艦載箔條幕防御反艦導(dǎo)彈決策研究?

王赫男 張 永

（海軍大連艦艇學(xué)院信息系統(tǒng)系 大連 116018）

1 引言

箔條質(zhì)心干擾是單艦防御反艦導(dǎo)彈的一種重要的無源雷達(dá)對抗方式［1］，其成功的關(guān)鍵在于箔條誘餌與艦艇必須布放在末制導(dǎo)雷達(dá)的同一跟蹤波門內(nèi)，使導(dǎo)彈跟蹤箔條和艦艇的等效能量中心，形成“質(zhì)心”。但隨著反艦導(dǎo)彈制導(dǎo)體制的不斷更新變化，出現(xiàn)了以“捕鯨叉”為代表的窄脈沖雷達(dá)制導(dǎo)的反艦導(dǎo)彈?！安饿L叉”［2］導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的方位與俯仰波束寬度為5°，脈沖寬度為0.1μs。當(dāng)距離目標(biāo)2.5海里時(shí)，形成的跟蹤波門大小為449×30×898（m3）?？紤]到艦長及箔條誘餌大小等因素，按照箔條質(zhì)心干擾的作用機(jī)理，箔條誘餌必定在雷達(dá)的跟蹤波門之外，不具備質(zhì)心干擾條件，所以必須尋求新的干擾對抗手段，即箔條幕干擾。

2 箔條幕干擾作用原理

箔條幕干擾［3］的作用原理是當(dāng)敵方導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤目標(biāo)艦后，根據(jù)導(dǎo)彈的攻擊參數(shù)和作戰(zhàn)海域的海情參數(shù)，指揮控制無源干擾設(shè)備在導(dǎo)彈來襲的舷向發(fā)射若干枚箔條干擾彈，干擾彈爆炸后，形成一個(gè)具有足夠長度、高度和厚度的箔條幕墻，對雷達(dá)信號形成屏蔽效應(yīng)，使雷達(dá)不能有效地跟蹤“躲”在箔條幕后面的目標(biāo)艦，從而只能跟蹤箔條幕墻的等效能量中心。作戰(zhàn)中可以通過目標(biāo)艦的規(guī)避機(jī)動(dòng)，使得當(dāng)導(dǎo)彈擊中箔條幕墻的能量中心時(shí)，目標(biāo)艦與能量中心保持足夠遠(yuǎn)的距離而處于安全區(qū)域，最終使目標(biāo)艦免遭導(dǎo)彈的襲擊。

圖1 箔條幕干擾原理示意圖

3 箔條幕防御反艦導(dǎo)彈決策研究

3.1 基本假設(shè)

1）設(shè)反艦導(dǎo)彈的末制導(dǎo)雷達(dá)在12海里處開機(jī)，并立即被水面艦艇的雷達(dá)偵察設(shè)備探測到，設(shè)備的工作可靠度為1。

2）仿真中主要考慮反艦導(dǎo)彈的引信是延炸引信，導(dǎo)彈在攻擊到箔條誘餌后，不再搜索預(yù)定的區(qū)域，意味著導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部在箔條誘餌處爆炸。一般認(rèn)為，導(dǎo)彈的近炸殺傷距離小于60m，考慮到艦長因素，故安全距離取120m。

3.2 干擾效果評估準(zhǔn)則

1）在干擾對抗的整個(gè)過程中，艦艇不能脫離箔條幕的有效保護(hù)范圍。如果在某次對抗的過程中，艦首到MA的距離、艦尾到MB的距離、艦艇與箔條幕的垂直距離中有一項(xiàng)距離小于50m時(shí)，仿真程序認(rèn)定艦艇脫離了有效保護(hù)范圍，判定本次干擾失敗。

2）當(dāng)對抗結(jié)束時(shí)，艦艇與導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部爆炸點(diǎn)的距離大于安全距離時(shí)，認(rèn)為干擾成功。否則，仿真程序認(rèn)為本次干擾失敗。

