編隊(duì)對(duì)空預(yù)警與預(yù)警機(jī)前出關(guān)系分析

崔凱　沈治河　楊興寶　張國

【摘 要】為提高航母編隊(duì)遠(yuǎn)海作戰(zhàn)能力，針對(duì)編隊(duì)防空作戰(zhàn)預(yù)警問題，通過分析航母編隊(duì)對(duì)空防御作戰(zhàn)過程，研究了編隊(duì)預(yù)警距離與預(yù)警機(jī)前出范圍關(guān)系，并對(duì)比分析了空中通信中繼對(duì)預(yù)警機(jī)活動(dòng)范圍的影響，并進(jìn)行了仿真，得出具體變化關(guān)系及對(duì)應(yīng)表，為艦載預(yù)警機(jī)的作戰(zhàn)應(yīng)用提供理論支撐。

【關(guān)鍵詞】預(yù)警距離;前出范圍;通信中繼;威脅軸

中圖分類號(hào)： V271.492文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）17-0222-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.105

航母編隊(duì)遠(yuǎn)海防空中，缺少外部及時(shí)有效的信息支援，只能依托編隊(duì)所屬兵力進(jìn)行預(yù)警，為滿足編隊(duì)所需預(yù)警距離，對(duì)預(yù)警機(jī)活動(dòng)范圍提出要求，文獻(xiàn)[1]以預(yù)警機(jī)實(shí)時(shí)探測(cè)能力為基礎(chǔ)，給出了預(yù)警機(jī)航線規(guī)劃的定量公式;文獻(xiàn)[2]研究了航母編隊(duì)在綜合作戰(zhàn)區(qū)內(nèi)針對(duì)多威脅來源指派艦載預(yù)警機(jī)實(shí)施防空警戒時(shí)的控制策略問題，提出了多主單從結(jié)構(gòu)的多種群并行遺傳算法模型求解方法;文獻(xiàn)[3-5]分別對(duì)綜合作戰(zhàn)區(qū)內(nèi)當(dāng)航母編隊(duì)面臨多來源威脅、多預(yù)警機(jī)情報(bào)協(xié)同任務(wù)分配和任務(wù)協(xié)調(diào)問題、島礁要地反空襲作戰(zhàn)中預(yù)警機(jī)巡邏空域設(shè)置問題進(jìn)行了研究;文獻(xiàn)[6]提出了監(jiān)視雷達(dá)平均最大作用距離的計(jì)算方法。現(xiàn)有研究成果對(duì)預(yù)警機(jī)活動(dòng)范圍對(duì)編隊(duì)預(yù)警距離的具體影響需進(jìn)一步深入，本文通過仿真量化了研究編隊(duì)預(yù)警距離對(duì)預(yù)警機(jī)活動(dòng)范圍需求，建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系表，為預(yù)警機(jī)的作戰(zhàn)應(yīng)用提供參考。

1 建立預(yù)警機(jī)前出距離與編隊(duì)對(duì)空預(yù)警距離關(guān)系模型

預(yù)警在編隊(duì)前方巡邏警戒，將發(fā)現(xiàn)敵目標(biāo)信息傳回編隊(duì)，編隊(duì)組織攔截，攔截所需準(zhǔn)備時(shí)間確定了編隊(duì)所需預(yù)警距離，預(yù)警機(jī)前出距離L至A點(diǎn)，在最遠(yuǎn)B點(diǎn)發(fā)現(xiàn)敵目標(biāo)，此時(shí)目標(biāo)距離編隊(duì)距離D;預(yù)警機(jī)探測(cè)半徑為Rfx，作戰(zhàn)半徑為Rzz，編隊(duì)通信半徑為Rtx;α為目標(biāo)方位角，

只分析預(yù)警機(jī)前出的情況，即L≥0，若前出距離L<0為反方向配置，分析方法相同。

2 仿真分析

由仿真參數(shù)設(shè)定，若預(yù)警機(jī)對(duì)目標(biāo)預(yù)警活動(dòng)范圍超出通信距離則需通信中繼，作戰(zhàn)半徑大于其與編隊(duì)通信距離，即Rzz>Rtx，空中目標(biāo)方位α分別取值0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°，預(yù)警機(jī)前出范圍與編隊(duì)對(duì)空預(yù)警距離關(guān)系仿真分析如下。

