中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估研究?

尹肖云 鄒 強 馮佳晨 李品諺

（1.海軍工程大學(xué) 武漢 430033）（2.海軍航空大學(xué) 煙臺 264001）

1 引言

中遠程艦空導(dǎo)彈主要用于攻擊敵方的反艦導(dǎo)彈和作戰(zhàn)飛機，奪取海上制空權(quán)，是海上作戰(zhàn)的重要抗擊和防衛(wèi)力量。艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力的優(yōu)劣對艦艇防空作戰(zhàn)意義重大，因此，對艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力的評估研究具有重要價值。評估的目的是為了提出和確認中遠程艦空導(dǎo)彈研制中的關(guān)鍵戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標，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，為中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力的論證提供定量分析手段。

艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估的首要任務(wù)是找出影響導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力的主要因素，通過對要素的調(diào)整和控制，使導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力實現(xiàn)最大化，以此為改進導(dǎo)彈的設(shè)計、生產(chǎn)和使用提供重要依據(jù)。本文從中遠程艦空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)過程出發(fā)，梳理分析影響中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力的主要因素，確定導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估指標的選取范圍，并依據(jù)科學(xué)性、系統(tǒng)性、客觀性等原則選定評估指標。進而構(gòu)建評估指標體系，基于相應(yīng)的作戰(zhàn)理論和應(yīng)用實際建立各指標的指數(shù)計算模型對中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力進行評估。

2 中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)過程

在現(xiàn)代海上作戰(zhàn)中，空中作戰(zhàn)的重要性日益凸顯，對空防御成為艦艇作戰(zhàn)的重要組成。在空中攔截防御作戰(zhàn)過程中，對艦艇較為安全且可靠性較高的攔截階段為遠程和中程攔截，而這部分的攔截主要依靠中遠程艦空導(dǎo)彈來實現(xiàn)。

根據(jù)中遠程艦空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)任務(wù)特點[1～3]，其執(zhí)行任務(wù)的過程一般分為五個階段，如圖1所示。

圖1 中遠程艦空導(dǎo)彈武器作戰(zhàn)過程

3 導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估指標體系

通過分析中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)過程發(fā)現(xiàn)，若要得到理想的毀傷效果，要求中遠程艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)必須具有對空探測能力、目標指示能力、制導(dǎo)能力、飛行能力、抗干擾能力、毀傷能力、命中能力、持續(xù)射擊能力和空域覆蓋能力等諸多作戰(zhàn)能力，這些作戰(zhàn)能力主要由艦面系統(tǒng)、導(dǎo)彈系統(tǒng)等各系統(tǒng)能力綜合而成，而各系統(tǒng)的性能取決于設(shè)備的技術(shù)戰(zhàn)術(shù)性能。因此，為全面分析評估中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力，評估指標體系的建立應(yīng)立足于對各系統(tǒng)全面性能分析的基礎(chǔ)之上。

圖2 中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估指標體系

在評判各系統(tǒng)作戰(zhàn)能力時，可以根據(jù)中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程特點，選取主要性能和能力因素作為對比項。一些性能指標可直接作為能力指標因素，適用單一評估準則，如導(dǎo)彈射程、飛行速度、飛行高度等；一些是多個性能指標共同作用的結(jié)果，適用綜合評估準則，如艦面系統(tǒng)的探測預(yù)警能力、目標指示能力，導(dǎo)彈系統(tǒng)的制導(dǎo)能力和毀傷能力等。艦載導(dǎo)彈防空作戰(zhàn)中構(gòu)成作戰(zhàn)能力的具體因素繁多，無法一一考慮，本文主要以艦面系統(tǒng)作戰(zhàn)能力、導(dǎo)彈制導(dǎo)能力和導(dǎo)彈毀傷能力作為中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估的核心內(nèi)容。

在選擇能力評估參數(shù)指標體系時，遵循可比性、敏感性和能觀性原則，構(gòu)建中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估指標體系[4～7]，如圖2所示。

