島礁要地防空作戰(zhàn)中預警機前出距離計算模型?

（海軍航空大學航空基礎學院 煙臺 264001）

1 引言

島礁要地防空作戰(zhàn)，是指為保衛(wèi)島礁要地目標安全而組織實施的防空作戰(zhàn)，是島礁要地防御作戰(zhàn)的重要內(nèi)容之一。與一般性要地防空作戰(zhàn)相比，島礁要地防空作戰(zhàn)具有面積小、海拔低的特點，從而導致地面雷達發(fā)現(xiàn)低空來襲目標距離近，對空中預警偵察依賴性大、要求高。而實際作戰(zhàn)使用過程中，由于預警機通常前出配置在敵機來襲的主要方向，位置孤立前出，加之預警機機動能力差、自衛(wèi)能力弱、雷達反射截面大以及電磁輻射強，因而極易被敵發(fā)現(xiàn)而首先遭到攻擊［1～3］。而預警機前出距離選擇是否合理，不僅直接關系到預警機的使用安全，而且直接影響到預警機的預警縱深及其探測范圍的大?。?］。所以，如何依據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境和任務要求，合理確定預警機的前出配置距離，成為預警機作戰(zhàn)使用過程中指揮員最為關注的問題［5］。本文以預警機指揮引導機場待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截擊作戰(zhàn)為背景，在分析影響預警機前出距離選擇因素，構(gòu)建預警機前出距離計算模型的基礎上，采用戰(zhàn)術與技術相結(jié)合、定性與定量分析相結(jié)合的方法，對不同戰(zhàn)場環(huán)境條件下預警機前出距離優(yōu)化選擇問題進行了較為深入的研究，所得結(jié)論可為島礁要地防空作戰(zhàn)中預警機前出距離的優(yōu)化選擇提供依據(jù)和參考。

2 影響預警機前出距離選擇的主要因素

預警機前出距離，是指實際作戰(zhàn)運用過程中，指揮員在綜合分析敵情、我情、戰(zhàn)場環(huán)境的基礎上，依據(jù)防空兵力反空襲作戰(zhàn)的需要和要求，而指定的預警機相對于被保護目標（或機場）的前出配置距離［6］。依據(jù)預警機引導機場待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截擊行動的特點和要求，在島礁要地防空作戰(zhàn)中，影響預警機前出距離選擇的因素，除了應保證預警機前出距離必須在地面指揮所有效通信范圍以內(nèi)［7］、預警機空中巡邏時間［8］應達到上級規(guī)定的要求外，還主要受到以下三個主要因素的影響：

一是預警機的預警縱深必須滿足機場待戰(zhàn)殲擊航空兵在最近截擊線上攔截敵機的要求。即要求預警機必須能夠為機場待戰(zhàn)的殲擊航空兵提供對來襲敵機至少實施一次攻擊所需的預警縱深［9］。

二是必須保障預警機戰(zhàn)斗活動的安全。即要求預警機在受敵空中威脅情況下，能夠得到己方掩護兵力及時有效的掩護［10］，以確保預警機的安全。

三是戰(zhàn)場環(huán)境對預警機作戰(zhàn)使用的影響。由于戰(zhàn)場環(huán)境尤其是敵我機場之間的距離對預警機的預警縱深具有重要影響，而預警縱深對預警機最大可能前出距離又產(chǎn)生重要的影響。所以，必須充分考慮戰(zhàn)場環(huán)境對預警機前出距離選擇的影響。

3 預警機前出距離計算模型的構(gòu)建

殲擊航空兵以機場待戰(zhàn)方式，在預警機指揮引導下遂行空中截擊行動，是殲擊航空兵反空襲作戰(zhàn)的主要樣式，為便于分析并提高研究的針對性，在此對島礁要地防空作戰(zhàn)的環(huán)境和條件作如下設定：

1）敵機對我島礁要地的來襲航線為直線，即為敵機場與我島礁要地的連線；

2）不考慮預警機的漏警，即假設敵機進入預警機探測范圍即被我預警機發(fā)現(xiàn)；

3）預警機發(fā)現(xiàn)敵機時，敵機與島礁要地間的距離，為預警機預警探測縱深S警。即S警為預警機前出距離S前出與其機載雷達對空探測距離D探測之和；

4）預警機的空中巡邏時間能夠滿足上級對預警機巡邏時間的要求；

5）預警機前出距離小于預警機與指揮所之間的有效通信距離。即指揮所能夠?qū)︻A警機的活動保持有效的指揮與控制。

實際作戰(zhàn)使用過程中，預警機前出距離必須大于預警機所需最小前出距離而小于預警機最大可能前出距離。

3.1 預警機所需最小前出距離計算模型

預警機所需最小前出距離，是指為保證機場待戰(zhàn)殲擊航空兵能夠在最近截擊線對來襲敵機實施攻擊而需預警機前出的最小距離［11］。其基本要求是：預警機在其最小前出距離上，能夠保障我機場待戰(zhàn)的殲擊航空兵在敵機對我島礁要地實施攻擊之前至少具有一次對敵攻擊所需的截擊縱深，如圖1所示。所以，預警機引導機場待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截擊所需前出的最小距離，可根據(jù)敵機由預警機發(fā)現(xiàn)線運動至敵機載武器攻擊線的時間，與我機場待戰(zhàn)殲擊機從島礁要地起飛前出，在最近截擊線上對敵完成一次攻擊所需時間相等的關系推導求出，其計算模型為