1）目標(biāo)方位為0°，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，有空中通信中繼時(shí)，預(yù)警機(jī)可前出至最大作戰(zhàn)半徑處，即0≤Lmin≤L≤Lmax≤Rzz;無空中通信中繼，預(yù)警機(jī)前出距離應(yīng)小于或等于編隊(duì)通信距離Rtx，即應(yīng)滿足0≤Lmin≤L≤Lmax≤Rtx。

（1）有空中通信中繼時(shí)，預(yù)警機(jī)前出距離不應(yīng)超出其作戰(zhàn)半徑，L∈[0，Rzz];無空中通信中繼時(shí)，前出距離不應(yīng)超出艦機(jī)通信范圍，L∈[0，Rtx];有空中通信中繼時(shí)，預(yù)警機(jī)活動(dòng)范圍及編隊(duì)最大預(yù)警范圍均大于無空中通信中繼時(shí)的值。

（2）對(duì)方位0°目標(biāo)，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出范圍[Lmin，Lmax]，在其作戰(zhàn)半徑或艦機(jī)通信范圍內(nèi)，都可為編隊(duì)提供相應(yīng)的對(duì)空預(yù)警距離。

2）目標(biāo)方位為30°，有空中通信中繼時(shí)，預(yù)警機(jī)可前出至最大作戰(zhàn)半徑，前出距離應(yīng)滿足max{0，Lmin}≤L≤min{Lmax，Rzz}≤L≤min{Lmax，Rzz};無空中通信中繼時(shí)，預(yù)警機(jī)前出距離應(yīng)小于艦機(jī)通信距離Rtx，即0≤L≤Rtx，對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，前出距離應(yīng)滿足max{0，Lmin}≤L≤min{Lmax，Rtx}。

（1）預(yù)警機(jī)在確保對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警前提下，有空中通信中繼時(shí)，沿威脅軸最大前出距離L=min{Rfx/sinα，Rzz}=Rfx/sinα，即L∈[0，Rfx/sinα]，編隊(duì)最大預(yù)警距離D=Rfx/sinα;無空中通信中繼時(shí)，0≤L≤min{Rfx/sinα，Rtx}，即L∈[0，Rtx]。

（2）為滿足編隊(duì)預(yù)警需求，有空中通信中繼時(shí)，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出活動(dòng)的最遠(yuǎn)值先增加后減小，無空中通信中繼時(shí)，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出活動(dòng)的最大值為一定值，即艦機(jī)通信距離。

（3）為滿足編隊(duì)所需相同預(yù)警距離，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，對(duì)方位30°目標(biāo)可活動(dòng)范圍小于對(duì)方位0°目標(biāo)可活動(dòng)范圍，即為滿足編隊(duì)所需預(yù)警距離，對(duì)應(yīng)預(yù)警機(jī)前出最小距離 Lmin（30°）>Lmin（0°），同時(shí)，對(duì)應(yīng)的最遠(yuǎn)距離Lmax（30°）

3）目標(biāo)方位為60°，為確保對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，預(yù)警沿威脅軸前出對(duì)該方位目標(biāo)能為編隊(duì)提供預(yù)警的最大前出距離L=Rfx/sinα，L

（1）隨著預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，編隊(duì)對(duì)該方位目標(biāo)所獲預(yù)警距離先增大后減小，編隊(duì)所獲預(yù)警距離從Rfx（相應(yīng)前出距離為0）逐漸增大到最大值Rfx/sinα（相應(yīng)前出距離為Rfx/tanα），而后又逐漸減小到Rfx/tanα（相應(yīng)前出距離為Rfx/sinα），為確保對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出范圍為[0，Rfx/sinα];隨著對(duì)該方位目標(biāo)所需預(yù)警距離不斷增加，預(yù)警機(jī)相應(yīng)前出范圍逐漸減小，當(dāng)所需預(yù)警距離為Rfx/sinα?xí)r，沿威脅軸前出活動(dòng)范圍縮小為一個(gè)點(diǎn)，距離編隊(duì)中心Rfx/tanα。

（2）為滿足編隊(duì)所需相同預(yù)警距離，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，對(duì)方位60°目標(biāo)可活動(dòng)范圍小于對(duì)方位30°目標(biāo)可活動(dòng)范圍，即為滿足編隊(duì)所需預(yù)警距離D，對(duì)應(yīng)預(yù)警機(jī)前出最小距離Lmin（60°）>Lmin（30°），同時(shí)，對(duì)應(yīng)的最遠(yuǎn)距離Lmax（60°）

