反艦導彈導引頭作戰(zhàn)試驗鑒定方法研究

羅華鋒，田 宇，王麗紅

（中國人民解放軍92941部隊，遼寧 葫蘆島 125001）

0 引言

武器裝備作戰(zhàn)試驗是指在武器裝備全壽命周期過程中，為確定其作戰(zhàn)適用性和作戰(zhàn)效能，由作戰(zhàn)試驗機構依據作戰(zhàn)任務剖面要求，構建近似實戰(zhàn)的試驗環(huán)境，運用多種試驗方法進行試驗與評估的綜合過程。作戰(zhàn)試驗作為一種新的試驗模式，由美軍率先提出，已成為我軍在當代新軍事變革背景下傳統(tǒng)武器裝備試驗工作轉型的重要方向。其基本理念是：構建接近真實的作戰(zhàn)使用環(huán)境，通過模擬真實的作戰(zhàn)運用和對抗過程，檢驗武器裝備的作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性，在實戰(zhàn)使用前對新型武器裝備的真實作戰(zhàn)能力和滿足戰(zhàn)場需求的程度做出全面的評價［1］。導引頭作為反艦導彈制導分系統(tǒng)的核心，是完成命中目標的作戰(zhàn)使命、進行電磁對抗的主要裝備，對導引頭性能的評價，是對整個武器系統(tǒng)性能評價的重點環(huán)節(jié)。以往研制定型試驗模式中，針對導引頭的評價采用了性能指標逐項進行評定（評估）的方法，無法反映其綜合作戰(zhàn)能力，也不適于作戰(zhàn)試驗。為此，本文對作戰(zhàn)試驗條件下對反艦導彈導引頭的鑒定指標提出了一種新的評價體系，并研究了反艦導彈導引頭作戰(zhàn)試驗鑒定方法。

1 反艦導彈導引頭作戰(zhàn)試驗鑒定指標

分析反艦導彈導引頭在作戰(zhàn)過程中的工作內容，可將其作戰(zhàn)任務剖面劃為兩個階段：一是導彈發(fā)射前，導引頭通過接口有線接收武控系統(tǒng)的裝訂信息、返回武控系統(tǒng)導引頭射前檢查結果及工作狀態(tài)，紅外導引頭還執(zhí)行預制冷；二是導彈發(fā)射后，導引頭按裝訂的時間開機，搜索、識別、選擇、捕獲、跟蹤敵方艦艇目標，將導引信息傳至導彈控制系統(tǒng)控制導彈按控制律接近毀傷目標。

根據上述剖面，綜合導引頭在研制過程中各研制階段的工作及所進行的數字仿真、原理樣機模型試驗、工程樣機性能試驗和反艦導彈作戰(zhàn)試驗等，提出了對導引頭進行作戰(zhàn)試驗鑒定的三個方面指標：作戰(zhàn)效能定量指標、作戰(zhàn)適用性定量指標和任務滿意度定性指標。

1.1 作戰(zhàn)效能定量指標

效能的定義是在規(guī)定條件下達到規(guī)定使用目標的能力［2］。因此，作戰(zhàn)效能可定義為在作戰(zhàn)環(huán)境中武器裝備滿足特定作戰(zhàn)任務要求的能力，針對導引頭的作戰(zhàn)特點，效能主要包括探測識別、導引跟蹤和生存能力。通過作戰(zhàn)效能試驗對這些指標進行量化評估，可檢驗導引頭在作戰(zhàn)使用過程中能力發(fā)揮程度和效果。

1.1.1 探測識別能力

用于量化評定的探測識別能力指標有探測識別時間和探測識別率［3－4］。其中：探測識別時間是指導引頭從開機至穩(wěn)定跟蹤作戰(zhàn)目標并輸出其導引信息所用時間；探測識別率是指識別出作戰(zhàn)目標數與探測范圍內目標數（包括合作與非合作目標）的比值。

1.1.2 導引跟蹤能力

用于量化評定的導引跟蹤能力指標有跟蹤時間比和跟蹤目標率［5－6］。其中：跟蹤時間比是指導引頭捕獲作戰(zhàn)目標后對其穩(wěn)定跟蹤的時間與捕獲作戰(zhàn)目標至命中作戰(zhàn)目標時間的比值；跟蹤目標率是指跟蹤作戰(zhàn)目標數與探測范圍內目標數（包括合作與非合作目標）的比值。