式中，Smin為預警機引導機場待戰(zhàn)殲擊機空中截擊所需前出的最小距離；D探測為預警機機載雷達對來襲敵機的探測發(fā)現(xiàn)距離；V敵機為來襲敵機飛行速度；V我殲為我殲擊機起飛后飛抵攻擊陣位過程中的平均速度；t警報為預警機發(fā)現(xiàn)敵機至指揮所下達殲擊機起飛命令所需時間，包括預警機發(fā)現(xiàn)、識別目標、情報傳遞、指揮員定下決心、下達起飛命令所需時間；t起飛為殲擊機接到起飛命令至完成起飛所需時間；t我攻為我殲擊機空空導彈一次迎頭攻擊所需時間；A我空為我殲擊機空空導彈有效射程；A敵地為來襲敵機空地導彈最大有效射程。

圖1 預警機最小前出距離示意圖

由預警機所需最小前出距離計算模型的推導過程可知，若要保障我機場待戰(zhàn)的殲擊航空兵在敵機對我島礁要地實施攻擊之前至少敵實施一次攻擊，敵我機場距離S距必須保證具有足夠的預警縱深，以確保機場待戰(zhàn)飛機有充足的反應時間和攻擊時間［12］，否則殲擊航空兵機場待戰(zhàn)的方式無法滿足島礁要地防空的需要。因此，若要以殲擊航空兵機場待戰(zhàn)的方式遂行島礁要地防空作戰(zhàn)的需要，敵我機場距離S距必須滿足以下關系式：

3.2 預警機最大可能前出距離計算模型

預警機最大可能前出距離，是指在一定的戰(zhàn)場環(huán)境條件下，預警機可能安全前出的最大距離。為便于分析，在此先作如下定義：

定義1：預警機最大預警縱深D警，為預警機在其最大可能前出距離上時，預警機的探測發(fā)現(xiàn)遠界與島礁要地之間的距離。

定義2：預警機最大預

警縱深D警，為預警機最大可能前出距離D前與預警機機載雷達對空探測距離D探之和。

預警機最大可能前出距離，主要取決于預警機在巡邏空域發(fā)現(xiàn)威脅后的可撤離距離和機場待戰(zhàn)殲擊機的掩護距離。預警機可安全撤退距離，是指在受敵威脅后，預警機能夠向己方殲擊航空兵掩護區(qū)域安全撤退的距離。殲擊航空兵安全掩護距離，是指為保障預警機免遭來襲敵機攻擊，確保預警機空中安全，殲擊航空兵所能為預警機提供的掩護區(qū)域的遠界到殲擊航空兵起飛機場的距離。

預警機最大可能前出距離計算模型為

式中，Smax預警機最大可能前出距離；D撤退預警機可安全撤退距離；D掩護殲擊航空兵對預警機的安全掩護距離。

由于戰(zhàn)場環(huán)境，尤其是敵我機場間的距離對預警機的實際探測發(fā)現(xiàn)距離具有重要影響，對預警機的可安全撤退距離和殲擊航空兵安全掩護距離影響較大，從而對預警機最大可能前出距離產(chǎn)生重要影響。所以，實際作戰(zhàn)過程中，指揮員應根據(jù)敵我機場間距離的不同，通過計算，合理確定預警機的最大可能前出距離。

1）當S距＞D警時

顯然，在敵我機場相距較遠，兩者間距離S距大于預警機預警探測縱深D警，且預警機空中巡邏時間及其前出距離滿足作戰(zhàn)要求的情況下，預警機最大可能前出距離，主要取決于預警機在巡邏空域發(fā)現(xiàn)威脅后的可撤離距離和機場待戰(zhàn)殲擊機的掩護距離。見圖2。

圖2 S距＞D警時殲擊機空中截擊過程示意圖

（1）預警機安全撤退距離計算模型

設預警機在巡邏空域發(fā)現(xiàn)空中威脅后，即按180°轉(zhuǎn)彎方式向己方殲擊航空兵提供的安全區(qū)域轉(zhuǎn)移。此時，預警機可安全撤退距離可由下式計算：

