体系对抗条件下空地导弹作战效能研究

    王海涛+佟惠军

    摘 要:根据体系对抗条件下空地导弹作战使用的新特点,分析了攻防双方的主要体系构成 和电视制导导弹作战效能的主要影响因素,阐述了对空地导弹进行体系对抗条件下效能评估的重 要意义,建立了在等效易损体概念下的目标毁伤概率模型,采用该目标毁伤概率模型来计算空地 导弹在烟雾干扰和电子对抗条件下的作战效能,分析了敌方火力对抗对空地导弹作战效能的影 响。

    关键词:体系对抗;电视制导导弹;作战效能;等效易损体

    中图分类号:TJ261 文献标识码:A 文章编号:1673-5048(2014)03-0055-04

    ResearchonCombatEfficiencyofAirtoGround MissilesundertheConditionofSosCombat

    WANGHaitao,TONGHuijun

    (DepartmentofCombatandCommand,TheAviationUniversityofAirForce,Changchun130022,China)

    Abstract:Accordingtothenewcharacteristicsofairtogroundmissilesincombatcircumstanceun dertheconditionofthesystemofsystems(Sos)combat,themajorsystemconstituteofbothsidesandthe maininfluencefactorstocombatefficiencyofTVguidedmissilesareanalyzed,thesignificanceofeffec tivenessanalysistoairtogroundmissilesundertheconditionoftheSoscombatisexpounded,andthe targetdestructionprobabilitymodelisbuiltundertheconceptofobjectwithequivalentvulnerability.The combatefficiencyundertheconditionofsmoginterferenceandelectronconfrontiscalculatedusingthe targetdestructionprobability,andtheinfluenceofenemyfirepowerconfrontingtocombatefficiencyofair togroundmissilesisanalyzed.

    Keywords:Soscombat;TVguidedmissiles;combatefficiency;objectwithequivalentvulnerability

    0 引 言

    中程空地导弹是由载机在防空火力圈外发射, 主要遂行对敌方纵深的高价值大中型战术目标的 打击任务[1]。科索沃冲突、阿富汗战争以及伊拉克 战争表明,未来的战争将以在作战双方之间体系 对抗条件下进行的精确打击为主要作战样式。据已有资料,国内关于效能评估的研究成果非常丰 富,但主要集中于某一特定弹药的效能评估,且没 有考虑导弹在体系对抗下可能受到的干扰。导弹 的作战效能只有在体系对抗条件下,以具体战场 环境和兵力部署为背景才能进行有效评价。文献 [2]主要分析了空地电视制导导弹靶场效能条件下 的作战效能结果,但没有考虑敌方可能采取的火 力对抗或雷达对抗等因素对导弹作战效能的影响。

    本文在现有空地电视制导导弹研究成果的基 础上,从现代战争真实背景出发,建立了体系对抗 条件下空地导弹效能评估模型,运用系统学理论,在空地电视制导导弹的效能评估中充分考虑各种 影响作战效能的因素,并进行了仿真分析。

    1 体系对抗条件下的攻防双方分析

    未来信息化战争的主要特点是体系间的对抗, 战争的胜负不再取决于某一种武器装备的优劣, 更多的是依赖于体系间的对抗。航空武器装备体 系对抗是军事体系对抗中最关键也是最复杂的组 成部分,以空中进攻战役为例,对体系作战下的空 地导弹效能评估进行研究。

    1.1 以空地导弹为主的攻方体系

    攻方体系按照各装备子体系承担的主要任务 不同可划分为:情报侦察子体系、指挥控制子体 系、电子对抗子体系和空地打击子体系等[3]。情报 侦察子体系主要承担对预打击目标的特征、位置 及运动情况的评估,对战场态势进行实时监视;指 挥控制子体系主要承担对目标信息的实时准确传 递,形成辅助决策策略;电子对抗子体系主要承担 对预打击目标的电子特征进行侦查,对敌方情报 预警系统(包括预警机)、地空导弹雷达和无线电 通信系统实施压制,进行自身防卫电子干扰等作 战任务;空地打击子体系是以空地导弹为进攻武 器,主要承担对敌方纵深机场跑道、指挥所、重要 工业设施、交通枢纽等目标的打击任务[4]。该空地 打击体系以我国现役某型中程空地导弹为主要研 究对象。