1.1.3 生存能力

用于量化評定的生存能力指標有輻射功率和頻率捷變比。其中：輻射功率用于主動雷達導引頭，是指導引頭發(fā)射機高頻工作時向前輻射的峰值功率；頻率捷變比用于主動和被動雷達導引頭，是指導引頭發(fā)射（接收）頻率捷變范圍與其中心頻率的比值。

1.2 作戰(zhàn)適用性定量指標

作戰(zhàn)適用性是指武器裝備在作戰(zhàn)使用過程中能保持可用的程度，即裝備在計劃的保障方案和資源條件下，由軍事人員在外場使用時支持裝備的使用者能完成規(guī)定任務的程度。其定義是在考慮可用性、兼容性、可運輸性、互操作性、可靠性、戰(zhàn)時使用率、可維修性、安全性、人的因素、后勤可保障性、自然環(huán)境效果與影響等因素的情況下，武器裝備投入戰(zhàn)場使用并維持的滿意程度。針對導引頭的使用特點，作戰(zhàn)適用性評價主要包括通過作戰(zhàn)環(huán)境適用性試驗、作戰(zhàn)使用適用性試驗和作戰(zhàn)保障適用性試驗，對環(huán)境、使用和保障的適應性進行定量評價。其中保障使用性主要通過定性分析方法進行評估。

1.2.1 作戰(zhàn)環(huán)境適用性

a）戰(zhàn)場自然環(huán)境適用性

戰(zhàn)場自然環(huán)境對導引頭的影響因素主要有氣象環(huán)境中的溫度、濕度、降水（雨、雪）及其水量、能見度（針對電視導引頭）、煙霧、云團、太陽亮帶（針對紅外導引頭），水文環(huán)境的海情等。

導引頭對戰(zhàn)場自然環(huán)境適用性的指標主要有導彈上艦戰(zhàn)備值班過程中導引頭的維護時間與頻率、平均故障間隔時間；作戰(zhàn)過程中導彈發(fā)射前導引頭射前檢查正常率（戰(zhàn)備完好率）、紅外導引頭的預制冷時間；導彈發(fā)射、導引頭開機后的探測識別時間、探測識別率等。

b）戰(zhàn)場電磁環(huán)境適用性

包括攻擊環(huán)境適用性和運行環(huán)境適用性。其中：攻擊環(huán)境適用性包括敵方的電磁壓制、電磁欺騙、電磁毀傷環(huán)境；戰(zhàn)場電磁運行環(huán)境適用性即電磁兼容性能。

c）戰(zhàn)場電磁環(huán)境復雜度

戰(zhàn)場電磁環(huán)境復雜度從側面反映戰(zhàn)場電磁環(huán)境對導引頭效能發(fā)揮的影響程度。

d）戰(zhàn)場地形環(huán)境復雜度

專于攻擊具島岸背景的艦船目標的反艦導彈導引頭，能側面反映戰(zhàn)場地形環(huán)境對導引頭效能發(fā)揮的影響程度，內容主要是地表屬性復雜度。

1.2.2 作戰(zhàn)使用適用性

a）安全性

導引頭在作戰(zhàn)過程中的安全性影響因素主要是在導彈發(fā)射前，一是紅外導引頭預制冷過程中誤操作產生危險，可由定性方法進行評估；二是主動雷達導引頭在射前檢查過程中因加高壓而出現(xiàn)的側向電磁泄漏，功率過大可能造成附近人員受到輻射輕度受傷。

b）可靠性

導引頭在作戰(zhàn)過程中的可靠性指標主要有平均故障間隔時間、平均故障持續(xù)時間、溫度影響和濕度影響等。

1.3 任務滿意度定性指標

上述的作戰(zhàn)效能和適用性試驗是對局部指標的量化考核，但試驗的整體結論無法進行完全依靠定量方法評定，因此提出任務滿意度評估指標。任務滿意度包括基本滿意度和專項滿意度。專項滿意度要評估以下6個指標：誤操作的安全性；人機結合性（專用于人在回路中體制的導引頭），包括界面友好性和易操作性；作戰(zhàn)保障適用性，包括作戰(zhàn)維修保障性、作戰(zhàn)使用保障性和作戰(zhàn)保障資源。

