多平臺協(xié)同導(dǎo)彈攻擊航路規(guī)劃時(shí)間基準(zhǔn)方法研究

(解放軍91550部隊(duì)，遼寧 大連 116023)

0 引言

在協(xié)同作戰(zhàn)中，兵力協(xié)同、火力協(xié)同和信息協(xié)同是3中主要的協(xié)同類型。它們之間是支援與被支援、補(bǔ)充與被補(bǔ)充的關(guān)系。在作戰(zhàn)中，為了實(shí)施協(xié)同戰(zhàn)術(shù)，將獨(dú)立活動的各發(fā)射平臺編成平臺戰(zhàn)術(shù)群，通過通信系統(tǒng)，使其在統(tǒng)一的指揮下協(xié)同行動完成戰(zhàn)斗任務(wù)。

目前，反艦巡航導(dǎo)彈普遍具備航路規(guī)劃能力，在與采用協(xié)同防空的敵艦艇編隊(duì)對抗過程中，有必要同時(shí)準(zhǔn)備多枚導(dǎo)彈，通過航路規(guī)劃使得該批導(dǎo)彈從多個(gè)方向同時(shí)“臨空”，使敵防空系統(tǒng)達(dá)到“顧此失彼”的飽和狀態(tài)，從而使突防目標(biāo)的毀傷概率最大[1]。

1 多平臺協(xié)同導(dǎo)彈攻擊的模式和分類

1.1 協(xié)同攻擊的模式

通常，按照信息傳遞通道和指揮方式，將協(xié)同分為3種方式：即信息不共享下有指揮中心的協(xié)同、信息共享下無指揮中心的協(xié)同、信息共享下有指揮中心的協(xié)同。由于前兩種協(xié)同方式均不適應(yīng)信息化條件基于體系對抗的現(xiàn)代戰(zhàn)爭，所以本文研究的多平臺協(xié)同指的是信息共享下有指揮中心的協(xié)同。

該協(xié)同能更好地利用遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈航路規(guī)劃作戰(zhàn)原理、打擊戰(zhàn)術(shù)為各發(fā)射平臺服務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)和指揮中心明確的條件下，更好地實(shí)現(xiàn)指揮員意圖，實(shí)現(xiàn)各發(fā)射平臺之間的信息共享。

各發(fā)射平臺協(xié)同發(fā)起導(dǎo)彈攻擊時(shí)，一級指揮中心為岸基指揮所，負(fù)責(zé)作戰(zhàn)命令和作戰(zhàn)任務(wù)的下達(dá)；二級指揮中心為海上作戰(zhàn)平臺中的一個(gè)，負(fù)責(zé)對協(xié)同航路的整體規(guī)劃和導(dǎo)彈發(fā)射指令的下達(dá)。

1.2 協(xié)同攻擊的分類

按照不同的分類方法，多個(gè)發(fā)射平臺有不同的協(xié)同攻擊方式。如從協(xié)同組織上，可分為按計(jì)劃協(xié)同和臨機(jī)協(xié)同；從作戰(zhàn)效果上，可分為針對單目標(biāo)協(xié)同和針對編隊(duì)目標(biāo)協(xié)同；從協(xié)同要素上，可分為按目標(biāo)協(xié)同、空間協(xié)同和時(shí)間協(xié)同[2]。本文研究的是多平臺協(xié)同導(dǎo)彈攻擊時(shí)航路規(guī)劃的時(shí)間協(xié)同方法，因此，只討論按時(shí)間協(xié)同。

按時(shí)間協(xié)同就是通過明確規(guī)定各平臺的戰(zhàn)斗行動發(fā)起時(shí)間和持續(xù)時(shí)間，達(dá)成相互的密切協(xié)同。對于多平臺協(xié)同導(dǎo)彈攻擊，按時(shí)間協(xié)同就是要求同一批次攻擊的導(dǎo)彈都能夠同時(shí)到達(dá)目標(biāo)。

使用遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈對編隊(duì)目標(biāo)進(jìn)行攻擊在時(shí)間協(xié)同上應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：一要確定導(dǎo)彈到達(dá)目標(biāo)的時(shí)刻，然后通過航路規(guī)劃設(shè)計(jì)出每枚導(dǎo)彈的飛行航路，從而確定導(dǎo)彈的發(fā)射時(shí)刻；二要掌握目標(biāo)的實(shí)時(shí)信息，在各平臺使用導(dǎo)彈攻擊之前應(yīng)該保證保障兵力對目標(biāo)信息的探測和獲取；三要掌握已方平臺的戰(zhàn)斗行動情況，能夠在戰(zhàn)斗需要時(shí)對各平臺實(shí)施信息傳遞，保證任務(wù)順利完成。

