美阿利伯克級驅(qū)逐艦在編隊(duì)協(xié)同防空作戰(zhàn)中體系貢獻(xiàn)率評估

張家賓

美阿利伯克級驅(qū)逐艦在編隊(duì)協(xié)同防空作戰(zhàn)中體系貢獻(xiàn)率評估

張家賓

（91404部隊(duì)41分隊(duì)，秦皇島 066000）

文章以美軍阿利伯克級驅(qū)逐艦FlightⅡA型對比FlightⅡ型為例，從探測感知、指揮控制、火力打擊、戰(zhàn)場生存以及協(xié)同作戰(zhàn)方面綜合對比兩型艦艇參與航母編隊(duì)遂行協(xié)同防空作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)的體系貢獻(xiàn)率。通過分析單裝備在體系作戰(zhàn)中發(fā)揮效能程度的指標(biāo)，量化對比不同裝備在體系中的能力特征，為我軍作戰(zhàn)試驗(yàn)體系貢獻(xiàn)率評估提供參考，為裝備發(fā)展建設(shè)提供借鑒。

體系貢獻(xiàn)率 阿利伯克 航母編隊(duì) 協(xié)同防空作戰(zhàn) 指標(biāo)構(gòu)建

0 引言

未來的海上水面艦艇作戰(zhàn)為體系之間的對抗，單設(shè)備平臺更多的作為體系的節(jié)點(diǎn)參與戰(zhàn)爭。為評估單設(shè)備平臺對體系的貢獻(xiàn)程度，引入了體系貢獻(xiàn)率指標(biāo)，用于反映裝備自身作戰(zhàn)能力對整個(gè)裝備體系作戰(zhàn)能力的影響程度[1]。通過對比新研裝備和替代型號貢獻(xiàn)率大小，來檢驗(yàn)新研裝備融入現(xiàn)有作戰(zhàn)體系能力，并能在體系化、實(shí)戰(zhàn)化作戰(zhàn)環(huán)境中充分暴露裝備缺陷，倒逼軍工企業(yè)提高裝備質(zhì)量[2-3]。美軍的裝備研制發(fā)展體系一直是世界各國學(xué)習(xí)研討的對象，可以通過對美軍裝備體系中的典型裝備進(jìn)行體系貢獻(xiàn)率分析，分析美軍裝備發(fā)展脈絡(luò)、摸清其裝備迭代發(fā)展方向，進(jìn)而啟示我軍裝備發(fā)展思路。文章選取水面艦艇編隊(duì)作戰(zhàn)中典型的協(xié)同防空作戰(zhàn)任務(wù)為例，對比兩型阿利伯克級驅(qū)逐艦在完成防空作戰(zhàn)中發(fā)揮作用程度，通過流程分析、想定研究、指標(biāo)體系構(gòu)建以及綜合評估，完成體系貢獻(xiàn)率評估，探索作戰(zhàn)試驗(yàn)中裝備體系貢獻(xiàn)率評估方法的應(yīng)用模式，為我軍后續(xù)作戰(zhàn)試驗(yàn)評估提供參考，同時(shí)發(fā)現(xiàn)美軍在驅(qū)逐艦研制方面的發(fā)展思路，探索美軍裝備更新迭代路徑，啟示我軍裝備發(fā)展建設(shè)方向。

1 體系貢獻(xiàn)率評估方法研究

1.1 流程分析

1）明確作戰(zhàn)試驗(yàn)想定，包括作戰(zhàn)背景及具體雙方對抗兵力情況。體系貢獻(xiàn)率是對作戰(zhàn)試驗(yàn)結(jié)果的評估，是在一定的作戰(zhàn)背景和作戰(zhàn)對手條件下得出的結(jié)果[4]。當(dāng)作戰(zhàn)體系面臨的任務(wù)發(fā)生變化時(shí)，能夠反映其體系能力或效能的指標(biāo)也應(yīng)做出修正。因此，分析裝備對體系的貢獻(xiàn)率，必須明確體系面臨的作戰(zhàn)想定。

