一種通用化的武器裝備攻擊力指數(shù)模型

趙定海， 黃璽瑛， 李文生， 謝京龍

(1. 裝甲兵工程學(xué)院裝備指揮與管理系， 北京 100072； 2. 裝甲兵學(xué)院指揮系， 安徽 蚌埠 233050)

一種通用化的武器裝備攻擊力指數(shù)模型

趙定海1， 黃璽瑛1， 李文生1， 謝京龍2

(1. 裝甲兵工程學(xué)院裝備指揮與管理系， 北京 100072； 2. 裝甲兵學(xué)院指揮系， 安徽 蚌埠 233050)

針對(duì)作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)對(duì)武器裝備攻擊力指數(shù)模型的應(yīng)用需求，提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的武器裝備攻擊力指數(shù)模型。該模型將武器及其應(yīng)用的彈藥進(jìn)行匹配，既能反映武器和彈藥自身在攻擊力方面的設(shè)計(jì)特性，也能體現(xiàn)武器可靠性和彈藥儲(chǔ)備量對(duì)裝備攻擊力的影響，還能呈現(xiàn)裝備在攜帶多種類型武器彈藥時(shí)的攻擊力差異，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

武器裝備；攻擊力；指數(shù)模型；作戰(zhàn)仿真

指數(shù)法是作戰(zhàn)仿真常用的方法[1-2]。國外一些著名的軍用仿真系統(tǒng)中都不同程度地應(yīng)用了武器裝備的各種指數(shù)模型來表征其作戰(zhàn)效能[3]。武器裝備的攻擊力指數(shù)模型是對(duì)攻擊力這一抽象概念進(jìn)行定量化描述的方法，其依據(jù)武器裝備自身的性能參數(shù)，通過統(tǒng)一的算法，將各種攻擊力影響因素進(jìn)行歸一和綜合，最終表征為一個(gè)確定的數(shù)值[4-5]。建立武器裝備攻擊力指數(shù)模型的意義在于：1)為分析比較各類武器裝備的攻擊力提供統(tǒng)一的量化平臺(tái)；2)為作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)提供簡(jiǎn)捷、高效的武器裝備攻擊力描述方法；3)為軍事人員分析戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)斗力演化過程和制勝機(jī)理提供直接依據(jù)。因此，研究武器裝備的攻擊力指數(shù)模型具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值[6-7]。為此，筆者提出了一種基于武器裝備自身性能參數(shù)的通用化攻擊力指數(shù)模型，應(yīng)用該模型既可清晰體現(xiàn)裝備自身的特點(diǎn)，也可廣泛應(yīng)用于各類武器裝備，還可反映作戰(zhàn)過程的動(dòng)態(tài)變化，且其計(jì)算簡(jiǎn)便、應(yīng)用靈活，適用于多種作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)和戰(zhàn)斗力演化分析。

1 攻擊力參數(shù)化

武器裝備的攻擊力是武器裝備的設(shè)計(jì)特性，由其自身的多個(gè)性能指標(biāo)決定。這些性能指標(biāo)種類繁多，本著相互獨(dú)立、擇要選取的原則，可得出其中最重要的攻擊力影響因素有5個(gè)：攻擊距離、殺傷范圍、攻擊頻率、殺傷強(qiáng)度和命中精度。這些影響因素在裝備定型后均以性能參數(shù)的形式呈現(xiàn)。

1) 攻擊距離。攻擊距離是指武器所發(fā)射的彈藥在其自身的動(dòng)力系統(tǒng)或發(fā)射能量的作用下所能飛行的最大有效距離，按米計(jì)?？剂窟@一因素時(shí)需注意3個(gè)問題：(1)彈藥飛行而非武器機(jī)動(dòng)，如機(jī)載導(dǎo)彈的攻擊距離是導(dǎo)彈發(fā)射后的最大有效射程,而非運(yùn)載飛機(jī)的作戰(zhàn)半徑；(2)彈藥在自身動(dòng)力或發(fā)射能量作用下產(chǎn)生的飛行距離，如飛機(jī)空投的炸彈自由降落不計(jì)入攻擊距離；(3)考查有效射程，不考查最大射程，因?yàn)椴糠謴椝幵谧畲笊涑谈浇巡痪邆涔粜ЯΑ?/p>