2 多平臺協(xié)同導(dǎo)彈齊射攻擊的作戰(zhàn)流程

2.1 協(xié)同的組織

在作戰(zhàn)中，多個(gè)發(fā)射平臺對編隊(duì)目標(biāo)發(fā)起導(dǎo)彈齊射攻擊時(shí)的協(xié)同組織要考慮以下3個(gè)方面的內(nèi)容：一是協(xié)同的基準(zhǔn)，即確定打擊的基準(zhǔn)兵力、基準(zhǔn)時(shí)刻和基準(zhǔn)點(diǎn)；二是作戰(zhàn)兵力與基準(zhǔn)兵力的協(xié)同；三是保障兵力與作戰(zhàn)兵力的協(xié)同。作戰(zhàn)過程中，參戰(zhàn)兵力、目標(biāo)、時(shí)間和空間是協(xié)同的4個(gè)要素，不可分割。

2.1.1 確定協(xié)同基準(zhǔn)

確定協(xié)同的基準(zhǔn)即確定攻擊的基準(zhǔn)兵力、基準(zhǔn)時(shí)間和基準(zhǔn)點(diǎn)。

在平臺戰(zhàn)術(shù)群中，確定攻擊基準(zhǔn)兵力，是為了以該平臺行動為基準(zhǔn)，協(xié)調(diào)其他平臺行動的時(shí)間和空間。

確定攻擊基準(zhǔn)時(shí)間，即攻擊基準(zhǔn)兵力實(shí)施攻擊的時(shí)刻。在各平臺發(fā)起導(dǎo)彈攻擊時(shí)，可以首批導(dǎo)彈飛臨目標(biāo)的時(shí)刻為攻擊基準(zhǔn)時(shí)刻。

確定攻擊基準(zhǔn)點(diǎn)，即敵艦艇編隊(duì)在攻擊基準(zhǔn)時(shí)刻所處的位置。根據(jù)導(dǎo)彈作戰(zhàn)半徑、平臺待機(jī)位置以及與敵艦艇編隊(duì)有關(guān)的其他兵力的相對位置進(jìn)行確定。

2.1.2 攻擊兵力協(xié)同

組織導(dǎo)彈攻擊時(shí)，由于存在目標(biāo)信息延遲和目標(biāo)散布，打擊目標(biāo)與打擊的時(shí)間、海域緊密相關(guān)，因此，確定攻擊目標(biāo)必須結(jié)合攻擊的時(shí)間和海域一并考慮，綜合按照目標(biāo)、時(shí)間、海域組織各平臺的協(xié)同。

2.1.3 保障兵力與攻擊兵力協(xié)同

保障兵力包括偵察兵力、掩護(hù)兵力、佯動兵力等[3]。多發(fā)射平臺協(xié)同發(fā)起導(dǎo)彈攻擊時(shí)，由于平臺自身探測能力的限制和遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈對目標(biāo)信息的實(shí)時(shí)性要求，偵查兵力尤為重要。明確戰(zhàn)斗各階段各保障兵力的目標(biāo)、任務(wù)、時(shí)機(jī)和方式，以提高發(fā)射平臺導(dǎo)彈攻擊的效果。

2.2 作戰(zhàn)流程

多發(fā)射平臺協(xié)同導(dǎo)彈齊射攻擊時(shí)作戰(zhàn)流程包括各平臺游獵待機(jī)、獲取目標(biāo)信息、作戰(zhàn)態(tài)勢分析、制定攻擊方案、協(xié)同作戰(zhàn)行動、協(xié)同導(dǎo)彈攻擊、發(fā)射后機(jī)動[3]。如圖1所示。

圖1 多平臺協(xié)同導(dǎo)彈齊射攻擊作戰(zhàn)流程

2.2.1 各平臺巡弋待機(jī)

戰(zhàn)術(shù)群中各參戰(zhàn)平臺根據(jù)上級指示到達(dá)預(yù)定作戰(zhàn)海區(qū)，在陣地巡弋待機(jī)。在利用本平臺雷達(dá)、聲納搜索目標(biāo)的同時(shí)，各通信系統(tǒng)隨時(shí)準(zhǔn)備接收岸基指揮所或保障兵力提供的目標(biāo)信息，保持全時(shí)收信狀態(tài)。

