編隊對空預警與預警機前出關系分析

崔凱　沈治河　楊興寶　張國

【摘 要】為提高航母編隊遠海作戰(zhàn)能力，針對編隊防空作戰(zhàn)預警問題，通過分析航母編隊對空防御作戰(zhàn)過程，研究了編隊預警距離與預警機前出范圍關系，并對比分析了空中通信中繼對預警機活動范圍的影響，并進行了仿真，得出具體變化關系及對應表，為艦載預警機的作戰(zhàn)應用提供理論支撐。

【關鍵詞】預警距離;前出范圍;通信中繼;威脅軸

中圖分類號： V271.492文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）17-0222-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.105

航母編隊遠海防空中，缺少外部及時有效的信息支援，只能依托編隊所屬兵力進行預警，為滿足編隊所需預警距離，對預警機活動范圍提出要求，文獻[1]以預警機實時探測能力為基礎，給出了預警機航線規(guī)劃的定量公式;文獻[2]研究了航母編隊在綜合作戰(zhàn)區(qū)內針對多威脅來源指派艦載預警機實施防空警戒時的控制策略問題，提出了多主單從結構的多種群并行遺傳算法模型求解方法;文獻[3-5]分別對綜合作戰(zhàn)區(qū)內當航母編隊面臨多來源威脅、多預警機情報協(xié)同任務分配和任務協(xié)調問題、島礁要地反空襲作戰(zhàn)中預警機巡邏空域設置問題進行了研究;文獻[6]提出了監(jiān)視雷達平均最大作用距離的計算方法。現(xiàn)有研究成果對預警機活動范圍對編隊預警距離的具體影響需進一步深入，本文通過仿真量化了研究編隊預警距離對預警機活動范圍需求，建立了對應關系表，為預警機的作戰(zhàn)應用提供參考。

1 建立預警機前出距離與編隊對空預警距離關系模型

預警在編隊前方巡邏警戒，將發(fā)現(xiàn)敵目標信息傳回編隊，編隊組織攔截，攔截所需準備時間確定了編隊所需預警距離，預警機前出距離L至A點，在最遠B點發(fā)現(xiàn)敵目標，此時目標距離編隊距離D;預警機探測半徑為Rfx，作戰(zhàn)半徑為Rzz，編隊通信半徑為Rtx;α為目標方位角，

只分析預警機前出的情況，即L≥0，若前出距離L<0為反方向配置，分析方法相同。

2 仿真分析

由仿真參數(shù)設定，若預警機對目標預警活動范圍超出通信距離則需通信中繼，作戰(zhàn)半徑大于其與編隊通信距離，即Rzz>Rtx，空中目標方位α分別取值0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°，預警機前出范圍與編隊對空預警距離關系仿真分析如下。

1）目標方位為0°，預警機沿威脅軸前出，有空中通信中繼時，預警機可前出至最大作戰(zhàn)半徑處，即0≤Lmin≤L≤Lmax≤Rzz;無空中通信中繼，預警機前出距離應小于或等于編隊通信距離Rtx，即應滿足0≤Lmin≤L≤Lmax≤Rtx。

（1）有空中通信中繼時，預警機前出距離不應超出其作戰(zhàn)半徑，L∈[0，Rzz];無空中通信中繼時，前出距離不應超出艦機通信范圍，L∈[0，Rtx];有空中通信中繼時，預警機活動范圍及編隊最大預警范圍均大于無空中通信中繼時的值。

（2）對方位0°目標，預警機沿威脅軸前出范圍[Lmin，Lmax]，在其作戰(zhàn)半徑或艦機通信范圍內，都可為編隊提供相應的對空預警距離。

2）目標方位為30°，有空中通信中繼時，預警機可前出至最大作戰(zhàn)半徑，前出距離應滿足max{0，Lmin}≤L≤min{Lmax，Rzz}≤L≤min{Lmax，Rzz};無空中通信中繼時，預警機前出距離應小于艦機通信距離Rtx，即0≤L≤Rtx，對該方位目標預警，前出距離應滿足max{0，Lmin}≤L≤min{Lmax，Rtx}。

