用導(dǎo)彈航程實現(xiàn)多次攻擊的目的。

在反艦導(dǎo)彈轉(zhuǎn)彎時末制導(dǎo)導(dǎo)引頭存在開機搜索目標(biāo)或關(guān)機兩種情況。

轉(zhuǎn)彎開機搜索目標(biāo)時，末制導(dǎo)導(dǎo)引頭擴大了搜索范圍（如圖6所示），提高了目標(biāo)搜捕概率，但增加了反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)導(dǎo)引頭工作時間，增大了電磁暴露的時間，很難達成二次攻擊時突然隱蔽襲擊效果。要到達圖6所示實線包圍的搜索范圍，需滿足4個條件：1）末制導(dǎo)導(dǎo)引頭搜索寬度大于轉(zhuǎn)彎半徑的兩倍；2）剩余航程充足；3）導(dǎo)彈沒被擊落；4）導(dǎo)彈飛行可靠，沒有因故障墜落。

轉(zhuǎn)彎關(guān)機時，則末制導(dǎo)導(dǎo)引頭進行苜蓿葉搜索時搜索范圍相對減少，但可以達成二次攻擊時突然從對手意想不到的方位（導(dǎo)彈來襲的反方向）隱蔽襲擊的效果。在剩余航程充足和導(dǎo)彈沒被擊落的條件下，反艦導(dǎo)彈利用苜蓿葉搜索可進行五次搜索攻擊，其過程及搜索范圍如圖7所示。如果航程剩余有限，則能進行幾次搜索攻擊就進行幾次。充分發(fā)揮反艦導(dǎo)彈苜蓿葉搜索作戰(zhàn)能力。各次搜索攻擊之間，即轉(zhuǎn)彎開始時到轉(zhuǎn)彎結(jié)束，末制導(dǎo)導(dǎo)引頭關(guān)機保持靜默狀態(tài)。轉(zhuǎn)彎結(jié)束后，根據(jù)丟失目標(biāo)位置及導(dǎo)彈當(dāng)前位置，計算彈目距離，當(dāng)目標(biāo)即將進入末制導(dǎo)導(dǎo)引頭搜索范圍時，末制導(dǎo)雷達開機搜索目標(biāo)。

轉(zhuǎn)彎關(guān)機時，在對手不了解導(dǎo)彈型號或?qū)椖芰Φ那闆r下，很可能認為反艦導(dǎo)彈只有一次攻擊能力，只要將反艦導(dǎo)彈干擾使其丟失目標(biāo)，該枚導(dǎo)彈就失去威脅我本艦的能力了。此時反艦導(dǎo)彈轉(zhuǎn)彎關(guān)機就非常有必要。

3.2 擴大搜索范圍時的搜索方案

如果捕鯨叉導(dǎo)彈以擴大搜索范圍為主要作戰(zhàn)目的，則可能的搜索方案如圖8所示，命名為苜蓿葉搜索方案b，其主要特點為：1）充分利用反艦導(dǎo)彈機動能力擴大搜索空間，進行搜索攻擊；2）對目標(biāo)瞄準(zhǔn)點M周圍區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多次搜索覆蓋。

在苜蓿葉搜索方案b中需要明確以下參數(shù)：M為瞄準(zhǔn)目標(biāo)位置，r為苜蓿葉搜索中轉(zhuǎn)彎半徑，d為兩相鄰直線搜索航線的距離，s為反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)導(dǎo)引頭失去目標(biāo)后轉(zhuǎn)彎前的直線搜索距離，即在過理論瞄準(zhǔn)目標(biāo)位置M點后繼續(xù)直線搜索距離s后進入苜蓿葉搜索。

苜蓿葉搜索方案b中，反艦導(dǎo)彈轉(zhuǎn)彎時末制導(dǎo)導(dǎo)引頭亦存在關(guān)機和開機兩種可能。但方案b主要目的是通過機動擴大搜索范圍，轉(zhuǎn)彎時末制導(dǎo)導(dǎo)引頭關(guān)機就失去擴大搜索范圍的目的，因此在該方案中選擇末制導(dǎo)導(dǎo)引頭全程開機以便盡可能地擴大搜索范圍。其搜索范圍如圖9所示。