    1.2 防空反导体系

    防空反导体系按其功能可以划分为:预警探 测子体系、电子对抗子体系、火力对抗子体系(包 括地空导弹和高炮)、烟雾干扰子体系等。预警探 测子体系主要承担对敌方空中目标的实时监控、 跟踪、识别,及时发现并实时跟踪来袭的空地导 弹;电子对抗子体系主要承担对敌方实施突防的 空地导弹进行干扰,地面或空中干扰站通过释放 一定能量的电磁波实施干扰,主要包括对敌方导 弹制导系统定位接收机、制导数据链系统、末制导 导引头及引战系统的干扰;火力对抗子体系主要 承担对敌方空地导弹的拦截任务;烟雾干扰子体 系是通过释放烟雾干扰对电视制导导弹的导引头 产生影响,使电视导引头作用距离缩短,导致电视 导引头误差的增加[5]。

    在上述建立的作战效能仿真模型基础上,对 某型空地电视制导导弹进行攻击的仿真实验。仿 真初始条件:蒙特卡洛仿真次数为100次;导弹发 射初始位置:X0=0km,Y0=2km,Z0=0km;导 弹初始速度320m/s;目标位置:XT=13.0km,YT =0km,ZT=2.5km;等效易损体第1~6个面的 杀伤概率分别为:0.4,0.9,0.5,0.4,0.1,0.4。 空地导弹对目标的毁伤概率估计值通过公式(11) 计算得到。

    本文只对烟雾干扰和电子对抗条件下空地导 弹对目标的杀伤概率进行分析。

    3.1 电子对抗对作战效能的影响

    地面主动电子干扰站通过发射一定功率的电 磁波对空地导弹与载机之间的通信链路进行干扰, 进而影响空地导弹命中精度。电子干扰条件下不 考虑烟雾干扰的影响,干扰站电磁波能量变化范 围:1000~20000W。

    从上述仿真结果可以得知:随着电子干扰强 度的增大,空地导弹对目标的毁伤概率下降,如果 要达到指定的毁伤概率将需要发射更多的空地导 弹。

    3.2 烟雾干扰对作战效能的影响

    为了得出烟雾干扰对空地导弹作战效能的影 响,考虑在不同烟雾厚度和光学浓度的条件下进 行仿真,用4组参数(如表2所示)分别进行100 次蒙特卡洛仿真,结果示于表3。其中,Ex,Ez分 别为空地导弹弹着点在X,Z方向的偏差均值;Sx,Sz分别为空地导弹弹着点在X,Z方向的偏差均方 差。

    从表3所示仿真结果可以看出:烟雾的厚度越 厚,光线在通过时的衰减程度会越大,空地导弹发 现目标的临界距离减小,从而导致导弹弹着点偏 差的期望和方差值的增大,空地导弹对目标的毁 伤概率也相应减小。

    4 结 束 语

    空地导弹武器系统是以导弹为武器,包括发 射平台、情报侦察、指挥控制、电子对抗以及相关 的战术软件等要素组成的作战综合体,对其进行 作战效能的评估难度很大[11]。本文建立了在体系 对抗条件下的空地导弹武器系统的作战效能评估 模型,通过该模型可以分析在烟雾和电子对抗条 件下电视制导空地导弹对地面目标的毁伤概率, 基本实现了对空地导弹武器系统效能的量化评估, 对空地导弹的作战行动和仿真模拟训练具有指导 意义。

    参考文献:

    [1]刘恩凡,李长文,胡永琴.中程空地导弹发展趋势研究 [J].飞航导弹,2012(12):41-45.

    [2]张耀中,张安,夏庆军.复杂环境空地电视遥控制导导 弹作战效能仿真[J].火力与指挥控制,2005,30(7): 42-49.

    [3]华玉光,徐浩军,刘凌.军事体系对抗复杂系统概念建 模方法[J].系统仿真学报,2008,20(23):6507- 6510.

    [4]杨满忠,尹健.空地导弹攻防对抗仿真系统研究[J].兵 工学报,2007,28(5):576-580.

    [5]黄寒砚,王正明.武器毁伤效能评估综述及系统目标毁 伤效能评估框架研究[J].宇航学报,2009,30(3):827 -836.

    [6]王加书,张炳辉.飞航导弹火控系统[M].北京:宇航出 版社,1996.

    [7]张考,马东立.军用飞机生存力与隐身设计[M].北京: 国防工业出版社,2002.

