淺析中口徑艦炮武器系統(tǒng)防空作戰(zhàn)效能

張軼群

摘要：中口徑艦炮武器系統(tǒng)是艦艇防空力量的重要組成部分，為應對海上沖突，應充分發(fā)揮武器效能，通過降低系統(tǒng)反應時間，研究復合式彈藥，改變抗導方式等方法，提高中口徑艦炮武器系統(tǒng)防空作戰(zhàn)效能。

關鍵詞：中口徑艦炮；防空；作戰(zhàn)效能；仿真

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0201-02

在信息化條件下的海上作戰(zhàn)中，空中目標對水面艦艇的威脅越來越大，防空作戰(zhàn)是艦艇部隊的主要作戰(zhàn)任務之一。當前艦艇防空主要依靠防空導彈系統(tǒng)以及近防火炮系統(tǒng)，為應對海上沖突，水面艦艇需要深入發(fā)掘自身潛能，充分發(fā)揮各武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。中口徑艦炮除了擁有較強的對海作戰(zhàn)、對岸火力支援能力以外，其防空作戰(zhàn)的能力也不容小覷。通過分析中口徑艦炮防空作戰(zhàn)效能，對提高艦艇綜合防空作戰(zhàn)能力具有重要意義。

1提高中口徑艦炮武器系統(tǒng)防空作戰(zhàn)效能的意義

防空作戰(zhàn)一直是當前各國海軍的難題，由于水面艦艇隱蔽性不強，機動能力較弱，當有反艦導彈來襲時艦艇往往處于非常被動的地位，在1967年的中東戰(zhàn)爭中，埃及導彈艇發(fā)射的“冥河”導彈擊沉了以色列的“埃拉特”號驅逐艦。在1982年的英阿馬島海戰(zhàn)中，阿根廷的“超級軍旗”戰(zhàn)機發(fā)射的飛魚導彈擊沉了英國當時最先進的“謝菲爾德”號導彈驅逐艦，因此艦艇部隊都非常重視防空反導作戰(zhàn)。

對于來襲的反艦導彈，目前抗擊的方式主要有三種，當目標距離較遠時發(fā)射防空導彈進行抗擊，當目標進入到艦炮武器射程以內時采用艦炮武器系統(tǒng)進行抗擊，當目標進入到艦艇附近時采用發(fā)射干擾彈的方式進行抗擊。中口徑艦炮武器系統(tǒng)對空作戰(zhàn)距離通常為1千米至25千米之內，是艦艇防空力量的一個重要組成部分。

中口徑艦炮武器系統(tǒng)防空作戰(zhàn)效能是其對空中目標抗擊能力的指標，具體是指中口徑艦炮武器系統(tǒng)在規(guī)定條件規(guī)定時間內完成對空中目標抗擊的概率。

1.1中口徑艦炮武器防空作戰(zhàn)的流程

中口徑艦炮武器系統(tǒng)抗擊空中來襲目標通常分為三個階段，一是發(fā)現目標階段，這一階段艦艇對空搜索雷達發(fā)現目標，判定目標類型和威脅指數并將目標參數傳送給艦炮火控雷達；第二階段是艦炮火控雷達跟蹤階段，火控雷達穩(wěn)定跟蹤目標，解算射擊提前角等信息；第三階段火控雷達指引艦炮對目標達成抗擊。

1.2中口徑艦炮武器防空作戰(zhàn)效能計算方法

中口徑艦炮武器防空是通過火炮對來襲導彈的持續(xù)射擊來摧毀導彈的，其作戰(zhàn)效能參數由火炮對導彈的命中概率來，計算方法為：

其中PN為發(fā)射N發(fā)彈藥對來襲導彈的命中概率，Pi為單發(fā)炮彈的命中概率，N為發(fā)射的彈藥數。

1.2.1單發(fā)炮彈命中概率的確定

中口徑艦炮通常是利用彈丸爆炸產生的碎片來命中摧毀目標的，這種方式叫空炸射擊。此時的單發(fā)炮彈對目標的命中概率為：

上述式中，Ω為空炸的有利炸點區(qū)，f（x，y，z）為炸點分布的密度函數，G（x）為炸點落于有利炸點區(qū)的坐標毀傷定律。

空炸射擊有利炸點區(qū)Ω的函數用極坐標表示時為：

炸點分布密度函數f（x，y，z）一般采用正態(tài)分布，其在直角坐標系中表示為：

假定來襲導彈被命中ε個小彈片就會擊落，而彈丸爆炸時產生的有效小彈片數為M，則G（x）函數可以表示為：

其中S0為目標在彈道垂直面上的投影面積，λ（R）為距離炸點R處的破片流密度。

1.2.2中口徑艦炮武器對目標發(fā)射的彈藥數量的確定

中口徑艦炮武器對目標發(fā)射的彈藥數取決于中口徑艦炮的發(fā)射速率以及抗擊時間：

其中λ為艦炮發(fā)射速率，V為來襲導彈的飛行速度，T1為艦炮武器系統(tǒng)的反應時間，Smin為艦炮武器對來襲導彈的實際抗擊距離，Smin由對空搜索雷達發(fā)現目標的最遠距離與艦炮武器的最大射程來確定：