2.2.2 接收目標(biāo)信息

偵查兵力發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，既可通過數(shù)據(jù)鏈將信息直接傳遞給各發(fā)射平臺，也可通過岸基指揮所，根據(jù)事先規(guī)定的通信方式，將遠(yuǎn)程目指信息轉(zhuǎn)發(fā)給各參戰(zhàn)平臺，用于導(dǎo)彈航路規(guī)劃[4]。

2.2.3 分析作戰(zhàn)態(tài)勢

各發(fā)射平臺獲取目標(biāo)信息后，確定攻擊目標(biāo)和作戰(zhàn)海區(qū)情況，形成戰(zhàn)場態(tài)勢圖，然后及時(shí)進(jìn)行解算，確定戰(zhàn)場態(tài)勢、導(dǎo)彈航程是否滿足航路規(guī)劃要求。如果導(dǎo)彈航程、末端攻擊方向或禁飛區(qū)等信息不滿足航路規(guī)劃要求，需要機(jī)動發(fā)射平臺至有效的導(dǎo)彈射擊陣位。當(dāng)戰(zhàn)場態(tài)勢符合航路規(guī)劃需求時(shí)，作戰(zhàn)平臺根據(jù)岸基指揮所指示確定攻擊目標(biāo)。

2.2.4 確定導(dǎo)彈航路

各發(fā)射平臺根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢和遠(yuǎn)程目指信息，綜合敵編隊(duì)防空能力及導(dǎo)彈毀傷能力，確定導(dǎo)彈使用數(shù)量、打擊批次及末端攻擊方向，然后根據(jù)海區(qū)情況、戰(zhàn)術(shù)意圖進(jìn)行航路規(guī)劃，導(dǎo)彈航路規(guī)劃完成后，由指揮員根據(jù)協(xié)同攻擊要求，確認(rèn)航路規(guī)劃結(jié)果。

2.2.5 協(xié)同作戰(zhàn)行動

平臺之間通過協(xié)同對所要發(fā)射的反艦導(dǎo)彈航路進(jìn)行綜合處理，對導(dǎo)彈打擊基準(zhǔn)時(shí)間以及每枚導(dǎo)彈的發(fā)射時(shí)間等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，在武器系統(tǒng)允許的情況下保證導(dǎo)彈到達(dá)目標(biāo)時(shí)間上的一致性，從而確定最終的導(dǎo)彈航路。

2.2.6 協(xié)同導(dǎo)彈攻擊

當(dāng)每枚導(dǎo)彈的飛行航路確定之后，各平臺按照計(jì)算好的發(fā)射時(shí)間依次對各枚導(dǎo)彈進(jìn)行發(fā)射。如果一次導(dǎo)彈最大齊射數(shù)量不滿足導(dǎo)彈攻擊要求，還需要重新裝填導(dǎo)彈，重復(fù)以上步驟對目標(biāo)進(jìn)行二次攻擊。如果條件允許，指揮中心可對導(dǎo)彈攻擊效果進(jìn)行評估。

2.2.7 發(fā)射后機(jī)動

導(dǎo)彈發(fā)射成功的同時(shí)也意味著各發(fā)射平臺的位置完全暴露。因此，導(dǎo)彈攻擊完成后，各平臺應(yīng)該根據(jù)上級下達(dá)的指令，確定是否需要進(jìn)行再次攻擊，如果不需要，應(yīng)迅速撤離作戰(zhàn)海區(qū)，保證安全。

3 導(dǎo)彈齊射航路規(guī)劃方法

未來海戰(zhàn)中，敵艦艇編隊(duì)采用協(xié)同防空的作戰(zhàn)方式將使得反艦導(dǎo)彈的突防概率大大降低，單平臺使用單枚導(dǎo)彈毀傷敵主力艦船的作戰(zhàn)難度很大，因此有必要采用飽和攻擊的作戰(zhàn)方式，即平臺戰(zhàn)術(shù)群協(xié)同使用多枚導(dǎo)彈進(jìn)行攻擊，從多個(gè)方向同時(shí)突防，多枚導(dǎo)彈同時(shí)“臨空”，達(dá)到最佳突防效果[5]。

3.1 導(dǎo)彈齊射數(shù)量

齊射導(dǎo)彈數(shù)量是根據(jù)完成既定戰(zhàn)斗任務(wù)所需的導(dǎo)彈耗量，再根據(jù)可以參戰(zhàn)的作戰(zhàn)平臺數(shù)量、攜帶導(dǎo)彈數(shù)量以及對目標(biāo)毀傷程度來決定的。因此，齊射導(dǎo)彈數(shù)量的選擇主要根據(jù)導(dǎo)彈的命中概率、導(dǎo)彈的突防概率、導(dǎo)彈的毀傷能力、我方平臺數(shù)量、以及所能裝載的導(dǎo)彈數(shù)量而定[6]。