    [8]曹邦武,姜长生,杨满忠.电视指令制导空地导弹对地 目标的毁伤性能研究[J].电光与控制,2004,11(2): 32-34.

    [9]夏庆军,张安.电视遥控制导导弹的作战效能评估[J]. 电光与控制,2006,13(3):46-48.

    [10]刘新爱,张磊.应用仿真技术的空地导弹命中精度评 定[J].电光与控制,2008,15(3):79-82.

    [11]杨满忠,尹健.基于UML的空地导弹攻防对抗仿真系 统研究[J].弹箭与制导学报,2006,26(4):65-68.

    在上述建立的作战效能仿真模型基础上,对 某型空地电视制导导弹进行攻击的仿真实验。仿 真初始条件:蒙特卡洛仿真次数为100次;导弹发 射初始位置:X0=0km,Y0=2km,Z0=0km;导 弹初始速度320m/s;目标位置:XT=13.0km,YT =0km,ZT=2.5km;等效易损体第1~6个面的 杀伤概率分别为:0.4,0.9,0.5,0.4,0.1,0.4。 空地导弹对目标的毁伤概率估计值通过公式(11) 计算得到。

    本文只对烟雾干扰和电子对抗条件下空地导 弹对目标的杀伤概率进行分析。

    3.1 电子对抗对作战效能的影响

    地面主动电子干扰站通过发射一定功率的电 磁波对空地导弹与载机之间的通信链路进行干扰, 进而影响空地导弹命中精度。电子干扰条件下不 考虑烟雾干扰的影响,干扰站电磁波能量变化范 围:1000~20000W。

    从上述仿真结果可以得知:随着电子干扰强 度的增大,空地导弹对目标的毁伤概率下降,如果 要达到指定的毁伤概率将需要发射更多的空地导 弹。

    3.2 烟雾干扰对作战效能的影响

    为了得出烟雾干扰对空地导弹作战效能的影 响,考虑在不同烟雾厚度和光学浓度的条件下进 行仿真,用4组参数(如表2所示)分别进行100 次蒙特卡洛仿真,结果示于表3。其中,Ex,Ez分 别为空地导弹弹着点在X,Z方向的偏差均值;Sx,Sz分别为空地导弹弹着点在X,Z方向的偏差均方 差。

    从表3所示仿真结果可以看出:烟雾的厚度越 厚,光线在通过时的衰减程度会越大,空地导弹发 现目标的临界距离减小,从而导致导弹弹着点偏 差的期望和方差值的增大,空地导弹对目标的毁 伤概率也相应减小。

    4 结 束 语

    空地导弹武器系统是以导弹为武器,包括发 射平台、情报侦察、指挥控制、电子对抗以及相关 的战术软件等要素组成的作战综合体,对其进行 作战效能的评估难度很大[11]。本文建立了在体系 对抗条件下的空地导弹武器系统的作战效能评估 模型,通过该模型可以分析在烟雾和电子对抗条 件下电视制导空地导弹对地面目标的毁伤概率, 基本实现了对空地导弹武器系统效能的量化评估, 对空地导弹的作战行动和仿真模拟训练具有指导 意义。

    参考文献:

    [1]刘恩凡,李长文,胡永琴.中程空地导弹发展趋势研究 [J].飞航导弹,2012(12):41-45.

    [2]张耀中,张安,夏庆军.复杂环境空地电视遥控制导导 弹作战效能仿真[J].火力与指挥控制,2005,30(7): 42-49.

    [3]华玉光,徐浩军,刘凌.军事体系对抗复杂系统概念建 模方法[J].系统仿真学报,2008,20(23):6507- 6510.

    [4]杨满忠,尹健.空地导弹攻防对抗仿真系统研究[J].兵 工学报,2007,28(5):576-580.

    [5]黄寒砚,王正明.武器毁伤效能评估综述及系统目标毁 伤效能评估框架研究[J].宇航学报,2009,30(3):827 -836.

    [6]王加书,张炳辉.飞航导弹火控系统[M].北京:宇航出 版社,1996.

    [7]张考,马东立.军用飞机生存力与隐身设计[M].北京: 国防工业出版社,2002.

    [8]曹邦武,姜长生,杨满忠.电视指令制导空地导弹对地 目标的毁伤性能研究[J].电光与控制,2004,11(2): 32-34.

    [9]夏庆军,张安.电视遥控制导导弹的作战效能评估[J]. 电光与控制,2006,13(3):46-48.

