航母艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估分析*

尹肖云，鄒 強(qiáng)，馮佳晨

（海軍航空大學(xué)，山東 煙臺 264001）

0 引言

航母是一種以艦載機(jī)為主要武器并作為其海上活動基地的大型水面戰(zhàn)斗艦艇，在現(xiàn)代海戰(zhàn)中的地位舉足輕重。作為航母主要作戰(zhàn)武器的艦載機(jī)，是形成航空母艦作戰(zhàn)能力的核心力量，主要用于攻擊敵水面艦艇、潛艇和運輸艦船，襲擊岸上設(shè)施和海上目標(biāo)，奪取作戰(zhàn)海區(qū)制空權(quán)和制海權(quán)，是海上局部戰(zhàn)爭的抑制力量和常規(guī)威懾力量。隨著科技的飛速發(fā)展，艦載機(jī)武器裝備的戰(zhàn)技性能越來越先進(jìn)，在研究艦載機(jī)的反艦武器配置時，決策者非常關(guān)注配置方案能否契合航母的使命任務(wù)，能否滿足預(yù)期的軍事需求，武器系統(tǒng)能力評估因而顯得愈加重要［1］。評估的目的是為了提出和確認(rèn)艦載機(jī)研制中的關(guān)鍵戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)，預(yù)測裝備在未來作戰(zhàn)使用中的效能，明確型號研制和配置時應(yīng)予重視的關(guān)鍵問題，為航母艦載機(jī)作戰(zhàn)能力的論證提供定量分析手段。

航母艦載機(jī)的反艦作戰(zhàn)能力是表示執(zhí)行對海作戰(zhàn)任務(wù)的艦載機(jī)在特定戰(zhàn)術(shù)背景和作戰(zhàn)對象等約束條件下完成打擊水面艦艇目標(biāo)任務(wù)程度的度量，對它的評估涉及戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)等各個方面，構(gòu)成了一套綜合指標(biāo)體系，這套指標(biāo)體系代表了艦載機(jī)能夠命中并毀傷水面艦艇目標(biāo)的能力。影響作戰(zhàn)能力的因素很多，因此，航母艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估是一個復(fù)雜的過程，本文采用層次分析法建立評估指標(biāo)體系，用綜合指數(shù)模型對艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力進(jìn)行評估。

1 航母艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力特點

艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力由飛機(jī)平臺、機(jī)載電子設(shè)備和反艦武器系統(tǒng)等分系統(tǒng)綜合而成，各分系統(tǒng)性能取決于具體裝設(shè)備的戰(zhàn)技性能，航母艦載戰(zhàn)斗機(jī)反艦作戰(zhàn)能力與岸基飛機(jī)的反艦作戰(zhàn)能力相比具有以下特點：

1.1 作戰(zhàn)環(huán)境復(fù)雜、對象多元，受限因素多

航母的主要活動海域非常廣闊，在這些海域，由于不同的利益沖突，使航母在海上作戰(zhàn)中將可能面臨眾多的作戰(zhàn)對象，既可能面臨海上強(qiáng)國，又可能面臨由多個國家結(jié)成的地區(qū)性同盟；既要應(yīng)付由于霸權(quán)主義和擴(kuò)張主義構(gòu)成的威脅，又要應(yīng)付因領(lǐng)土歸屬和海洋權(quán)益而引發(fā)的沖突。因此，艦載機(jī)在如此廣闊的海域遂行作戰(zhàn)任務(wù)不僅受海洋地理環(huán)境的制約，還要受國際政治環(huán)境、國家政治、外交斗爭以及自身的作戰(zhàn)能力和保障能力等諸多因素的制約。