式中：A敵空為敵機載空空導彈最大有效射程；t轉(zhuǎn)彎為預警機180°轉(zhuǎn)彎所需時間；V我警為預警機撤離速度。

（2）殲擊航空兵安全掩護距離計算模型

依據(jù)機場待戰(zhàn)殲擊航空兵掩護預警機的作戰(zhàn)活動過程（見圖2），可推導求出殲擊航空兵在中、低空使用空空導彈對來襲敵機實施迎頭攻擊時的安全掩護距離計算模型為

由式（2）、（3）和（4），可推導求出在 S距＞D警情況下，預警機最大可能前出距離為

在敵我機場距離較近，兩者間距離S距小于預警機預警探測縱深D警的情況下，則將出現(xiàn)由于預警機實際探測縱深受敵我機場間距離影響，進而影響預警機可撤退距離和殲擊機掩護距離的情況。此時，預警機可安全撤退距離可由下式計算：

依據(jù)機場待戰(zhàn)殲擊航空兵掩護預警機的作戰(zhàn)活動過程（見圖3），可推導求出殲擊航空兵在中、低空使用空空導彈對來襲敵機實施迎頭攻擊時的安全掩護距離計算模型為

圖3 S距≤D警時殲擊機空中截擊過程示意圖

則由式（2）、（6）和（7），可推導求出在 S距≤ D警情況下，預警機最大可能前出距離為

4 算例分析

4.1 量化分析的條件

根據(jù)島礁要地防空作戰(zhàn)的環(huán)境、敵我裝備性能及其作戰(zhàn)活動的規(guī)律和特點，將量化分析的條件作如下設定，見表1。

4.2 量化分析的結(jié)果

依據(jù)所構(gòu)建的預警機前出距離計算模型，結(jié)合量化分析的條件，仿真得出島礁要地防空作戰(zhàn)中，預警機保障島礁要地殲擊航空兵對來襲敵機實施空中截擊所需前出距離范圍，見圖4和圖5。

表1 某島礁要地防空作戰(zhàn)量化分析條件

圖4 預警機所需最小前出距離仿真結(jié)果圖

圖5 預警機最大可能前出距離仿真結(jié)果圖

4.3 對量化結(jié)果的分析

依據(jù)預警機前出距離計算模型及對圖4和圖5的分析，可以得出以下主要結(jié)論：

1）預警機所需最小前出距離，主要受到預警機機載雷達探測發(fā)現(xiàn)距離、殲擊機起飛所需時間以及殲擊機空空導彈和敵空地導彈有效射程等因素的影響。由仿真結(jié)果（圖4）可以看出，由于預警機對空中目標的探測發(fā)現(xiàn)距離遠，在保障機場待戰(zhàn)殲擊航空兵在最近截擊線對來襲敵機實施空中截擊時，要求預警機所需前出的距離較小。

2）敵我機場之間距離對預警機的預警探測縱深具有重要影響，進而對殲擊航空兵的待戰(zhàn)方式選擇產(chǎn)生重要影響。由仿真結(jié)果（圖4）可以看出：在S距＜Smin+D探測，即敵我機場之間距離小于預警機引導殲擊航空兵在最近截擊線上攔截敵機所需最小預警探測縱深的情況下，為保障對來襲敵機實施有效的空中攔截，殲擊航空兵必須采取空中待戰(zhàn)的方式。

3）戰(zhàn)場環(huán)境尤其是敵我機場之間距離對預警機最大可能前出距離具有重要影響。由仿真結(jié)果（圖5）可以看出，在設定條件下，當敵我機場之間距離達到某一定值前，預警機最大可能前出距離隨著敵我機場間距離的增加而線性增加，而當敵我機場之間的距離達到某一定值后，預警機最大可能前出距離不再隨著敵我機場之間距離的增加而增加。這就要求指揮員必須根據(jù)具體的戰(zhàn)場環(huán)境，從保證機場待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截擊所需預警縱深的要求出發(fā)，在預警機的最大可能前出距離范圍內(nèi)，合理選擇預警機的前出距離。

5 結(jié)語

預警機集情報、指揮、控制、通信等功能于一體，在防空作戰(zhàn)中擔負著為指揮員分析判斷情況，實施作戰(zhàn)指揮提供決策支持，為防空兵力作戰(zhàn)行動提供指揮引導等任務［13］，其前出距離的選擇直接關系到防空作戰(zhàn)的效果。本文以預警機引導島礁要地機場待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截擊作戰(zhàn)為背景，構(gòu)建了預警機所需最小前出距離和最大可能前出距離的計算模型，通過仿真計算得到預警機前出距離隨島礁要地與敵機場之間的距離變化的仿真圖。所構(gòu)建的預警機前出距離計算模型和仿真結(jié)果，對島礁要地防空作戰(zhàn)中預警機前出距離的選擇有一定的借鑒作用。