    [10]刘新爱,张磊.应用仿真技术的空地导弹命中精度评 定[J].电光与控制,2008,15(3):79-82.

    [11]杨满忠,尹健.基于UML的空地导弹攻防对抗仿真系 统研究[J].弹箭与制导学报,2006,26(4):65-68.

    在上述建立的作战效能仿真模型基础上,对 某型空地电视制导导弹进行攻击的仿真实验。仿 真初始条件:蒙特卡洛仿真次数为100次;导弹发 射初始位置:X0=0km,Y0=2km,Z0=0km;导 弹初始速度320m/s;目标位置:XT=13.0km,YT =0km,ZT=2.5km;等效易损体第1~6个面的 杀伤概率分别为:0.4,0.9,0.5,0.4,0.1,0.4。 空地导弹对目标的毁伤概率估计值通过公式(11) 计算得到。

    本文只对烟雾干扰和电子对抗条件下空地导 弹对目标的杀伤概率进行分析。

    3.1 电子对抗对作战效能的影响

    地面主动电子干扰站通过发射一定功率的电 磁波对空地导弹与载机之间的通信链路进行干扰, 进而影响空地导弹命中精度。电子干扰条件下不 考虑烟雾干扰的影响,干扰站电磁波能量变化范 围:1000~20000W。

    从上述仿真结果可以得知:随着电子干扰强 度的增大,空地导弹对目标的毁伤概率下降,如果 要达到指定的毁伤概率将需要发射更多的空地导 弹。

    3.2 烟雾干扰对作战效能的影响

    为了得出烟雾干扰对空地导弹作战效能的影 响,考虑在不同烟雾厚度和光学浓度的条件下进 行仿真,用4组参数(如表2所示)分别进行100 次蒙特卡洛仿真,结果示于表3。其中,Ex,Ez分 别为空地导弹弹着点在X,Z方向的偏差均值;Sx,Sz分别为空地导弹弹着点在X,Z方向的偏差均方 差。

    从表3所示仿真结果可以看出:烟雾的厚度越 厚,光线在通过时的衰减程度会越大,空地导弹发 现目标的临界距离减小,从而导致导弹弹着点偏 差的期望和方差值的增大,空地导弹对目标的毁 伤概率也相应减小。

    4 结 束 语

    空地导弹武器系统是以导弹为武器,包括发 射平台、情报侦察、指挥控制、电子对抗以及相关 的战术软件等要素组成的作战综合体,对其进行 作战效能的评估难度很大[11]。本文建立了在体系 对抗条件下的空地导弹武器系统的作战效能评估 模型,通过该模型可以分析在烟雾和电子对抗条 件下电视制导空地导弹对地面目标的毁伤概率, 基本实现了对空地导弹武器系统效能的量化评估, 对空地导弹的作战行动和仿真模拟训练具有指导 意义。

    参考文献:

    [1]刘恩凡,李长文,胡永琴.中程空地导弹发展趋势研究 [J].飞航导弹,2012(12):41-45.

    [2]张耀中,张安,夏庆军.复杂环境空地电视遥控制导导 弹作战效能仿真[J].火力与指挥控制,2005,30(7): 42-49.

    [3]华玉光,徐浩军,刘凌.军事体系对抗复杂系统概念建 模方法[J].系统仿真学报,2008,20(23):6507- 6510.

    [4]杨满忠,尹健.空地导弹攻防对抗仿真系统研究[J].兵 工学报,2007,28(5):576-580.

    [5]黄寒砚,王正明.武器毁伤效能评估综述及系统目标毁 伤效能评估框架研究[J].宇航学报,2009,30(3):827 -836.

    [6]王加书,张炳辉.飞航导弹火控系统[M].北京:宇航出 版社,1996.

    [7]张考,马东立.军用飞机生存力与隐身设计[M].北京: 国防工业出版社,2002.

    [8]曹邦武,姜长生,杨满忠.电视指令制导空地导弹对地 目标的毁伤性能研究[J].电光与控制,2004,11(2): 32-34.

    [9]夏庆军,张安.电视遥控制导导弹的作战效能评估[J]. 电光与控制,2006,13(3):46-48.

    [10]刘新爱,张磊.应用仿真技术的空地导弹命中精度评 定[J].电光与控制,2008,15(3):79-82.

    [11]杨满忠,尹健.基于UML的空地导弹攻防对抗仿真系 统研究[J].弹箭与制导学报,2006,26(4):65-68.