水面艦艇編隊協同反導可抗擊次數模型

王旭冬　王書齊

【摘 要】為計算水面艦艇編隊艦空導彈武器系統對來襲反艦導彈的可抗擊次數問題，基于編隊協同反導作戰流程，構建了雙艦編隊協同反導抗擊次數模型，解算了編隊內被攻擊艦和協防艦對來襲目標的可抗擊時間和可抗擊次數，并通過算例驗證了模型的有效性，可為部隊訓練和作戰提供一定借鑒。

【關鍵詞】協同反導;可抗擊次數;航路捷徑

中圖分類號： E925.4文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）15-0006-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.15.003

0 引言

反艦導彈對水面艦艇編隊的威脅日益突出，如何發揮艦空導彈武器系統反導效能非常重要，而計算反導抗擊次數是其效能研究的基礎。當前對反導抗擊次數模型的研究較多，如文獻[1-4]，但對編隊協同反導條件下可抗擊次數的研究較少，且模型算法較復雜。本文對前述相關模型進行合理簡化，建立了雙艦編隊協同反導條件下被攻擊艦、協防艦及編隊的反導可抗擊次數模型，為部隊反導研究和訓練提供一定參考。

1 假設條件

為方便研究作如下假設：

（1）來襲目標作勻速直線飛行，編隊艦艇航速相對來襲目標飛行速度忽略不計;

（2）來襲目標均可被及時探測發現，并被首發艦空導彈在抗擊遠界攔截;

（3）被攻擊艦航路捷徑為0，不考慮目標對編隊其它艦艇的“誤傷”;

（4）編隊各艦用于反導抗擊的艦空導彈數量充足。

2 對目標可抗擊次數模型的構建

2.1 對目標可抗擊時間的描述

如圖1所示，設QB為協防艦相對于被攻擊艦的舷角（右舷為正，左舷為負），QM為目標相對于攻擊艦的舷角（右舷為正，左舷為負），CW為編隊航向，L為隊列間距，VV為艦空導彈飛行速度，VM為目標速度，被攻擊艦對目標的航路捷徑為0。SAY、SBY分別為被攻擊艦與協防艦艦空導彈抗擊遠界，YA、YB分別為兩者與目標航路的交點;SAJ、SBJ分別為被攻擊艦與協防艦艦空導彈抗擊近界，JA、JB分別為兩者與目標航路的交點。HB為協防艦對目標的航路捷徑，GB為其航路捷徑點，Hmax為滿足協防艦艦空導彈武器系統發射條件的最大航路捷徑。

當來襲目標進入編隊內各艦抗擊遠界后，作如下條件約束：

（1）艦艇使用同一火力通道對目標進行抗擊;

（2）目標航路捷徑大于系統允許最大航路捷徑時不予抗擊;

（3）目標過航路捷徑點后為遠離目標，不予繼續抗擊;

（4）目標進入本艦艦空導彈抗擊近界后不予繼續抗擊。

（5）目標過被攻擊艦即視為突防成功，停止抗擊。

（6）對于編隊任一艦艇，如滿足條件的目標航路捷徑大于抗擊近界，則對目標可抗擊時間為目標進入抗擊遠界至到達航路捷徑點的連續飛行時間;反之，則其對目標可抗擊時間為目標進入抗擊遠界至到達抗擊近界的連續飛行時間。

根據條件可知，被攻擊艦可抗擊時間為

協防艦對目標航路捷徑為

HB=L·|sin（QB-QM）|（2）

如HB>Hmax，則令協防艦可抗擊時間

TKB=0;

如HB≤Hmax，則令

2.2 對目標可抗擊次數的描述

設TFY為艦空導彈武器系統反應時間（包括前次發射效果評估和再次發射系統準備時間），TFX為艦空導彈從發射到彈目交會的飛行時間。

設被攻擊艦艦空導彈與目標第i個交會點為Pi，則P1點即為YA點。對于任意Pi，有

則被攻擊艦對目標最大可抗擊次數為

NA=max（i），s.t.JAPi≥0（12）

設協防艦艦空導彈與目標第j個交會點為Pj，則P1點即為YB點，Tj為目標飛行至Pj點所用總抗擊時間。對于任意Pj，有

則協防艦對目標最大可抗擊次數為

NB=max（j），s.t.Tj≤TKB（14）

因此，編隊對目標可抗擊總次數為

2.3 編隊對目標可抗擊次數的解算

對編隊可抗擊次數模型進行仿真計算，仿真流程及計算界面如圖2、圖3所示。

3 算例分析

根據文獻[4]研究成果設定仿真計算參數：隊列角為135°，隊列間距為30cab，目標舷角為45°;反艦導彈巡航高度為15m，速度為340m/s;被攻擊艦抗擊遠界為12km，近界為4km，其艦空導彈速度為680m/s，協防艦抗擊遠界為15km，近界為5km，其艦空導彈速度為680m/s;被攻擊艦艦空導彈武器系統反應時間為10s，協防艦艦空導彈武器系統反應時間為11s，協防艦艦空導彈最大航路捷徑為13km，對目標的航路捷徑為5.5km。編寫軟件完成仿真計算，如圖3。

仿真計算可得，對于飛行速度為1Ma的來襲目標，具備抗導條件的艦艇一個艦空導彈火力通道最多能進行2次抗擊，編隊對目標的可抗擊次數為4次;將目標飛行速度設為2Ma，艦艇一個艦空導彈火力通道最多能進行1次抗擊，編隊對目標的可抗擊次數為2次。分析可知，模型對來襲目標的速度變化有較好的輸出響應，對不同來襲速度反艦導彈的可抗擊次數與實際情況基本符合。仿真結果還表明，雙艦編隊對超音速超低空反艦導彈目標可抗擊次數較少，這類目標對艦艇構成極大威脅，在編隊協同反導作戰中指揮員應重點關注，并綜合運用防空反導軟硬武器系統全力組織抗擊。

4 結束語

本文對艦艇編隊對目標可抗擊總次數進行了構模解算，在所建模型中，可調整輸入參數模擬不同的戰術想定，仿真計算出的結果與實際情況基本相符，表明所建模型的合理性和可行性，可視化的軟件頁面也便于理解、調試和使用。此外，通過調整防空隊形參數，還可拓展研究編隊隊形與協同抗導效能的關系，為編隊防空反導提供更多參考。

【參考文獻】

[1]滕克難.艦空導彈反導作戰攔截射擊次數的建模方法[J].彈箭與制導學報，2004.24（3）21-23.

[2]荊發標，康曉予.編隊防空反導作戰攔截次數模型[J].艦船科學技術，2011.33（6）：120-122.

[3]栗飛，帥鵬，董文洪.防空導彈武器系統射擊次數的建模方法[J].指揮控制與仿真，2009.31（6）：39-41.

[4]王峰，閔華僑.艦空導彈對群目標射擊次數模型研究[J].現代防御技術，2008.36（3）：22-26.

[5]譚安勝.水面艦艇編隊作戰運籌分析[M].北京：國防工業出版社，2009.