4 導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估計算方法

中遠程艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)各單元、各子體系和作戰(zhàn)目標均呈現(xiàn)層次化，因而艦空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力也具有層次特性。本文根據(jù)中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估指標體系建立能力指標比較判別矩陣，然后分別進行各指標權(quán)重計算與一致性檢驗。

4.1 各層次影響因素權(quán)重

經(jīng)過計算，各層指標權(quán)重如表1所示。

表1 指標權(quán)重

各層指標均經(jīng)過一致性檢驗，CR均小于0.1，滿足條件。

4.2 數(shù)據(jù)標準化

對于指標體系中最底層的指標參數(shù)，量綱不同，級差不同，趨向也不同，因此必須利用效用系數(shù)對各指標參數(shù)進行同趨勢化和規(guī)范化處理[10～11]。

指標要求越大越好的效用系數(shù)計算模型：

指標要求越小越好的效用系數(shù)計算模型：

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

文中所列性能參數(shù)需進行標準化處理，以免某一指標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。

4.3 定量化計算模型

1）抗軟干擾能力Si

抗軟干擾主要分為三類[12]：抗有源干擾 Rx、抗無源干擾Ry以及抗組合干擾Rz。實際作戰(zhàn)中，目標對于導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)處于未知狀態(tài)，往往采取組合干擾方式對艦空導(dǎo)彈進行干擾，以提高干擾效果。

根據(jù)指數(shù)法得到導(dǎo)彈抗軟干擾能力計算模型：

其中，Rx取值：基本值0.3，導(dǎo)彈裝配紅外制導(dǎo)系統(tǒng)加0.2，裝配雷達制導(dǎo)系統(tǒng)加0.2，裝配成像制導(dǎo)系統(tǒng)加0.3，裝配慣性導(dǎo)航系統(tǒng)加0.2，裝配GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)額外增加0.3，但導(dǎo)航能力系數(shù)的最大值不得超過1.0；Ry取值：基本值0.3，導(dǎo)彈裝配紅外制導(dǎo)系統(tǒng)加0.2，裝配雷達制導(dǎo)系統(tǒng)加0.3，裝配成像制導(dǎo)系統(tǒng)加0.1，裝配慣性導(dǎo)航系統(tǒng)加0.15，裝配GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)額外增加0.2，但導(dǎo)航能力系數(shù)的最大值不得超過1.0；Rz取值模型：

此外，根據(jù)專家打分法得到

2）抗硬干擾能力Hi

抗硬干擾能力表示導(dǎo)彈在面對目標的火力殺傷下存活并完成作戰(zhàn)任務(wù)的能力，主要是抗擊目標的遠程、中程和近程反導(dǎo)武器和末端自衛(wèi)防御武器。艦空導(dǎo)彈的抗硬干擾能力主要與導(dǎo)彈機動飛行能力Yj有關(guān)，模型為

導(dǎo)彈機動飛行能力Yj是導(dǎo)彈突防能力的重要體現(xiàn)，一般由導(dǎo)彈自身的相關(guān)性能參數(shù)衡量，模型為

式中：s為導(dǎo)彈生存能力；gmax為最大過載；Hmax為最大飛行高度；Vmax為最大飛行速度。

導(dǎo)彈的生存能力s，主要與雷達反射截面（RCS）、導(dǎo)彈全長和彈翼翼長有關(guān)，計算模型為

5 算例及分析

5.1 三型中遠程導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估

經(jīng)查閱和整理相關(guān)資料[13]，選取三型現(xiàn)役中遠程艦空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力參數(shù)、制導(dǎo)能力參數(shù)、毀傷能力參數(shù)如表2所示，其中A表示北約聯(lián)合研制的中遠程艦空導(dǎo)彈，B表示俄羅斯研制導(dǎo)彈，C表示美國研制導(dǎo)彈。

規(guī)范化處理后各項指標取值如表3所示。

根據(jù)模型，計算得到各型艦空導(dǎo)彈武器的作戰(zhàn)能力，結(jié)果如表4所示。

表2 三型導(dǎo)彈系統(tǒng)作戰(zhàn)性能參數(shù)