1.2 作戰(zhàn)任務(wù)繁重，數(shù)量有限

歷次海戰(zhàn)實踐表明，奪取海戰(zhàn)場的控制權(quán)是確保達(dá)到作戰(zhàn)目的的關(guān)鍵。海上作戰(zhàn)中，艦載戰(zhàn)斗機(jī)主要突擊敵大中型戰(zhàn)斗艦艇，掩護(hù)和支援己方的水面艦艇和潛艇作戰(zhàn)，奪取制海權(quán)，同時還參加奪取制信息權(quán)的作戰(zhàn)，擔(dān)負(fù)的任務(wù)相當(dāng)艱巨。而艦載戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量有限，加上活動海域遠(yuǎn)離陸岸難以得到岸基兵力的支援，兵力使用的供需矛盾異常突出。

1.3 作戰(zhàn)平臺及海況影響顯著

航母是艦載機(jī)的活動基地，艦載機(jī)從航母上起降受嚴(yán)格的氣象條件限制。在6級以上高海況時，飛機(jī)不能放飛，特別是不能回收飛機(jī)；在8級風(fēng)，6級～7級浪的情況下，大部分飛行員難以起飛。此外，航母致命的弱點之一就是其艦面設(shè)備和武備極易受損，航母一旦受損，作為主要作戰(zhàn)力量的艦載機(jī)就容易喪失作戰(zhàn)能力。

1.4 需要強(qiáng)大的體系作戰(zhàn)能力

在信息化條件下海戰(zhàn)場環(huán)境中作戰(zhàn)，艦載機(jī)應(yīng)具有強(qiáng)大的信息獲取與信息融合能力，艦載機(jī)作戰(zhàn)效能的發(fā)揮，很大程度上依賴于快速、準(zhǔn)確、連續(xù)的情報信息、指揮引導(dǎo)、電子對抗等方面的保障，以及高質(zhì)高效的后勤、裝備技術(shù)保障，基于此，艦載機(jī)才能適應(yīng)信息化條件下海上作戰(zhàn)。

2 艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系

通過分析艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力的特點，要求艦載機(jī)須具有目標(biāo)信息獲取能力、對面打擊能力、電子對抗能力、機(jī)動能力和續(xù)航能力，而其反艦作戰(zhàn)能力主要由飛機(jī)平臺、機(jī)載電子設(shè)備和反艦武器系統(tǒng)等分系統(tǒng)綜合而成，各分系統(tǒng)性能取決于具體設(shè)備的戰(zhàn)技性能。因此，為全面評估航母艦載機(jī)的反艦作戰(zhàn)能力，首先要分析各分系統(tǒng)的性能，然后建立艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系。

在評判分系統(tǒng)效能時，一些性能指標(biāo)可直接作為效能指標(biāo)因素，即適用單一評估準(zhǔn)則，如艦載機(jī)的航程、飛行高度、飛行速度等；一些是多個性能指標(biāo)共同作用的結(jié)果，即適用綜合準(zhǔn)則，如艦載機(jī)的突防能力、反艦導(dǎo)彈的命中概率和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力等。因此，可以根據(jù)艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)應(yīng)具備的特點，選取主要性能和能力因素作為對比項。現(xiàn)代反艦作戰(zhàn)中，由于構(gòu)成作戰(zhàn)能力的具體因素和內(nèi)容繁多，無法全部考慮，本文主要以單艦載機(jī)平臺的基本性能、機(jī)載電子設(shè)備的戰(zhàn)場信息感知與對抗能力和機(jī)載反艦武器的作戰(zhàn)能力作為艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估的核心內(nèi)容。其中，艦載機(jī)的基本性能從載機(jī)的突防能力、導(dǎo)航能力、動力性能與起降性能幾方面考慮［2-3］。因本文研究的是艦載機(jī)的反艦作戰(zhàn)能力，因此，重點突出其突防能力；戰(zhàn)場信息感知與對抗能力從艦載機(jī)的探測能力、戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力及電子對抗能力幾方面考慮；反艦武器系統(tǒng)能力從艦載機(jī)掛載的反艦武器的型號、種類、數(shù)量，各型武器的制導(dǎo)能力、機(jī)動能力、突防能力和殺傷能力幾方面考慮?，F(xiàn)代海戰(zhàn)中，作戰(zhàn)飛機(jī)通常是在遠(yuǎn)距離使用導(dǎo)彈發(fā)動攻擊，等敵方失去戰(zhàn)斗力后，再用航空炸彈擴(kuò)大戰(zhàn)斗效果，基于此，本文僅考慮艦載機(jī)掛載的反艦導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力。