4）目標(biāo)方位為90°，為確保預(yù)警機(jī)對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，沿威脅軸最遠(yuǎn)前出距離L= ，L

（1）隨著預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，編隊(duì)對(duì)該方位目標(biāo)所獲預(yù)警距離逐漸減小，編隊(duì)所獲預(yù)警距離從Rfx（相應(yīng)前出距離為0）逐漸減小到Dmin（相應(yīng)前出距離為 ），為確保對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出范圍為[0， ];隨著對(duì)該方位目標(biāo)所需預(yù)警距離不斷增加，預(yù)警機(jī)相應(yīng)前出范圍逐漸減小，當(dāng)所需預(yù)警距離為Rfx時(shí)，沿威脅軸前出活動(dòng)范圍縮小為一個(gè)點(diǎn)，此點(diǎn)距離編隊(duì)中心0km。

（2）為滿足編隊(duì)所需相同預(yù)警距離，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，對(duì)方位90°目標(biāo)可活動(dòng)范圍小于對(duì)方位60°目標(biāo)可活動(dòng)范圍，即為滿足編隊(duì)所需預(yù)警距離D，對(duì)應(yīng)預(yù)警機(jī)前出最小距離Lmin（90°）≥Lmin（60°），同時(shí)，對(duì)應(yīng)的最遠(yuǎn)距離Lmax（90°）

（3）預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，隨著所需預(yù)警距離增加最遠(yuǎn)前出距離逐漸減小。

5）目標(biāo)方位為120°，為確保預(yù)警機(jī)對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，沿威脅軸最遠(yuǎn)前出距離L=Dmin·cosα+ ，L

（1）隨著預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，編隊(duì)對(duì)該方位目標(biāo)所獲預(yù)警距離逐漸減小，編隊(duì)所獲預(yù)警距離從Rfx（相應(yīng)前出距離為0）逐漸減小到Dmin（相應(yīng)前出距離為Dmin·cosα+ ），為確保對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出范圍為[0，Dmin·cosα+ ];隨著對(duì)該方位目標(biāo)所需預(yù)警距離不斷增加，預(yù)警機(jī)相應(yīng)前出范圍逐漸減小，當(dāng)所需預(yù)警距離為Rfx時(shí)，沿威脅軸前出活動(dòng)范圍縮小為一個(gè)點(diǎn)，此點(diǎn)距離編隊(duì)中心0km。

（2）為滿足編隊(duì)所需相同預(yù)警距離，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，對(duì)方位120°目標(biāo)可活動(dòng)范圍小于對(duì)方位90°目標(biāo)可活動(dòng)范圍，即為滿足編隊(duì)所需預(yù)警距離D，對(duì)應(yīng)預(yù)警機(jī)前出最小距離Lmin（120°）≥Lmin（90°），同時(shí)，對(duì)應(yīng)的最遠(yuǎn)距離Lmax（120°）

（3）預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，隨著所需預(yù)警距離增加最遠(yuǎn)前出距離逐漸減小。

6）目標(biāo)方位為150°，沿威脅軸最遠(yuǎn)前出距離Dmin·cosα+ ，L

（1）隨著預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，編隊(duì)對(duì)該方位目標(biāo)所獲預(yù)警距離逐漸減小，編隊(duì)所獲預(yù)警距離從Rfx（相應(yīng)前出距離為0）逐漸減小到Dmin（相應(yīng)前出距離為Dmin·cosα+ ），為確保對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出范圍為[0，Dmin·cosα+ ];隨著對(duì)該方位目標(biāo)所需預(yù)警距離不斷增加，預(yù)警機(jī)相應(yīng)前出范圍逐漸減小，當(dāng)所需預(yù)警距離為Rfx時(shí)，沿威脅軸前出活動(dòng)范圍縮小為一個(gè)點(diǎn)，此點(diǎn)距離編隊(duì)中心0km。