假設(shè)末制導(dǎo)導(dǎo)引頭全程開機，其搜索寬度為w。對比苜蓿葉搜索方案a和b的搜索范圍（圖6和圖9），方案b比方案a搜索范圍最多大w*2s。

4 結(jié)語

捕鯨叉反艦導(dǎo)彈Block 1D型（A/RGM-84F）末制導(dǎo)導(dǎo)引頭內(nèi)置的苜蓿葉搜索方式具有搜索范圍大，能夠解決干擾條件下丟失目標(biāo)重新進行攻擊的問題，其可能存在的搜索方案主要有兩種苜蓿葉搜索方案a和b。

其中方案a以實現(xiàn)丟失目標(biāo)后的多次攻擊為主要目的，在末制導(dǎo)導(dǎo)引頭全程開機的條件下，可兼顧擴大搜索范圍的目標(biāo)；當(dāng)末制導(dǎo)導(dǎo)引頭關(guān)機時，則可提高反艦導(dǎo)彈二次攻擊的突然襲擊效果。方案b則以擴大搜索范圍為主要目的，末制導(dǎo)導(dǎo)引頭應(yīng)全程開機，其對目標(biāo)二次攻擊性沒有方案a強。

方案a適用于反艦導(dǎo)彈攻擊被干擾丟失目標(biāo)進行二次攻擊的場景。而方案b適用于反艦導(dǎo)彈目標(biāo)指示信息精度不高，目標(biāo)散布較大時進行導(dǎo)彈攻擊的場景。

從反艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)使用的角度出發(fā)，大多數(shù)情況下，目標(biāo)指示信息精度能夠滿足要求，即方案b應(yīng)用場景出現(xiàn)的機會較少；反而在反艦導(dǎo)彈攻擊過程中被電子干擾的概率非常高，方案a的應(yīng)用場景出現(xiàn)機會較多。因此，可以認為捕鯨叉導(dǎo)彈末制導(dǎo)導(dǎo)引頭內(nèi)置的苜蓿葉搜索方式為方案a的可能性更大。

［1］侯學(xué)隆，羅木生.捕鯨叉反艦導(dǎo)彈新發(fā)展與技術(shù)性能［J］.飛航導(dǎo)彈，2017（1）：21-28.

［2］顏仲新，楊祖快，劉鼎臣.反艦導(dǎo)彈搜捕方式的變革與發(fā)展［J］.飛航導(dǎo)彈，2002（9）：48-51.

［3］梁捷，謝曉芳等.反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達動態(tài)搜索模型［J］.彈箭與制導(dǎo)學(xué)報，2011，31（4）：11-20.

［4］王楠，劉大勇.捕鯨叉BlockⅡ+反艦導(dǎo)彈進行首次自由飛行試驗［J］.飛航導(dǎo)彈，2016（4）：21.

［5］Boeing defense，space&security.Harpoon next genera?tion.http：//www.boeing.com，2015.

［6］岳長進，高方君，嚴(yán)新鑫.美國遠程反艦導(dǎo)彈項目LRASM 綜述分析［J］. 現(xiàn)代防御技術(shù)，2014，42（2）：46-49，71.

［7］張建強，劉忠，汪厚祥.基于搜索論的反艦導(dǎo)彈機動搜捕策略建模方法［J］. 海軍工程大學(xué)學(xué)報，2015，27（3）：33-37.

［8］謝曉方，劉家祺，孫濤.機載反輻射導(dǎo)彈和常規(guī)反艦導(dǎo)彈協(xié)同規(guī)劃算法［J］. 火力與指揮控制，2016，（5）：86-88+92.

［9］陳波，許海龍，王雁濤.水面艦艇電子戰(zhàn)裝備面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢［J］. 艦船電子工程，2013（6）：1-3，38.

［10］關(guān)世義，張克，涂震飚，殷志宏.反艦導(dǎo)彈突防原理與突防技術(shù)探討［J］. 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)，2010（4）：1-6.

［11］蔣琪，張冬青.當(dāng)代反艦導(dǎo)彈面臨的電子對抗挑戰(zhàn)［J］. 航天電子對抗，2010（6）：4-8.

［12］袁華，嚴(yán)必虎.外軍反艦導(dǎo)彈裝備使用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究［J］.國防科技，2014，35（6）：46-50.