（1）預警機在確保對該方位目標預警前提下，有空中通信中繼時，沿威脅軸最大前出距離L=min{Rfx/sinα，Rzz}=Rfx/sinα，即L∈[0，Rfx/sinα]，編隊最大預警距離D=Rfx/sinα;無空中通信中繼時，0≤L≤min{Rfx/sinα，Rtx}，即L∈[0，Rtx]。

（2）為滿足編隊預警需求，有空中通信中繼時，預警機沿威脅軸前出活動的最遠值先增加后減小，無空中通信中繼時，預警機沿威脅軸前出活動的最大值為一定值，即艦機通信距離。

（3）為滿足編隊所需相同預警距離，預警機沿威脅軸前出，對方位30°目標可活動范圍小于對方位0°目標可活動范圍，即為滿足編隊所需預警距離，對應預警機前出最小距離 Lmin（30°）>Lmin（0°），同時，對應的最遠距離Lmax（30°）

3）目標方位為60°，為確保對該方位目標預警，預警沿威脅軸前出對該方位目標能為編隊提供預警的最大前出距離L=Rfx/sinα，L

（1）隨著預警機沿威脅軸前出，編隊對該方位目標所獲預警距離先增大后減小，編隊所獲預警距離從Rfx（相應前出距離為0）逐漸增大到最大值Rfx/sinα（相應前出距離為Rfx/tanα），而后又逐漸減小到Rfx/tanα（相應前出距離為Rfx/sinα），為確保對該方位目標預警，預警機沿威脅軸前出范圍為[0，Rfx/sinα];隨著對該方位目標所需預警距離不斷增加，預警機相應前出范圍逐漸減小，當所需預警距離為Rfx/sinα時，沿威脅軸前出活動范圍縮小為一個點，距離編隊中心Rfx/tanα。

（2）為滿足編隊所需相同預警距離，預警機沿威脅軸前出，對方位60°目標可活動范圍小于對方位30°目標可活動范圍，即為滿足編隊所需預警距離D，對應預警機前出最小距離Lmin（60°）>Lmin（30°），同時，對應的最遠距離Lmax（60°）

4）目標方位為90°，為確保預警機對該方位目標預警，沿威脅軸最遠前出距離L= ，L

（1）隨著預警機沿威脅軸前出，編隊對該方位目標所獲預警距離逐漸減小，編隊所獲預警距離從Rfx（相應前出距離為0）逐漸減小到Dmin（相應前出距離為 ），為確保對該方位目標預警，預警機沿威脅軸前出范圍為[0， ];隨著對該方位目標所需預警距離不斷增加，預警機相應前出范圍逐漸減小，當所需預警距離為Rfx時，沿威脅軸前出活動范圍縮小為一個點，此點距離編隊中心0km。

（2）為滿足編隊所需相同預警距離，預警機沿威脅軸前出，對方位90°目標可活動范圍小于對方位60°目標可活動范圍，即為滿足編隊所需預警距離D，對應預警機前出最小距離Lmin（90°）≥Lmin（60°），同時，對應的最遠距離Lmax（90°）

（3）預警機沿威脅軸前出對該方位目標預警，隨著所需預警距離增加最遠前出距離逐漸減小。

5）目標方位為120°，為確保預警機對該方位目標預警，沿威脅軸最遠前出距離L=Dmin·cosα+ ，L

（1）隨著預警機沿威脅軸前出，編隊對該方位目標所獲預警距離逐漸減小，編隊所獲預警距離從Rfx（相應前出距離為0）逐漸減小到Dmin（相應前出距離為Dmin·cosα+ ），為確保對該方位目標預警，預警機沿威脅軸前出范圍為[0，Dmin·cosα+ ];隨著對該方位目標所需預警距離不斷增加，預警機相應前出范圍逐漸減小，當所需預警距離為Rfx時，沿威脅軸前出活動范圍縮小為一個點，此點距離編隊中心0km。