（2）為滿足編隊(duì)所需相同預(yù)警距離，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，對(duì)方位150°目標(biāo)可活動(dòng)范圍小于對(duì)方位120°目標(biāo)可活動(dòng)范圍，即為滿足編隊(duì)所需預(yù)警距離D，對(duì)應(yīng)預(yù)警機(jī)前出最小距離Lmin（150°）≥Lmin（120°），同時(shí)，對(duì)應(yīng)的最遠(yuǎn)距離Lmax（150°）

（3）預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，隨著所需預(yù)警距離增加最遠(yuǎn)前出距離逐漸減小。

8）目標(biāo)方位為180°，沿威脅軸最遠(yuǎn)前出距離L=Rfx-Dmin，L

（1）隨著預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，編隊(duì)對(duì)該方位目標(biāo)所獲預(yù)警距離逐漸減小，編隊(duì)所獲預(yù)警距離從Rfx（相應(yīng)前出距離為0）逐漸減小到Dmin（相應(yīng)前出距離為Rfx-Dmin）;為確保對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出范圍為[0，Rfx-Dmin];隨著對(duì)該方位目標(biāo)所需預(yù)警距離不斷增加，預(yù)警機(jī)相應(yīng)前出范圍逐漸減小，當(dāng)所需預(yù)警距離為Rfx時(shí)，沿威脅軸前出活動(dòng)范圍縮小為一個(gè)點(diǎn)，此點(diǎn)距離編隊(duì)中心0km。

（2）為滿足編隊(duì)所需相同預(yù)警距離，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出，對(duì)方位180°目標(biāo)可活動(dòng)范圍小于對(duì)方位150°目標(biāo)可活動(dòng)范圍，即為滿足編隊(duì)所需預(yù)警距離D，對(duì)應(yīng)預(yù)警機(jī)前出最小距離Lmin（180°）≥Lmin（150°），同時(shí)，對(duì)應(yīng)的最遠(yuǎn)距離Lmax（180°）

（3）預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出對(duì)該方位目標(biāo)預(yù)警，隨著所需預(yù)警距離的增加最遠(yuǎn)前出距離逐漸減小，減小趨勢(shì)為斜率為-1的單調(diào)遞減直線。

3 結(jié)論

（1）編隊(duì)對(duì)空中目標(biāo)所需某一預(yù)警距離，預(yù)警機(jī)沿威脅軸前出距離在相應(yīng)的[Lmin， Lmax]范圍之內(nèi)均可滿足編隊(duì)預(yù)警需求。

（2）若重點(diǎn)對(duì)在威脅軸方向的目標(biāo)預(yù)警，則可取接近Lmax的值，可獲取該方向上較大的預(yù)警距離及較長的預(yù)警時(shí)間，但所獲得的預(yù)警扇面較小，要獲取較大的預(yù)警扇面則需配置較多的預(yù)警機(jī);若預(yù)警機(jī)較少，并要獲取較大的預(yù)警扇面，則可取接近Lmin的值，此時(shí)所獲取的威脅軸方向目標(biāo)的預(yù)警距離及預(yù)警時(shí)間較前者少。

（3）航母編隊(duì)所需預(yù)警距離決定了預(yù)警機(jī)的巡邏活動(dòng)范圍，編隊(duì)對(duì)空所需預(yù)警距離越遠(yuǎn)，預(yù)警機(jī)沿威脅軸可前出相應(yīng)范圍區(qū)間[Lmin，Lmax]越小。

（4）為滿足編隊(duì)所需相同預(yù)警距離，目標(biāo)方位越大，預(yù)警機(jī)沿威脅軸可前出范圍越小。

4 結(jié)束語

通過分析航母編隊(duì)防空對(duì)預(yù)警距離的需求，建立預(yù)警機(jī)前出范圍與航母編隊(duì)對(duì)空預(yù)警距離關(guān)系模型，定量對(duì)比分析預(yù)警機(jī)在有、無空中通信中繼下對(duì)預(yù)警機(jī)活動(dòng)范圍及編隊(duì)預(yù)警范圍的影響。仿真得出預(yù)警機(jī)配置與編隊(duì)預(yù)警距離關(guān)系變化規(guī)律，確定了航母編隊(duì)預(yù)警距離需求對(duì)預(yù)警機(jī)配置的影響和要求，并根據(jù)航母編隊(duì)預(yù)警兵力數(shù)量不同提出預(yù)警機(jī)配置的原則，為預(yù)警機(jī)的運(yùn)用提供借鑒。

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