劉 林 張 東 朱亞飛

（1.91202部隊(duì)司令部 葫蘆島 125004）（2.92493部隊(duì)司令部 葫蘆島 125001）

1 引言

近年，隨著激光制導(dǎo)和電視制導(dǎo)武器在軍事上日益廣泛的使用，電子對(duì)抗有了一個(gè)嶄新的局面。目前，激光和電視制導(dǎo)武器命中概率高，它已對(duì)目標(biāo)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，但由于煙幕的吸收、反射和散射作用，會(huì)使導(dǎo)引頭上接收的能量大大衰減，降低了導(dǎo)彈的命中概率，本文研究了編隊(duì)條件下水面艦艇煙幕干擾的使用原則和影響干擾效果的主要因素。

2 煙幕對(duì)抗光電制導(dǎo)武器的過(guò)程

煙幕作戰(zhàn)的遮蔽作用一是吸收、反射、散射入射光，我們定義為物理遮蔽作用；二是煙幕產(chǎn)生、隨風(fēng)飄移的位置，它必須擋住入射光的光路，我們定義為幾何遮蔽作用，本文只研究幾何遮蔽作用。

實(shí)際作戰(zhàn)中，導(dǎo)彈、煙幕和目標(biāo)（艦艇）三者都是運(yùn)動(dòng)的。相對(duì)的瞬間位置不斷變化，煙幕不但要具有良好的吸收和散射特性，而且要布放在導(dǎo)彈來(lái)向和目標(biāo)（艦艇）之間，才能降低半主動(dòng)激光導(dǎo)引頭上的能量，使導(dǎo)彈失去目標(biāo)（艦艇）位置變化信息，從而破壞導(dǎo)彈的自動(dòng)跟蹤。

實(shí)際干擾過(guò)程是：敵導(dǎo)彈首先跟蹤我艦，我艦載武器發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈，當(dāng)判斷為激光制導(dǎo)時(shí)，發(fā)射煙幕彈，形成煙幕墻，遮住艦艇，艦艇進(jìn)行正確的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)，降低導(dǎo)彈對(duì)我艦的命中概率。

3 煙幕遮擋效果的目標(biāo)函數(shù)［1］

在各種隨機(jī)因素的作用下、導(dǎo)彈在無(wú)導(dǎo)引下飛行的彈道散布誤差的概率分布為正態(tài)分布。本文只考慮側(cè)向散布誤差。艦艇在煙幕遮擋下，導(dǎo)彈在方位上的脫靶概率：

式中Ps為艦艇在導(dǎo)彈自導(dǎo)頭搜索范圍（或視場(chǎng)）內(nèi)時(shí)，艦艇在煙幕遮蔽下，導(dǎo)彈飛過(guò)煙幕，在方位上命中艦艇的概率。

4 艦艇、煙幕運(yùn)動(dòng)及導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型

4.1 艦艇編隊(duì)隊(duì)形［2］

海軍艦艇作戰(zhàn)任務(wù)不同，編隊(duì)規(guī)模及隊(duì)形也不同，研究三艘艦艇便可研究編隊(duì)下煙幕作戰(zhàn)各種可能，如圖1所示：

令艦間距離R12＝12L，要求2R12

sinα≥0.5，α≥30°，α取30，其中α為看齊角。

4.2 坐標(biāo)系選取

因?yàn)閷?dǎo)彈自導(dǎo)距離遠(yuǎn)大于飛行高度，故可采用平面坐標(biāo)系，在導(dǎo)彈的側(cè)向平面進(jìn)行研究。設(shè)艦艇航向?yàn)?°，X正向表示艦首方向，Y正向表示艦右舷。這樣研究可以滿(mǎn)足所需要精度的要求。

圖1 三艘艦艇編隊(duì)煙幕作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)

4.3 艦艇運(yùn)動(dòng)方程

1）建立B艦方程，A艦和C艦依據(jù)B艦得出

式中：ΔT為步度；J為艦艇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性時(shí)間與步度的比值；Vs為艦速；Ns為艦航向；Dt為艦回轉(zhuǎn)戰(zhàn)術(shù)直徑；STA為艦回轉(zhuǎn)角度，右轉(zhuǎn)為＋，左轉(zhuǎn)為－；ΔT·K為艦轉(zhuǎn)后直航的時(shí)間。

式（4）可以表示用艦艇直航、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向后直航或回轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)。