2) 殺傷范圍。殺傷范圍是指武器所發(fā)射的彈藥在發(fā)揮攻擊作用時(shí)其攻擊作用所能覆蓋的面積，按平方米計(jì)?？剂窟@一因素時(shí)需注意3個(gè)問題：(1)點(diǎn)殺傷類武器的殺傷范圍，應(yīng)按其彈徑橫截面積計(jì)算，如7.62 mm口徑穿甲彈的殺傷面積按7.62 mm×7.62 mm計(jì)算，因其主要依靠貫穿進(jìn)行殺傷，攻擊發(fā)動(dòng)時(shí)刻的接觸面積近似于彈徑橫截面積；(2)面殺傷類武器，應(yīng)按其破片飛散半徑形成的方形區(qū)域面積計(jì)算；(3)兼具多種殺傷類型的彈藥，應(yīng)按照某種殺傷類型所能形成的最大殺傷面積計(jì)算。

3) 攻擊頻率。攻擊頻率是指武器在單位時(shí)間內(nèi)所能發(fā)射的某種彈藥的數(shù)量，按發(fā)/分計(jì)?？剂窟@一因素時(shí)需注意3個(gè)問題：(1)考查戰(zhàn)斗射速，而非最大射速，因?yàn)閼?zhàn)斗射速是武器在保證相對(duì)的穩(wěn)定性和可靠性狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)的射速；(2)對(duì)于可補(bǔ)充彈藥的武器，其攻擊頻率與彈藥數(shù)量無關(guān)，如某突擊步槍的戰(zhàn)斗射速是600發(fā)/min，實(shí)際1次連續(xù)射擊只能發(fā)射30發(fā)，則攻擊頻率仍為600發(fā)/min；(3)對(duì)于一次性使用的武器，戰(zhàn)斗射速按1發(fā)/min，如一次性反坦克火箭筒。

4) 殺傷強(qiáng)度。殺傷強(qiáng)度是指武器所發(fā)射的彈藥在發(fā)揮攻擊作用時(shí)所能貫穿的均質(zhì)裝甲鋼的厚度，按毫米計(jì)?？剂窟@一因素時(shí)需注意2個(gè)問題:(1)選取彈藥在有效攻擊距離內(nèi)所能獲取的最大穿深，如某彈藥在100 m距離上可貫穿10 mm，在200 m距離上可貫穿5 mm，則殺傷強(qiáng)度按10 mm計(jì)；(2)面殺傷武器的殺傷強(qiáng)度，可按其破片可能形成的最大穿深計(jì)算。因?yàn)槊鏆淦鞯臍聿皇秦灤瞧破?yīng)，但其破片效應(yīng)已在殺傷范圍得到體現(xiàn)，因此可按相同標(biāo)準(zhǔn)考查貫穿能力。

5) 命中精度。命中精度是指武器所發(fā)射的彈藥在有效攻擊距離范圍內(nèi)能夠命中目標(biāo)的概率，按百分比計(jì)。考量這一因素時(shí)需要注意：不同武器及其配屬彈藥的命中概率可能是在不同的距離條件下測(cè)試得出的，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)可能存在差異。解決這一問題的理想途徑是加強(qiáng)武器裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，而現(xiàn)實(shí)情況下的可行辦法之一是直接取用可能獲得的可靠數(shù)據(jù)。