表3 處理后的三型導(dǎo)彈武器作戰(zhàn)性能參數(shù)

表4 三型導(dǎo)彈武器作戰(zhàn)能力

通過上述分析可知，C型導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力最優(yōu)，B型次之，A型最弱。這與現(xiàn)在的普遍認知具有一致性，驗證了文中評估指標體系、評估方法科學(xué)性與合理性，模型的評估結(jié)果較好地反映了不同類型的艦空導(dǎo)彈整體作戰(zhàn)能力的差別，為提高艦空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力提供了一個方向。

5.2 導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力影響因素對比分析

通過上述分析結(jié)果可知，B型導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力優(yōu)于A型導(dǎo)彈，差別主要在于導(dǎo)彈的制導(dǎo)能力和毀傷能力，若要提高A型導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力，可以從提高各個性能指標參數(shù)入手進行分析。

由評估結(jié)果可知，A型導(dǎo)彈作為樣本中唯一的中程艦空導(dǎo)彈，在射程上相較B型導(dǎo)彈要近的多，而A型導(dǎo)彈的制導(dǎo)能力和摧毀能力也弱于B型導(dǎo)彈，最終使A型導(dǎo)彈的作戰(zhàn)能力弱于B型。

因?qū)椛涑淌怯绊懲环乐鲃有缘闹饕蛩?，考慮將A型導(dǎo)彈的射程逐級遞增，直至與俄羅斯的B型導(dǎo)彈射程相當(dāng)，則此時A型導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力的變化情況如表5所示。

表5 A型導(dǎo)彈增程前后各項能力指標變化情況

根據(jù)射程的改變，對導(dǎo)彈增程前后的作戰(zhàn)能力進行仿真，仿真結(jié)果如圖3所示。

圖3 增程至120km A型導(dǎo)彈能力參數(shù)變化趨勢

由圖3可知，A型導(dǎo)彈的制導(dǎo)能力對導(dǎo)彈射程變化的靈敏度最大，導(dǎo)彈制導(dǎo)能力的增幅速度要大于導(dǎo)彈的毀傷能力，原因在于導(dǎo)彈射程在導(dǎo)彈制導(dǎo)能力中所占比重要大于導(dǎo)彈射程在導(dǎo)彈的毀傷能力中所占比重。當(dāng)A型導(dǎo)彈射程等同于B型導(dǎo)彈射程時，制導(dǎo)能力提高33.6%，毀傷能力提升23.0%，作戰(zhàn)能力提升25.1%，此時A型導(dǎo)彈性能優(yōu)于B型導(dǎo)彈。

若A型導(dǎo)彈的射程繼續(xù)增大，達到150km（同C型導(dǎo)彈射程）時，其各項能力參數(shù)的變化如圖4所示。

由圖4可知，即使A型導(dǎo)彈射程達到C型導(dǎo)彈射程，但其各項能力指標仍弱于C型導(dǎo)彈。原因在于這兩型導(dǎo)彈在射程相當(dāng)?shù)那闆r下，主要區(qū)別是C型導(dǎo)彈作為當(dāng)前美國最新型的中遠程艦空導(dǎo)彈武器，各個方面（如雷達探測距離、飛行速度、有效殺傷半徑等）的性能均優(yōu)于A型導(dǎo)彈，由此導(dǎo)致在相同射程條件下，其最終作戰(zhàn)能力仍優(yōu)于北約聯(lián)合研制的A型導(dǎo)彈。

圖4 增程至150km A型導(dǎo)彈能力參數(shù)變化趨勢

6 結(jié)語

合理構(gòu)建中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估指標體系，通過指數(shù)法建立導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力評估模型，從評估結(jié)果看，該指標體系與評估模型符合艦空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)規(guī)律。評估結(jié)果可對調(diào)整和控制中遠程艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力的主要影響因素，實現(xiàn)艦空導(dǎo)彈作戰(zhàn)能力最大化提供一定參考，并以此為改進導(dǎo)彈的設(shè)計、生產(chǎn)和使用提供重要依據(jù)。