其中S1為對空搜索雷達的最大發(fā)現距離，S2為艦炮武器的最大射程，S1的函數表示為：

其中ha為對空搜索雷達天線的高度，hb為來襲導彈的飛行高度。

1.3系統(tǒng)仿真

以來襲的魚叉式反艦導彈為例，假設其飛行速度為V=300米/秒，飛行高度15米，仿真計算得某型中口徑艦炮對導彈的命中概率PN如圖所示：

2 提高中口徑艦炮抗導效率的方法與途徑

由仿真計算可知，中口徑艦炮抗導的難度較大。一方面是由于反艦導彈飛行速度快、飛行高度低、雷達反射面積小，搜索雷達發(fā)現目標的距離較近，導致中口徑艦炮能夠達成抗擊的距離較近，抗擊時間較短，另一方面是由于中口徑艦炮射速較低，導致發(fā)射的彈丸數偏少。為了提高中口徑艦炮的抗導效率，既要想方設法減少中口徑艦炮的反應時間，以增加抗擊導彈的時間，又要改變直接命中目標的抗擊思路，在抗導方式上下工夫，以提高中口徑艦炮抗導成功的概率。

2.1加強操作訓練，減少系統(tǒng)反應時間

反導作戰(zhàn)中人的因素對反導能否成功影響很大，操作手需要在火控計算機的配合下從眾多的目標中發(fā)現并判明來襲導彈，完成跟蹤解算以及射擊前的準備工作。由仿真計算可知，由于中口徑艦炮的對空的最大射程是不變的，減少系統(tǒng)反應時間，就能提高中口徑艦炮發(fā)射的彈丸數，進而提高抗導效率。在平時的訓練當中，通過對快速小目標的跟蹤訓練，不斷提高操作人員操作的熟練程度，減少系統(tǒng)反應時間，進而提高中口徑艦炮對導彈的抗擊概率。

2.2采用復合彈藥，提高單發(fā)命中概率

中口徑艦炮相對于小口徑火炮不具備反導優(yōu)勢的主要原因是射速偏低。如美國的“密集陣”近防系統(tǒng)最大發(fā)射速率能達到4500發(fā)/分，而通常的中口徑艦炮，單管發(fā)射率只能達到約50發(fā)/分，在發(fā)射率上難以與小口徑炮相抗衡。由仿真計算可知，如果射速不變，只有提高單發(fā)炮彈的命中概率，才能有效提高抗導的效率。

一是采用定時引信的預制破片彈，該種炮彈利用計算機解算彈丸到達目標附近時的飛行時間，炮彈發(fā)射后引信按照裝訂的時間引爆彈丸，預制破片彈爆炸時在目標周圍產生大量彈丸碎片，對導彈形成殺傷，從而大大提高了單發(fā)炮彈對導彈的命中概率。

二是采用無線電引信的預制破片彈，該種炮彈利用多普勒效應，炮彈發(fā)射后引信能夠發(fā)射出無線電波探測其與導彈的距離，當彈丸與導彈達到合適的距離時，引信觸發(fā)，形成大量碎片殺傷導彈。

在實際的防空作戰(zhàn)中，將定時引信與無線電引信的預制破片彈按一定的比例合理配置，形成復合彈藥，就能進一步提高中口徑艦炮對導彈的命中概率。

2.3利用水幕反導，抗擊低空導彈

掠海飛行的導彈飛行高度較低（通常3米到15米），根據仿真計算可知，飛行高度越低，雷達能夠發(fā)現目標的距離越近，同時由于導彈貼海飛行，海面雜波對炮瞄雷達的穩(wěn)定跟蹤影響較大，艦炮很難對目標進行持續(xù)抗擊。

既然艦炮直接命中目標難度較大，對于掠海飛行的導彈可以改變抗擊思路，采用水幕反導，由火控計算機控制炮彈在來襲導彈飛行的航路上爆炸產生一系列的水柱，水柱直接擊落導彈或者使導彈偏離飛行方向，從而達到間接抗擊的效果。

3結束語

本文對中口徑艦炮武器系統(tǒng)防空作戰(zhàn)效能進行了介紹，詳細分析了影響防空作戰(zhàn)效能的各個方面并進行了仿真計算，最后根據仿真結果提出了提高中口徑艦炮防空作戰(zhàn)效能的方法與途徑。

中口徑艦炮武器系統(tǒng)是水面艦艇防空力量的重要組成部分，通過減少系統(tǒng)的反應時間，研究高性能彈藥以及創(chuàng)新防空作戰(zhàn)的樣式對提高艦艇綜合防空作戰(zhàn)效能具有重要意義。

參考文獻：

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