3.3 決策分析

1）箔條幕布放決策分析

仿真中設(shè)定艦艇航向?yàn)樽笙?5°，航速為16節(jié)；反艦導(dǎo)彈來襲舷角為左舷120°，導(dǎo)彈勻速飛行速度為0.8馬赫，比例導(dǎo)引飛行速度為0.87馬赫；風(fēng)向?yàn)樽笙?50°，風(fēng)速4m/s。

如圖2所示，橫坐標(biāo)表示60s的對抗時(shí)間，縱坐標(biāo)表示對抗時(shí)間內(nèi)艦艇到箔條幕墻的距離。箔條幕偏離導(dǎo)彈來襲垂直方向一定角度，分別以右偏-40°、左偏40°為例。當(dāng)布放角度為右偏-40°時(shí)，艦艇與箔條幕的垂直距離不斷變小，在對抗時(shí)間45s處，垂直距離為30m，艦艇已經(jīng)沖出箔條幕的有效保護(hù)范圍，干擾對抗失敗。當(dāng)布放角度為左偏40°時(shí)，垂直距離不斷變大，對抗結(jié)束時(shí)，艦艇與箔條幕的三個(gè)距離分別為202m、915m、486m，仍處于箔條幕有效保護(hù)范圍內(nèi)，同時(shí)艦艇與導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部爆炸點(diǎn)的距離為610m，箔條幕干擾成功。

圖2 箔條幕有效保護(hù)范圍判斷示意圖

箔條幕的布放決策［4］實(shí)際上與導(dǎo)彈來襲的舷向舷角、海情參數(shù)以及艦艇的航行狀態(tài)等因素有關(guān)。本部分僅僅分析了箔條幕布放狀態(tài)對干擾效果的影響。當(dāng)其它因素發(fā)生變化時(shí)，箔條幕的布放決策也會(huì)不同。在討論箔條幕布放決策時(shí)，有一個(gè)最基本的原則，箔條幕墻應(yīng)布放在導(dǎo)彈來襲的一側(cè)，也就是箔條誘餌相對于來襲導(dǎo)彈同舷發(fā)射。

2）艦艇機(jī)動(dòng)決策分析

在對抗的過程中，為了得到最好的干擾效果，一般需要艦艇進(jìn)行正確的機(jī)動(dòng)?？紤]到在末端防御時(shí)允許機(jī)動(dòng)的時(shí)間很短，艦艇機(jī)動(dòng)的角度不應(yīng)該太大。在仿真中艦艇的機(jī)動(dòng)角度從右機(jī)動(dòng)-45°～左機(jī)動(dòng)45°范圍，以間隔為5°進(jìn)行計(jì)算。箔條幕的布放角度為0°，其它參數(shù)不變。如圖3所示，橫坐標(biāo)表示艦艇的不同機(jī)動(dòng)角度，縱坐標(biāo)表示艦艇與導(dǎo)彈爆炸點(diǎn)的距離。

從圖中分析可知，當(dāng)導(dǎo)彈從左舷來襲時(shí)，箔條幕在艦艇左舷形成，無論風(fēng)向如何，艦艇右機(jī)動(dòng)都會(huì)拉大與箔條幕的垂直距離，艦艇右機(jī)動(dòng)的效果總會(huì)比左機(jī)動(dòng)的效果好，且當(dāng)艦艇機(jī)動(dòng)角度為-45°～35°時(shí)，艦艇處于箔條幕的有效保護(hù)范圍之內(nèi)；當(dāng)機(jī)動(dòng)角度大于左機(jī)動(dòng)40°時(shí)，在左舷風(fēng)的作用下，箔條幕向我艦艇移動(dòng)，艦艇的左機(jī)動(dòng)進(jìn)一步拉近了與箔條幕的垂直距離，最后使艦艇沖出箔條幕的有效保護(hù)范圍。如圖4所示，艦艇距箔條幕的垂直距離在對抗60s處為45m，小于仿真中設(shè)定50m，箔條幕干擾失敗。