在選擇能力評估參數(shù)指標(biāo)體系時，必須遵循可比性、敏感性和能觀性原則，本文選用層次分析法（AHP法）進(jìn)行作戰(zhàn)能力因素的分解和量化，構(gòu)建艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系，如下頁圖1所示。

3 艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估計算方法

艦載機(jī)系統(tǒng)各單元、各子體系和作戰(zhàn)目標(biāo)均呈現(xiàn)出層次性，因而艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力也呈現(xiàn)出層次特性，并且體系級、子體系級和裝備單元級作戰(zhàn)能力分別由子體系級、裝備單元級作戰(zhàn)能力及武器裝備性能參數(shù)、戰(zhàn)技指標(biāo)聚合而成。當(dāng)前評估武器裝備作戰(zhàn)能力時多采用AHP法進(jìn)行指標(biāo)聚合，同時用專家評分法構(gòu)造判斷矩陣確定權(quán)重［4-6］。這種定性和定量相結(jié)合的方式有效綜合了專家的經(jīng)驗，但存在的主要缺陷是：過分簡化了指標(biāo)體系各層次間的聚合關(guān)系，僅考慮了“加權(quán)和”這種單一的指標(biāo)聚合方式［7-9］。而一些作戰(zhàn)能力的指標(biāo)聚合并不適用單純的求加權(quán)和的方式來進(jìn)行，當(dāng)指標(biāo)中有一項影響因素為零時，會導(dǎo)致該項指標(biāo)的整體作戰(zhàn)能力為零，如艦載機(jī)的探測能力，其與艦載機(jī)的雷達(dá)搜索距離、搜索方位、目標(biāo)捕捉概率及雷達(dá)體制、跟蹤目標(biāo)數(shù)量和攻擊數(shù)量密切相關(guān)，如果其中一項為零，則載機(jī)的雷達(dá)探測能力為零；再如，反艦導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力，其制導(dǎo)能力、機(jī)動能力、突防能力和殺傷能力均為關(guān)鍵因素，只要導(dǎo)彈不具備其中任何一項，該導(dǎo)彈就執(zhí)行不了作戰(zhàn)任務(wù)。因此，在進(jìn)行指標(biāo)聚合時還需考慮指標(biāo)之間的“與”關(guān)系。

根據(jù)建立的艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估指標(biāo)體系，航母艦載機(jī)的反艦作戰(zhàn)能力D主要由載機(jī)基本性能Fp、戰(zhàn)場信息感知與對抗能力Ad、反艦導(dǎo)彈武器作戰(zhàn)能力Att構(gòu)成，其作戰(zhàn)能力評估的綜合指數(shù)模型可為：

式中的各項權(quán)值根據(jù)作戰(zhàn)理論、戰(zhàn)術(shù)使用背景及征求專家意見確定，結(jié)果滿足一致性檢驗，以下各分項能力影響因素的權(quán)值取值方法與此相同。文中指標(biāo)的表示方式全部引用參考文獻(xiàn)［10］。

3.1 分項能力計算模型

3.1.1 載機(jī)基本性能Fp

艦載機(jī)的性能受諸多因素的影響，根據(jù)本文的研究內(nèi)容，考慮艦載機(jī)的基本性能主要由艦載機(jī)的突防能力、動力能力、導(dǎo)航能力和飛行起降能力4部分組成，計算模型可為：

式中，Pe為突防能力；Fr為最大航程；εn為導(dǎo)航能力（機(jī)上只有無線電羅盤的0.5，增設(shè)塔康戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航或類似系統(tǒng)的0.6，如再增加多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)為0.7，增加慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的增加0.1～0.15，增加衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）的增加0.1～0.2。但導(dǎo)航能力系數(shù)不得超過1.0。）；As為飛機(jī)起降能力，用艦載機(jī)的起飛跑道長度代表。