（2）為滿足編隊所需相同預警距離，預警機沿威脅軸前出，對方位120°目標可活動范圍小于對方位90°目標可活動范圍，即為滿足編隊所需預警距離D，對應預警機前出最小距離Lmin（120°）≥Lmin（90°），同時，對應的最遠距離Lmax（120°）

（3）預警機沿威脅軸前出對該方位目標預警，隨著所需預警距離增加最遠前出距離逐漸減小。

6）目標方位為150°，沿威脅軸最遠前出距離Dmin·cosα+ ，L

（1）隨著預警機沿威脅軸前出，編隊對該方位目標所獲預警距離逐漸減小，編隊所獲預警距離從Rfx（相應前出距離為0）逐漸減小到Dmin（相應前出距離為Dmin·cosα+ ），為確保對該方位目標預警，預警機沿威脅軸前出范圍為[0，Dmin·cosα+ ];隨著對該方位目標所需預警距離不斷增加，預警機相應前出范圍逐漸減小，當所需預警距離為Rfx時，沿威脅軸前出活動范圍縮小為一個點，此點距離編隊中心0km。

（2）為滿足編隊所需相同預警距離，預警機沿威脅軸前出，對方位150°目標可活動范圍小于對方位120°目標可活動范圍，即為滿足編隊所需預警距離D，對應預警機前出最小距離Lmin（150°）≥Lmin（120°），同時，對應的最遠距離Lmax（150°）

（3）預警機沿威脅軸前出對該方位目標預警，隨著所需預警距離增加最遠前出距離逐漸減小。

8）目標方位為180°，沿威脅軸最遠前出距離L=Rfx-Dmin，L

（1）隨著預警機沿威脅軸前出，編隊對該方位目標所獲預警距離逐漸減小，編隊所獲預警距離從Rfx（相應前出距離為0）逐漸減小到Dmin（相應前出距離為Rfx-Dmin）;為確保對該方位目標預警，預警機沿威脅軸前出范圍為[0，Rfx-Dmin];隨著對該方位目標所需預警距離不斷增加，預警機相應前出范圍逐漸減小，當所需預警距離為Rfx時，沿威脅軸前出活動范圍縮小為一個點，此點距離編隊中心0km。

（2）為滿足編隊所需相同預警距離，預警機沿威脅軸前出，對方位180°目標可活動范圍小于對方位150°目標可活動范圍，即為滿足編隊所需預警距離D，對應預警機前出最小距離Lmin（180°）≥Lmin（150°），同時，對應的最遠距離Lmax（180°）

（3）預警機沿威脅軸前出對該方位目標預警，隨著所需預警距離的增加最遠前出距離逐漸減小，減小趨勢為斜率為-1的單調遞減直線。

3 結論

（1）編隊對空中目標所需某一預警距離，預警機沿威脅軸前出距離在相應的[Lmin， Lmax]范圍之內均可滿足編隊預警需求。

（2）若重點對在威脅軸方向的目標預警，則可取接近Lmax的值，可獲取該方向上較大的預警距離及較長的預警時間，但所獲得的預警扇面較小，要獲取較大的預警扇面則需配置較多的預警機;若預警機較少，并要獲取較大的預警扇面，則可取接近Lmin的值，此時所獲取的威脅軸方向目標的預警距離及預警時間較前者少。

（3）航母編隊所需預警距離決定了預警機的巡邏活動范圍，編隊對空所需預警距離越遠，預警機沿威脅軸可前出相應范圍區(qū)間[Lmin，Lmax]越小。

（4）為滿足編隊所需相同預警距離，目標方位越大，預警機沿威脅軸可前出范圍越小。

4 結束語

通過分析航母編隊防空對預警距離的需求，建立預警機前出范圍與航母編隊對空預警距離關系模型，定量對比分析預警機在有、無空中通信中繼下對預警機活動范圍及編隊預警范圍的影響。仿真得出預警機配置與編隊預警距離關系變化規(guī)律，確定了航母編隊預警距離需求對預警機配置的影響和要求，并根據(jù)航母編隊預警兵力數(shù)量不同提出預警機配置的原則，為預警機的運用提供借鑒。

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