圖3 艦艇機(jī)動(dòng)角度對干擾效果影響示意圖

從分析結(jié)果中，我們可以得出艦艇規(guī)避機(jī)動(dòng)決策，即：艦艇機(jī)動(dòng)舷向應(yīng)選擇背離導(dǎo)彈來襲的方向，向?qū)梺硪u的異舷方向機(jī)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)避免艦艇沖出箔條幕墻，使其暴露在導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)照射的區(qū)域。

（3）海情參數(shù)對干擾效果的影響

海情狀態(tài)參數(shù)僅考慮風(fēng)向、風(fēng)速［5］。圖5為風(fēng)向?qū)Ω蓴_效果影響示意圖，橫坐標(biāo)為不同的風(fēng)向，縱坐標(biāo)為對抗結(jié)束時(shí)導(dǎo)彈爆炸點(diǎn)與艦艇的距離。仿真中箔條幕布放角度為0°，艦艇航向?yàn)?°，風(fēng)向在右舷-180°～左舷180°范圍內(nèi)按步長間隔1°進(jìn)行仿真計(jì)算。

圖中的曲線表明，在相同已知情況下，不同的風(fēng)向?qū)Ω蓴_效果有較大的影響，如風(fēng)向?yàn)橛蚁巷L(fēng)-15°和左舷風(fēng)165°時(shí)，兩者的導(dǎo)彈爆炸點(diǎn)與艦艇的最近距離分別為1236m、641m，相差了約600m。其原因是導(dǎo)彈來襲方向?yàn)樽笙?，箔條彈朝著導(dǎo)彈來襲的方向發(fā)射，右舷風(fēng)會(huì)拉大艦艇與箔條幕之間的距離，相反左舷風(fēng)會(huì)拉近艦艇與箔條幕的距離。在這種對抗態(tài)勢下，右舷風(fēng)能使箔條幕取得更好的干擾效果。在左舷風(fēng)15°～50°范圍內(nèi)，箔條幕干擾失敗，這是由于在對抗過程中，艦艇沖出了箔條幕的保護(hù)范圍。

圖6 風(fēng)速對干擾效果影響示意圖

圖6風(fēng)速對干擾效果影響示意圖。設(shè)風(fēng)速2m/s～10m/s，步長 1m/s，右舷風(fēng)為負(fù)，左舷風(fēng)為正。曲線表明，在同一風(fēng)向上，如左舷風(fēng)165°時(shí)（逆風(fēng)），隨著風(fēng)速的增加，艦艇和箔條云兩者拉開的速率不斷減小，拉開的距離也不斷減小。同時(shí)，在此態(tài)勢下無論風(fēng)速如何增加，艦艇仍處于箔條幕的保護(hù)范圍之內(nèi)，當(dāng)風(fēng)速為10m/s，對抗結(jié)束時(shí)艦艇與箔條幕的三個(gè)距離為674m、763m、203m。圖中的另一條曲線表明，隨著風(fēng)速的增加，距離增大，原因是此時(shí)右舷風(fēng)15°為順風(fēng)發(fā)射，風(fēng)速增大，兩者拉開的速率增大，但當(dāng)風(fēng)速為大于6m/s時(shí)，箔條幕干擾失敗，原因是此時(shí)艦艇已經(jīng)脫離箔條幕的有效保護(hù)范圍。可見，風(fēng)速和風(fēng)向?qū)Ω蓴_效果有時(shí)相互起作用，有時(shí)其中之一占主導(dǎo)因素。

4 結(jié)語

本文通過建立反艦導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)模型、艦艇機(jī)動(dòng)模型、箔條幕仿真模型，對箔條幕干擾防御反艦導(dǎo)彈襲擊的全過程進(jìn)行作戰(zhàn)仿真。仿真結(jié)果表明：其干擾成功概率與箔條幕的布放決策、艦艇規(guī)避機(jī)動(dòng)決策、作戰(zhàn)海域海情有著密切的關(guān)系。本文的研究對于作戰(zhàn)指揮員正確使用箔條幕干擾具有一定的指導(dǎo)意義，可為在現(xiàn)代海戰(zhàn)中選擇最佳的決策方案提供理論指導(dǎo)。

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