2 反艦導彈導引頭作戰(zhàn)試驗指標鑒定方法

2.1 定量指標評定方法

2.1.1 各單項指標評定模型

定量指標可用以下兩種模型評定。

a）適于行動結果數值越小越好的評定模型（模型A）

式中：S為評定成績；x為指標實測值；r為指標標準值。

b）適于行動結果數值越大越好的評定模型（模型B）

式中：S為評定成績；x為指標實測值；r為指標標準值。

各指標的評定模型見表1。

2.1.2 復雜度計算方法

戰(zhàn)場電磁環(huán)境復雜度和戰(zhàn)場地形環(huán)境復雜度中的“戰(zhàn)場”，對反艦導彈導引頭而言應定義為導引頭搜索、跟蹤范圍，包括距離和方位。兩個復雜度的計算方法與其他單項指標不同。

a）戰(zhàn)場電磁環(huán)境復雜度

將通信頻段分為超短波、短波、中波和長波四個波段，每個波段均勻劃分為20個區(qū)間?？疾槊總€惡意信號源、無惡意信號源占用的頻譜范圍，統(tǒng)計每個波段每個區(qū)間內的信號源個數，計算信號源個數的均值和標準差，計算頻譜復雜度

表1 反艦導彈導引頭作戰(zhàn)試驗定量指標評定模型Tab.1 Battle experiment quantitative identification mode of anti－ship missile seeker

式中：Nyxqj為在某個波段內的20個區(qū)間中有信號源的區(qū)間數；Nqjxy為在某個波段內平均每個區(qū)間中的信號源數；Npdxy為在某個波段內信號源的總數；Spd為在某個波段內區(qū)間信號源數量的標準差。

另還應統(tǒng)計計算惡意類信號源、無惡意類信號源分別在戰(zhàn)場上圍出的最大面積占戰(zhàn)場總面積的百分比。戰(zhàn)場電磁環(huán)境的整體復雜度是惡意與無惡意信號源的頻譜復雜度、分布復雜度之和。

b）戰(zhàn)場地形環(huán)境復雜度

以戰(zhàn)場矢量地形圖為基礎，按一定分辨率（可取1／2導引頭距離分辨率×1／2導引頭角度分辨率）將導引頭搜索區(qū)域劃分為若干均勻方格，假設在一個方格內各點的地形參數相同，在此基礎上統(tǒng)計每個方格內的地形參數。地表種類（島、島岸、海）的復雜度以自然數計，在戰(zhàn)場矢量地形圖中直接取得，計為NDB；地表分布的復雜度以各種地表所占的區(qū)域面積標準差表示（各種面積用相應的用所占網格數量近似代替），計為SDB，則地表屬性復雜度FDB＝NDB／SDB。

2.1.3 定量指標評定結果計算方法

多次行動評定成績?yōu)槿舾蓡未涡袆釉u定成績的加權和。以探測識別能力為例，可表示為

式中：S1I為探測識別能力單次行動評定成績；θ1I為影響因子，主要是指天氣狀況、戰(zhàn)場煙塵、地形、探測距離和目標特性等；S1I1為探測識別時間評定成績；ω1I1為探測識別時間指標權重；S1I2為探測識別率評定成績；ω1I2為探測識別率指標權重。

行動次數根據不少于導引頭相關性能指標單側置信下限的原則確定（置信度不能低于0.7，通常應取0.8）。各單項指標的權重分配及影響因子需具體分析確定，由于作戰(zhàn)目標、戰(zhàn)場態(tài)勢、導彈射程、攻擊方式等因素而不盡相同。

作戰(zhàn)效能的三組指標評定最終結果還應乘以戰(zhàn)場電磁環(huán)境復雜度（雷達體制導引頭）和戰(zhàn)場地形環(huán)境復雜度（攻擊具有島岸背景的艦船目標的反艦導彈導引頭）。