3.2 作戰(zhàn)目標(biāo)想定

由于目前國外現(xiàn)役驅(qū)逐艦均具有較強(qiáng)的戰(zhàn)場管理、區(qū)域防空和綜合反潛等作戰(zhàn)能力，編隊(duì)作戰(zhàn)條件下，驅(qū)逐艦一般和護(hù)衛(wèi)艦進(jìn)行合理編組，協(xié)同實(shí)施防空、制海和護(hù)航作戰(zhàn)。

本文以1艘某型驅(qū)逐艦和2艘某型護(hù)衛(wèi)艦反潛護(hù)航編隊(duì)為典型編隊(duì)目標(biāo)，編隊(duì)的艦間距離3～4海里，采用人字隊(duì)隊(duì)形。如圖2所示。

圖2 人字隊(duì)編隊(duì)的典型目標(biāo)

3.3 導(dǎo)彈協(xié)同攻擊時(shí)間分析

多發(fā)射平臺組織導(dǎo)彈齊射時(shí)，由于每一枚導(dǎo)彈的航路和發(fā)射時(shí)刻都不同，就必須由導(dǎo)彈到達(dá)目標(biāo)時(shí)刻，對每枚導(dǎo)彈的發(fā)射時(shí)刻進(jìn)行反推計(jì)算，從而使導(dǎo)彈在同一時(shí)刻到達(dá)目標(biāo)。導(dǎo)彈攻擊時(shí)間，是指從外部節(jié)點(diǎn)最后一次獲取收到目指信息至導(dǎo)彈到達(dá)目標(biāo)的時(shí)間[7]。導(dǎo)彈攻擊時(shí)間由獲取目標(biāo)信息時(shí)間，導(dǎo)彈攻擊決策時(shí)間、導(dǎo)彈發(fā)射延遲時(shí)間和導(dǎo)彈飛行時(shí)間組成。

3.3.1 獲取目指信息時(shí)間

獲取目指信息時(shí)間T1可以分為外部節(jié)點(diǎn)處理信息時(shí)間t11和信息數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間t12。設(shè)某外部節(jié)點(diǎn)處理信息時(shí)間最短約為50 s，最長約為65 s，其與平臺通過數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行通信的信息傳輸時(shí)間最短約為0.3 s。

3.3.2 導(dǎo)彈攻擊決策時(shí)間

導(dǎo)彈攻擊決策時(shí)間T2可以分為發(fā)射平臺信息處理時(shí)間t21、指揮員決策時(shí)間t22、導(dǎo)彈武器系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間t23和導(dǎo)彈航路規(guī)劃時(shí)間t24[7]。

設(shè)發(fā)射平臺信息數(shù)據(jù)處理時(shí)間t21為10 s。指揮員協(xié)同決策時(shí)間t22包括指揮員對敵我態(tài)勢的判定、對目標(biāo)可攻性判斷、下達(dá)命令以及通過協(xié)同對參戰(zhàn)平臺各自的任務(wù)下達(dá)時(shí)間等過程，不同的指揮員，不同的戰(zhàn)場態(tài)勢和攻擊方式，決策時(shí)間差別很大。導(dǎo)彈武器系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間t23分為冷態(tài)反應(yīng)時(shí)間和熱態(tài)反應(yīng)時(shí)間兩種。設(shè)某型導(dǎo)彈武器控制系統(tǒng)的冷態(tài)反應(yīng)時(shí)間為10 min，熱態(tài)反應(yīng)時(shí)間為2 min，一條航路規(guī)劃時(shí)間t24為5 s，最多規(guī)劃32條航路。

3.3.3 導(dǎo)彈發(fā)射延遲時(shí)間

導(dǎo)彈采取連射或齊射時(shí)，雖然時(shí)間間隔較短，但是由于發(fā)射導(dǎo)彈數(shù)量多，第一枚導(dǎo)彈和最后一枚導(dǎo)彈的發(fā)射延遲時(shí)間也不能忽略。導(dǎo)彈發(fā)射延遲時(shí)間T3有兩種，設(shè)兩枚導(dǎo)彈連射的時(shí)間間隔t31為2 s，第一次齊射和第二次齊射時(shí)間間隔為10 s。也就是說以第一枚導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)刻為零基準(zhǔn)，第二枚導(dǎo)彈的發(fā)射時(shí)間為+2 s，第三枚導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)間為+12 s，依次類推。