突防能力Pe受艦載機(jī)的生存能力、裝甲能力、突防能力等因素制約，其中，描述突防能力的突防高度應(yīng)越小越好，而最大可用過載和突防速度應(yīng)越大越好，計算模型可為：

式中，ε2為生存力系數(shù)；Ar為裝甲系數(shù)（全機(jī)有裝甲保護(hù)取0.9～1.0，座艙有裝甲、系統(tǒng)部分裝甲取0.7，座艙前后、靠背有裝甲取0.5～0.6，沒有裝甲保護(hù)取0.2）；nymax為最大可用過載，描述突防機(jī)動性；H突為最低突防高度；V突為最大突防速度。模型中的權(quán)重系數(shù)經(jīng)過專家打分并經(jīng)過一致性檢驗求得，模型中的常數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值。

艦載機(jī)的生存力系數(shù)ε2受艦載機(jī)的氣動外形與雷達(dá)反射截面面積的約束，這些影響因素均不能過大，如果其中一項的值過大，則艦載機(jī)的生存將受到嚴(yán)重威脅，因此，參數(shù)之間取加權(quán)積的關(guān)系，模型可為：

式中，L為飛機(jī)翼展長度；Lall為飛機(jī)全長（不含空速管的長度）；RCS為雷達(dá)截面面積（指迎頭或尾后方位120°左右之內(nèi)的對應(yīng)3 cm波長雷達(dá)的平均值）；模型中的常數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值。

3.1.2 戰(zhàn)場信息感知與對抗能力Ad

戰(zhàn)場信息感知與對抗能力Ad受艦載機(jī)雷達(dá)本身的探測能力、戰(zhàn)場信息感知能力及電子對抗能力的影響，計算模型可為：

式中，Dd為雷達(dá)空面最大發(fā)現(xiàn)目標(biāo)距離；Abearing（°）為最大搜索方位角；Pd為發(fā)現(xiàn)目標(biāo)概率；K2為雷達(dá)體制衡量系數(shù)（測距器0.3，無角跟蹤能力雷達(dá)0.5，圓錐掃描雷達(dá)0.6，單脈沖雷達(dá)0.7，脈沖多普勒雷達(dá)0.8～1.0，并按下視能力強(qiáng)弱選擇）；式中常數(shù)4代表有效目視發(fā)現(xiàn)能力2 km的平方。

3.1.3 反艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力Att

反艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力與導(dǎo)彈本身的制導(dǎo)能力、攻擊能力、機(jī)動能力緊密相關(guān)，參數(shù)間的聚合關(guān)系是加權(quán)積，假設(shè)有k種反艦導(dǎo)彈，計算模型可為：

式中，Det為載機(jī)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力系數(shù)；Ran為導(dǎo)彈射程；Acc為導(dǎo)彈命中概率；V為導(dǎo)彈最大飛行速度；H為導(dǎo)彈最低飛行高度；n為導(dǎo)彈的掛載數(shù)量。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化方法

由于指標(biāo)體系各參數(shù)的量綱不同，級差不同，趨向也不一致，所以須利用效用系數(shù)對各參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。當(dāng)指標(biāo)要求越大越好時，其效用系數(shù)可由下式計算［14］：

當(dāng)指標(biāo)要求越小越好時，其效用系數(shù)計算公式為：

式中，F(xiàn)i為指標(biāo)值為Xi的效用系數(shù)；Ximin為預(yù)先確定的第i個指標(biāo)的最小值；Ximax為預(yù)先確定的第i個指標(biāo)的最大值；i為評價指標(biāo)的數(shù)目。

文中所列性能參數(shù)需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以免某一指標(biāo)過大或過小的量化值影響對作戰(zhàn)能力評估的合理性和精確度。