2）建立A艦方程

3）建立C艦方程

4.4 煙幕的運(yùn)動(dòng)方程［3］

煙幕彈從發(fā)射到成煙的過(guò)程大約6s，煙幕基本形狀是煙幕墻，基本運(yùn)動(dòng)是沿著風(fēng)向而運(yùn)動(dòng)。令導(dǎo)彈自導(dǎo)飛行時(shí)間為T(mén)i，則煙幕方程為

式中：Xshi、Yshi為發(fā)射煙幕彈時(shí)艦的瞬時(shí)坐標(biāo)值；dls為煙幕發(fā)射裝置距艦中心的距離；Tf為煙幕發(fā)射裝置到爆炸點(diǎn)的飛行時(shí)間；bj為爆距；N為煙幕發(fā)射舷方位，左舷發(fā)射為－，右舷發(fā)射為＋；Tdt為告警時(shí)刻時(shí)間零點(diǎn)，煙幕彈發(fā)射時(shí)刻遲后的時(shí)間；Wd為真北風(fēng)向；Vw為風(fēng)速。

4.5 導(dǎo)彈目標(biāo)連線(xiàn)的數(shù)學(xué)模型

導(dǎo)彈的導(dǎo)引規(guī)律是制導(dǎo)系統(tǒng)把敏感到的目標(biāo)信息轉(zhuǎn)換成導(dǎo)彈操縱指令的解析公式，有四種自導(dǎo)引方法［4］。追綜法，固定前置角法，比例接近法，平行接近法，本文用平行接近法，設(shè)初始導(dǎo)彈威脅方位為Rro時(shí)，在自導(dǎo)過(guò)程中Rro不變，導(dǎo)彈以等速飛行，距目標(biāo)的瞬時(shí)距離為Roi

式中：Vm為導(dǎo)彈飛行速度；T1為總的對(duì)抗時(shí)間。

5 煙幕遮擋艦艇效果判定步驟與方法

首先討論一般有煙幕彈時(shí)，遮擋效果的判定步驟與方法，根據(jù)一艦有煙幕的判定方法，可以得出兩艘艦有煙幕彈的方法，三艘艦進(jìn)行煙幕干擾時(shí)的方法可以類(lèi)推［5］。

一艦有煙幕彈的情況下，此煙幕對(duì)本艦的遮擋效果及對(duì)其它艦的遮擋效果。

兩艦有煙幕彈的情況下，對(duì)本艦的遮擋效果是其自身煙幕的遮擋效果與另一艦對(duì)其遮擋效果的綜合效果。

遮擋效果判定分五步，說(shuō)明如下：

1）判導(dǎo)彈威脅方位Rr是否在煙幕遮擋區(qū)里。即使Rr處在遮擋區(qū)里，由于艦是體目標(biāo)，煙幕是否真正把艦艇阻擋住，還需第兩步繼續(xù)判斷。

2）判煙幕是否擋住了艦艇，破壞了導(dǎo)彈對(duì)艦艇的跟蹤。

3）判艦艇在煙幕遮擋期間內(nèi)，能否機(jī)動(dòng)到導(dǎo)彈的搜索或較寬視場(chǎng)范圍外。艦艇機(jī)動(dòng)到搜索或視場(chǎng)角范圍外圍去了，此時(shí)Pn＝100%，否則要進(jìn)行Pn的具體計(jì)算。

4）計(jì)算導(dǎo)彈在方位上的脫靶概率Pn的方法見(jiàn)前面，這里不再重復(fù)。由于篇幅所限，以上4步具體判別公式略去。

5）兩艦有煙幕彈的情況下，對(duì)艦的遮擋效果是其自身煙幕的遮擋效果與另一艦對(duì)其遮擋效果的綜合效果。

編隊(duì)條件下遮擋效果用PN表示，PN的計(jì)算步驟與單艦煙幕遮擋效果的計(jì)算，方法原則上是一樣的，只不過(guò)編隊(duì)條件下遮擋效果是多種遮擋效果的疊加，并得出相應(yīng)結(jié)論，限于篇幅，這里只給出兩種情況的干擾效果角度區(qū)域圖。編隊(duì)條件下情況較復(fù)雜。組合種類(lèi)較多。我們對(duì)多種情況進(jìn)行了計(jì)算模擬，并得出相應(yīng)結(jié)論。