綜上所述，以上5個(gè)因素是決定某種武器及其彈藥攻擊力的關(guān)鍵因素，且均屬于設(shè)計(jì)性能范疇，較易取得標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試數(shù)值，從而為后續(xù)的指數(shù)建模奠定基礎(chǔ)。如某些參數(shù)實(shí)在難以取得準(zhǔn)確數(shù)值，則只能根據(jù)類比進(jìn)行估算，這對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確性有一定影響，但并不嚴(yán)重。需要注意的是：由于武器的攻擊力不僅來源于其自身，且與彈藥的性能關(guān)系更為密切，所以研究武器裝備的攻擊力必須明確其使用的彈藥。

表1列出了7種武器彈藥的5項(xiàng)攻擊力影響因素參數(shù)值，其中部分因無法準(zhǔn)確獲取數(shù)值而用估算數(shù)值替代(用“*”標(biāo)注)。

表1 7種武器彈藥的攻擊力影響因素參數(shù)值

2 參數(shù)指數(shù)化

所謂參考指數(shù)化，就是將有量綱的參數(shù)值按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為無量綱的指數(shù)值。這個(gè)統(tǒng)一的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)重在統(tǒng)一性，即所有武器彈藥的同類型參數(shù)均需按照相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行指數(shù)化，由此來保證不同武器彈藥之間的攻擊力具有可比性。具體以何種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，按照不同的指數(shù)化建模方式可遵循不同的方法。本文采取自定義標(biāo)準(zhǔn)參照值的線性映射方法，即自定義一個(gè)參數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)值“1”，其他實(shí)際參數(shù)值與該標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行等比線性變換計(jì)算,從而轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的指數(shù)值。具體的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)定義方式為：1)攻擊距離，以10 000 m為標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)值“1”；2)殺傷范圍，以100 m2為標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)值“1”；3)攻擊頻率，以1 000發(fā)/min為標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)值“1”；4)殺傷強(qiáng)度，以2 000 mm為標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)值“1”；5)命中精度，以100%為標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)值“1”。由此可得表1中7種武器彈藥的攻擊力影響因素的指數(shù)化結(jié)果，如表2所示。

表2 7種武器彈藥的攻擊力影響因素指數(shù)化結(jié)果

3 指數(shù)歸一化

指數(shù)歸一化是將多個(gè)攻擊力影響因素的指數(shù)合并為一個(gè)基本攻擊力指數(shù)?？紤]到各個(gè)攻擊力影響因素之間具有緊密聯(lián)系，如攻擊距離影響命中精度和殺傷強(qiáng)度等,為充分體現(xiàn)攻擊力影響因素之間的系統(tǒng)性，本文采用計(jì)算面積的方法進(jìn)行指數(shù)歸一化，即按照各攻擊力影響因素的指數(shù)構(gòu)建夾角相等的5邊形，將5邊形的面積作為該武器彈藥的基本攻擊力指數(shù)。圖1為“海爾法”反坦克導(dǎo)彈的歸一化基本攻擊力指數(shù)，由此得到表2中的7種武器彈藥的基本攻擊力指數(shù)，如表3所示。

圖1 “海爾法”反坦克導(dǎo)彈的歸一化基本攻擊力指數(shù)

4 指數(shù)模型

基本攻擊力指數(shù)實(shí)際代表的是某種武器在發(fā)射某種彈藥的情況下所具有的攻擊力。其主要意義在于給武器及其彈藥的攻擊力水平明確一個(gè)基本定位。在實(shí)際作戰(zhàn)中，武器的攻擊力不僅與其自身的性能有關(guān)，而且與其攜帶的彈藥數(shù)量和自身的可靠性有關(guān)。如：同樣一架武裝直升機(jī)，在不攜帶任何武器彈藥、只安裝機(jī)炮并攜帶彈藥、只攜帶反坦克導(dǎo)彈3種狀態(tài)下，其攻擊力顯然是不同的；攜帶4枚導(dǎo)彈和攜帶16枚導(dǎo)彈其攻擊力也明顯不同。此外，武裝直升機(jī)在完好、故障、戰(zhàn)傷等不同狀態(tài)下其攻擊力也不同。所以，在仿真系統(tǒng)中實(shí)際應(yīng)用武器裝備的攻擊力指數(shù)模型時(shí)，還需要考慮彈藥量和可靠狀態(tài)2個(gè)指標(biāo)，具體算法為EA=Ea·N·S，式中：EA為配備特定彈藥的武器的實(shí)際攻擊力指數(shù)；Ea為配備特定彈藥的武器的基本攻擊力指數(shù)；N為武器在某時(shí)刻剩余的該型彈藥的數(shù)量；S為武器及其彈藥在某時(shí)刻的可靠程度。