3.3.4 導(dǎo)彈航行時(shí)間

不同類型的反艦導(dǎo)彈彈道不同。以潛射反艦導(dǎo)彈為例，如圖3所示，其航行時(shí)間T4可以分為水下段t41、自控段t42和自導(dǎo)段t43，不同的發(fā)射深度對應(yīng)不同的水下航行時(shí)間，以某導(dǎo)彈為例，其發(fā)射深度為50至80 m，水下航行時(shí)間約為20 s。導(dǎo)彈自控段的航行時(shí)間主要受航行距離和速度的影響。在自導(dǎo)段，由于雷達(dá)搜索目標(biāo)以及導(dǎo)彈本身機(jī)動飛行的影響，本文為了便于分析，假設(shè)導(dǎo)彈自導(dǎo)段飛行距離為1.2倍的自導(dǎo)作用距離，導(dǎo)彈在自導(dǎo)段的速度為1.2 Ma，則自導(dǎo)段航行時(shí)間t43為70 s。

圖3 某潛射反艦巡航導(dǎo)彈飛行彈道

3.4 齊射時(shí)航路規(guī)劃的時(shí)間基準(zhǔn)

在多發(fā)射平臺協(xié)同攻擊時(shí)，對于單枚導(dǎo)彈而言，其獲取目標(biāo)信息時(shí)間、導(dǎo)彈攻擊決策時(shí)間是相同的，在反推導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)間時(shí)，只從第一枚導(dǎo)彈出發(fā)射裝置后開始計(jì)算導(dǎo)彈各自的發(fā)射時(shí)刻和最遲接收目指信息時(shí)刻。設(shè)2個(gè)發(fā)射平臺各發(fā)射2枚反艦導(dǎo)彈，通過航路規(guī)劃，其自控段距離分別為L1=300 km、L2=250 km、L3=200 km、L4=150 km，如圖4所示。

圖4 導(dǎo)彈齊射攻擊航路規(guī)劃示意圖

4枚導(dǎo)彈從兩個(gè)發(fā)射平臺分兩次齊射，從同一個(gè)發(fā)射平臺發(fā)射的兩枚導(dǎo)彈的獲取目指信息時(shí)間、導(dǎo)彈攻擊決策時(shí)間以及導(dǎo)彈航行時(shí)的水下段和自導(dǎo)段時(shí)間都是相同的，所以在計(jì)算時(shí)采取同樣的數(shù)值。為了便于分析，本文取獲取目標(biāo)信息時(shí)間T1為60 s；導(dǎo)彈攻擊指揮員決策時(shí)間分別為3 min和4 min，熱態(tài)反應(yīng)時(shí)間2 min，航路數(shù)各為2條。為使每枚導(dǎo)彈在基準(zhǔn)時(shí)刻T準(zhǔn)(19:00:00)到達(dá)目標(biāo)，通過計(jì)算可以得到各枚導(dǎo)彈的發(fā)射時(shí)刻和接收信息時(shí)刻，見表1、2。

表1 協(xié)同條件下導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)刻

通過分析可以得出，如果指揮節(jié)點(diǎn)要求各發(fā)射平臺在攻擊基準(zhǔn)時(shí)刻(19:00:00)保證導(dǎo)彈準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目標(biāo)，則導(dǎo)彈最遲允許接收目標(biāo)指示信息時(shí)刻(18:29:12)和最遲導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)刻(18:36:43)由導(dǎo)彈航路來確定。如果不滿足導(dǎo)彈的最遲發(fā)射時(shí)刻，則表示不能在導(dǎo)彈基準(zhǔn)時(shí)刻到達(dá)目標(biāo)，必須要對導(dǎo)彈的攻擊基準(zhǔn)時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整。

表2 協(xié)同條件下導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)刻

4 結(jié)束語

應(yīng)該說，多平臺協(xié)同攻擊時(shí)導(dǎo)彈航路規(guī)劃的時(shí)間基準(zhǔn)只是多導(dǎo)彈協(xié)同任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的一個(gè)方面。在未來反艦作戰(zhàn)中，隨著多導(dǎo)彈空中協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)、導(dǎo)彈協(xié)同數(shù)據(jù)鏈技術(shù)和多導(dǎo)彈在線目標(biāo)分配等技術(shù)逐漸應(yīng)用于反艦導(dǎo)彈任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)[8]，多平臺、多枚導(dǎo)彈協(xié)同打擊將成為對中遠(yuǎn)程運(yùn)動目標(biāo)實(shí)施精確攻擊的主要作戰(zhàn)樣式。未來多發(fā)射平臺協(xié)同攻擊時(shí)，航路規(guī)劃的難度和時(shí)間成本將大大降低，這是多平臺任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的發(fā)展方向。