2.2 定性評估方法

定性評估主要采用專家評分法和問卷調查法兩種評估方式。專家評分法采用制式的評分模板（模板中包括評估對象、評估內容、評分標準、評分結果等內容）。問卷調查法采用制式的調查問卷，組織評估專家提前熟悉評估問題，隨同作戰(zhàn)試驗進行動態(tài)評估，對試驗過程和結果進行綜合分析與評判；試驗結束后組織武器裝備操作員完成調查問卷。匯總所有評估專家的結論，根據集成的評價結果給出作戰(zhàn)效能和適用性試驗的整體結論。各指標計算方法如下。

a）基本滿意度

式中：EJB為基本滿意度均值；PJSB為基本滿意度標準差權值。

b）專項滿意度

式中：EZX為基本滿意度均值；PZSX為基本滿意度標準差權值。其中AZX為6個指標之和。

c）任務總體滿意度

3 反艦導彈導引頭作戰(zhàn)試驗設計

基于“優(yōu)秀的試驗設計應為形成有效的因果關系提供足夠的證據”的設計理念，作戰(zhàn)試驗不應僅僅是單獨的一次或數次實裝對抗試驗，而應貫穿于一型武器裝備從立項論證與總體方案設計、工程研制試驗階段、設計定型試驗階段、生產定型試驗階段、批抽檢階段和使用保障階段的全壽命周期過程，在每個階段的試驗設計中都應考慮作戰(zhàn)試驗鑒定的需求，積累作戰(zhàn)試驗鑒定指標的實測數據，評定（評估）合格后才能進入下個階段［7］。因此，在導引頭工程研制階段，可在工程樣機性能試驗中進行電磁泄漏功率的度量；在導引頭設計定型階段，可在抗干擾專項試驗中進行戰(zhàn)場電磁攻擊環(huán)境適用性的度量，在電磁兼容性鑒定試驗中進行戰(zhàn)場電磁運行環(huán)境適用性的度量，在可靠性鑒定試驗中進行平均故障間隔時間的度量，在維修性鑒定試驗中進行平均故障持續(xù)時間的度量，在環(huán)境適應性鑒定試驗中進行不同溫度、濕度對導引頭作戰(zhàn)使用可靠性影響的度量。

專項的作戰(zhàn)試驗設計應根據實戰(zhàn)要求，在試驗環(huán)境構建、試驗數據獲取和試驗結果評估等方面應遵循系統(tǒng)化、綜合化的原則，綜合運用可信高效的仿真試驗技術和貼近實戰(zhàn)的外場試驗技術，盡可能地形成被試裝備要求的作戰(zhàn)目標和環(huán)境、形成裝備對抗雙方實施對抗的動態(tài)過程，采取系統(tǒng)仿真試驗與實裝對抗試驗結合、分階段試驗與全過程試驗結合、定量數據采集與定性評價判斷結合、動態(tài)試驗評價與靜態(tài)分析評價結合的方法，實現(xiàn)武器裝備多層次（部件、分系統(tǒng)、系統(tǒng)、體系）和多維度（靜態(tài)能力、動態(tài)效能）的試驗評估。

4 結束語

本文研究了反艦導彈導引頭作戰(zhàn)試驗鑒定指標，提出了其作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性定量指標鑒定方法和作戰(zhàn)試驗定性評估方法，對反艦導彈導引頭作戰(zhàn)試驗鑒定的設計與實施有一定的參考意義。其中探測識別能力、跟蹤導引能力和生存能力定量鑒定方法已用于某多型導引頭抗干擾專項試驗，實現(xiàn)了多型導引頭部分作戰(zhàn)效能的評定，在型號的設計定型中發(fā)揮了重要作用。同時，通過多個型號的驗證，該方法的評價體系、參數和標準也在不斷完善，目前正在某新型復合導引頭鑒定試驗中得到應用。

［1］ 王 凱，趙定海，閆耀東，等.武器裝備作戰(zhàn)試驗［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2012.

［2］ 羅 云，張際良，蔡魯聞，等.GJB 1364—92裝備費用－效能分析［S］.中國國防科學技術工業(yè)委員會，1992.

［3］ 任子西.反艦導彈雷達導引頭電子對抗能力評估［J］.飛航導彈，2009（2）：8－11.

［4］ 趙 超，楊 號.雷達導引頭干擾對抗仿真技術研究［J］.航天電子對抗，2010，27（1）：16－19.

［5］ 安 紅.用于干擾技術研究的雷達對抗仿真系統(tǒng)［J］.電子信息對抗技術，2006（1）：34－40.

［6］ 張 強.雷達對抗環(huán)境仿真模型［J］.艦船電子對抗，2004（10）：31－34.

［7］ KASS R A，ALBERTS D S，HAYES R E.作戰(zhàn)試驗及其邏輯［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2010.