表3 7種武器彈藥的基本攻擊力指數(shù)值

如：1架AH-64武裝直升機(jī)，在安裝1門M230鏈?zhǔn)綑C(jī)炮并攜帶1 200發(fā)M789型彈藥、短翼內(nèi)側(cè)加掛2個(gè)火箭巢共計(jì)38枚M261型火箭彈、短翼外側(cè)加掛2組共8枚“海爾法”反坦克導(dǎo)彈且自身狀態(tài)完好的情況下，其攻擊力指數(shù)應(yīng)為(0.164 4×1 200+0.371 9×38+0.559 8×8)×1=215.890 6。

5 結(jié)論

本文所建立的攻擊力指數(shù)模型較好地體現(xiàn)了武器和彈藥自身的攻擊力特性，計(jì)算簡(jiǎn)單，便于在各類作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中使用，且能夠客觀地反映武器裝備掛載不同數(shù)量和類型的彈藥時(shí)其攻擊力的變化，有利于提高裝備作戰(zhàn)仿真結(jié)果的逼真度和可靠性。模型的不足之處主要有2點(diǎn)：1)不易體現(xiàn)某種武器的優(yōu)勢(shì)特色，如迫擊炮和反坦克導(dǎo)彈攻擊力數(shù)值比較接近，但是迫擊炮更適用于面殺傷，而反坦克導(dǎo)彈更適用于反裝甲，即在面對(duì)不同的目標(biāo)時(shí)，具有相同攻擊力指數(shù)的武器實(shí)際上具有完全不同的攻擊效果，這種針對(duì)特定目標(biāo)的攻擊力差異未能在該模型中很好體現(xiàn)；2)彈藥數(shù)量因素可能會(huì)過分?jǐn)U大某種武器的攻擊力指數(shù)，如步槍的基本攻擊力指數(shù)雖然很低，但是有時(shí)一次戰(zhàn)斗中可能會(huì)為該步槍備彈1萬發(fā)，由此導(dǎo)致其攻擊力指數(shù)幾乎超過武裝直升機(jī)的攻擊力，而實(shí)際上二者的作戰(zhàn)效能可能并不完全對(duì)等。針對(duì)以上不足，還需要在裝備試驗(yàn)、部隊(duì)訓(xùn)練和作戰(zhàn)運(yùn)用中逐步進(jìn)行修正完善。

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(責(zé)任編輯: 王生鳳)

A Kind of Common Index Model of Weapon’s Attack Capability

ZHAO Ding-hai1, HUANG Xi-ying2, LI Wen-sheng1, XIE Jing-long2

(1. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China; 2. Department of Command, Academy of Armored Forces, Bengbu 233050, China)

Aiming at the application requirements of index model of weapon’s attack capability in combat simulation system, a kind of index model which with simple structure and convenient in use is proposed. This model, matching the weapon and its ammunition, can not only embody the design characteristics of weapons and ammunition in attack capability but also reflect the influence of weapon dependability and ammunition amount on the attack capability. Meanwhile, it can also show the difference of attack capability when equipment carries various kinds of ammunition, which is proved to be very practical.

weapons; attack capability; index model; combat simulation

1672-1497(2015)05-0010-04

2015-07-16

趙定海(1978-)，男，講師，博士研究生。

E91

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.05.003