6 煙幕干擾效果分析及使用方法

6.1 煙幕干擾效果分析

影響干擾效果的變量很多，但是高靈敏度的變量是導(dǎo)彈來(lái)向。下面用圖形的方式表示兩種情況下的干擾效果的角度區(qū)域。

1）A艦發(fā)射煙幕彈，A艦被跟蹤，風(fēng)向?yàn)?0°，γr和PN的關(guān)系如圖2所示：

圖2 A 艦發(fā)射煙幕彈，A 艦被跟蹤，風(fēng)向?yàn)?0°，γr和PN的關(guān)系

圖3 A 艦、B 艦發(fā)射煙幕彈，A 艦被跟蹤，風(fēng)向?yàn)?0°，γr 和PN的關(guān)系

從圖中可以看出，γr＝60°～140°時(shí)遮擋率PN最好。γr＝－30°～－60°時(shí)，遮擋率PN居中，γr＝0°～－30°－150°～－180°沒(méi)有遮擋效果，此區(qū)為盲區(qū)?；赑N劃分的三個(gè)分區(qū)之間的界限實(shí)際是模糊的，隨著風(fēng)向、風(fēng)速艦艇機(jī)動(dòng)不同而不同。

2）A艦、B艦發(fā)射煙幕彈，A艦被跟蹤，風(fēng)向?yàn)?0°，γr和PN的關(guān)系如圖3所示。從圖中可以看出原來(lái)的－150°～－180°時(shí)的盲區(qū)情況已發(fā)生變化，此時(shí)的盲區(qū)為－170°～－180°，0°～－30°。變化的原因是B艦發(fā)射煙幕彈時(shí)，它對(duì)A艦有遮擋效果。有遮擋效果的區(qū)域是A艦與B艦連線(xiàn)方向在導(dǎo)彈來(lái)襲方向附近。大量的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果表明：某艦發(fā)射煙幕時(shí)對(duì)其它艦遮擋效果的條件是此艦與其它艦連線(xiàn)的方向在導(dǎo)彈來(lái)襲方位附近。所以在編隊(duì)條件下，現(xiàn)有艦艇的煙幕干擾設(shè)備在一定條件下才具備支援友鄰艦艇的能力。

6.2 編隊(duì)條件下水面艦艇煙幕干擾的使用原則

1）發(fā)現(xiàn)來(lái)襲導(dǎo)彈是光電制導(dǎo)或者制導(dǎo)體制不明時(shí)，根據(jù)作戰(zhàn)需要可以立即發(fā)射煙幕彈。

2）威脅從那個(gè)舷向來(lái)，向那個(gè)舷向發(fā)射煙幕彈。

3）只有一艦有煙幕彈裝備的條件下，威脅來(lái)自左舷時(shí)，將此艦放在左邊最好。同樣當(dāng)威脅來(lái)自右舷時(shí)，將此艦放在右邊最好。

4）當(dāng)兩艦有煙幕條件下，威脅來(lái)自左舷；A艦和B艦

有煙幕裝備最好；威脅來(lái)自右舷，A艦和C艦有煙幕裝備最好。

7 結(jié)語(yǔ)

煙幕是對(duì)付光電制導(dǎo)武器的一種重要作戰(zhàn)手段。隨著光電制導(dǎo)武器的不斷發(fā)展，煙幕干擾戰(zhàn)術(shù)技術(shù)的進(jìn)一步研究顯得十分必要。艦艇煙幕干擾裝置的戰(zhàn)術(shù)性能還不能完全適應(yīng)海上作戰(zhàn)的要求，有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

［1］姜寧，遲忠先.艦艇煙幕使用與布放的仿真研究［J］.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2000（8）：66－71.

［2］姜寧，孫國(guó)楨.水面艦艇煙幕干擾的使用研究［C］.錦州：第九屆電子對(duì)抗年會(huì)論文集，1995，8：35－39.

［3］牛燕雄，汪岳峰，張雛，等.激光制導(dǎo)武器的對(duì)抗系統(tǒng)［J］.紅外與激光工程，1998（2）：20－23.

［4］姜寧.電子對(duì)抗仿真系統(tǒng)中的多屬性決策理論模型與方法研究［D］.大連理工大學(xué)，2000：55－57.

［5］龐永杰，徐玉如，倪紹毓，等.船舶在復(fù)雜海況下的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)仿真［J］.船舶工程，1998（1）：40－43.