4 算例及分析

本文將根據(jù)該模型評估航母艦載機(jī)的反艦作戰(zhàn)能力，表1～表3給出了4型艦載機(jī)及其武器配置的性能參數(shù)。

根據(jù)上述各性能參數(shù)，求出各分項能力結(jié)果，基于此計算出各型艦載機(jī)的反艦作戰(zhàn)能力，結(jié)果如下頁表4所示。

從表4可以看出，“陣風(fēng)”艦載機(jī)的反艦作戰(zhàn)能力最高；F/A-18C次之，主要原因是F/A-18C的最大航程低于“陣風(fēng)”，戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力和對抗能力均低于“陣風(fēng)”，但從裝備的反艦導(dǎo)彈來看，AGM-84的性能優(yōu)于AM-39；米格-29K和Su-33與前兩種艦載機(jī)的主要差別在于載機(jī)性能與反艦導(dǎo)彈的作戰(zhàn)性能兩方面，而Su-33的綜合反艦作戰(zhàn)能力優(yōu)于米格-29K，主要體現(xiàn)在艦載機(jī)的基本性能方面，諸如最大過載、最大突防速度與導(dǎo)航系數(shù)和最大航程等因素，其中影響最大的是載機(jī)的最大航程。根據(jù)評估結(jié)果，艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力較低的根本原因在于掛載的反艦導(dǎo)彈性能較低，尤其是導(dǎo)彈的射程，因此，不能充分體現(xiàn)出載機(jī)本身的能力。該評估結(jié)果能夠較好地反映不同艦載機(jī)之間的反艦作戰(zhàn)能力的差別。

表1 各型艦載機(jī)基本性能參數(shù)表

表2 各型艦載機(jī)戰(zhàn)場信息感知與對抗能力參數(shù)表

表3 各型艦載機(jī)搭載反艦導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力參數(shù)表

表4 各型艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估結(jié)果

5 結(jié)論

通過建立評估指標(biāo)體系和綜合指數(shù)模型的方法對艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力進(jìn)行了評估，從評估結(jié)果看，該模型符合艦載機(jī)的作戰(zhàn)規(guī)律。綜合指數(shù)法提供了合理構(gòu)建艦載機(jī)反艦作戰(zhàn)能力評估的思想和模型，實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)評估指標(biāo)體系綜合考慮各影響因素，合理調(diào)整切合任務(wù)需求的計算模型。評估結(jié)果針對一定的配置和掛載方案，不同掛載方案的評估值能為艦載機(jī)武器配置的決策者提供一定的參照依據(jù)。

［1］石劍?。绹＼姾侥缸鲬?zhàn)系統(tǒng)發(fā)展及展望［J］．艦船科學(xué)技術(shù)，2012，34（4）：132-139．

［2］周煜，伍逸夫，趙峰.航母著艦引導(dǎo)系統(tǒng)概述［J］.艦船電子工程，2011（11）：22-24．

［3］陳國社，馬亞平．武器裝備作戰(zhàn)能力量化體系［J］．火力與指揮控制，2011，36（4）：46-49．

［4］夏惠誠，申戰(zhàn)勝，伊柏棟.基于遺傳算法的艦載機(jī)對海導(dǎo)彈攻擊任務(wù)分配模型研究［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2012，34（5）：117-121．

［5］王懷威，李曙林，童中翔．基于作戰(zhàn)能力的飛機(jī)生存力模型及其綜合權(quán)衡［J］．北京航空航天大學(xué)學(xué)報，2011，37（8）：933-936．

［6］王銳.基于冪指數(shù)法和AHP的先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)效能評估［J］.火力與指揮控制，2008，33（11）：73-76

［7］張恒喜，郭基聯(lián)，董彥非，等．現(xiàn)代飛機(jī)效費分析［M］.北京：航空工業(yè)出版社，2007：18-43．

［8］董彥非，崔巍，張旺.有人機(jī)/無人機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)效能評估的綜合指數(shù)模型［J］.飛行力學(xué)，2014，32（5）：472-475．

［9］WILSON J R.Unmanned aerial vehicles get ready for prime time［M］.Military&Aerospace Electronics，2009.

［10］朱寶鎏，朱榮昌，熊笑非.作戰(zhàn)飛機(jī)效能評估［M］.2版.北京：航空工業(yè)出版社，2006：70-79.