2）以裝備的使命任務(wù)為牽引確定作戰(zhàn)試驗(yàn)具體作戰(zhàn)目標(biāo)，從目標(biāo)層分解任務(wù)項(xiàng)、能力項(xiàng)、指標(biāo)項(xiàng)，構(gòu)建指標(biāo)體系[5]。在此過程中，對指標(biāo)項(xiàng)的選取應(yīng)注意：一是選擇能夠反映體系能力的典型指標(biāo)項(xiàng)，剔除冗余指標(biāo)；二是選擇能力大概率不能滿足作戰(zhàn)需求的指標(biāo)項(xiàng)；三是忽略細(xì)節(jié)，盡可能降低指標(biāo)體系的分層。

3）從底層指標(biāo)項(xiàng)開始，逐層向上聚合計(jì)算原有、現(xiàn)有裝備體系的體系屬性值，設(shè)置評判標(biāo)準(zhǔn)，確定不同指標(biāo)的權(quán)重值。在計(jì)算過程中，可以考慮采用線性加權(quán)法，包括乘法、加法兩種方式[6]，當(dāng)不同能力之間為疊加關(guān)系時(shí)，采用加法；當(dāng)不同能力之間為遞進(jìn)關(guān)系時(shí)，采用乘法。另外，也可以根據(jù)指標(biāo)的重要程度，酌情采用指數(shù)加權(quán)法。

1.2 評估模型及計(jì)算規(guī)則

文章采用體系能力綜合指數(shù)法評估模型，其計(jì)算方式為體系貢獻(xiàn)率＝待評價(jià)裝備帶入體系后，體系所呈現(xiàn)的體系能力綜合指數(shù)的提升值與滿足任務(wù)需求的理想?yún)⒖嫉捏w系能力綜合指數(shù)的比較。即：體系貢獻(xiàn)率＝（體系能力綜合指數(shù)（A）-體系能力綜合指數(shù)（B））/體系能力綜合指數(shù)理想值＝體系能力綜合指數(shù)比（A）-體系能力綜合指數(shù)比（B）我們稱之為體系能力綜合指數(shù)法。其中，體系能力綜合指數(shù)理想值，是指滿足作戰(zhàn)任務(wù)的各項(xiàng)能力指數(shù)的理想值。

體系貢獻(xiàn)率的聚合方法從最低層次能力項(xiàng)的相對能力指數(shù)開始，逐層向上聚合計(jì)算，得到體系能力綜合指數(shù)。在計(jì)算過程中，采用乘法、加法兩種方式。當(dāng)某項(xiàng)能力效果與其它能力效果為累加關(guān)系時(shí)，采用加法方式，向上聚合指標(biāo)時(shí)采用加權(quán)和方法。當(dāng)某項(xiàng)能力效果與其它能力效果是條件關(guān)系時(shí)，采用乘法方式，向上聚合指標(biāo)時(shí)采用指數(shù)法。

2 作戰(zhàn)想定分析

2.1 裝備改進(jìn)情況分析

阿利伯克級驅(qū)逐艦是美海軍隸下現(xiàn)役唯一一型驅(qū)逐艦，是美海軍承擔(dān)編隊(duì)防空任務(wù)的主戰(zhàn)驅(qū)逐艦。為適應(yīng)不斷更新的使命需求，伯克級先后設(shè)計(jì)建造了FlightⅠ/ⅠA、FlightⅡ型、FlightⅡA等艦型，本文主要對比的是最新技術(shù)狀態(tài)的FlightⅡA型和FlightⅡ型。

阿利伯克級FlightⅡA型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦是在阿利伯克級Ⅰ/Ⅱ型驅(qū)逐艦之后建造的一型新戰(zhàn)艦。它雖然是改進(jìn)型，但在很多方面已與原型艦有很大不同，主要體現(xiàn)在艦艇結(jié)構(gòu)和配置、電子設(shè)備、武器系統(tǒng)、作戰(zhàn)系統(tǒng)和編隊(duì)作戰(zhàn)能力等方面。艦艇結(jié)構(gòu)和配置上，新艦增加設(shè)置了雙直升機(jī)庫，用于停放2架海鷹直升機(jī)，提高該型艦艇在編隊(duì)體系作戰(zhàn)中的對海打擊和搜、反潛作戰(zhàn)能力。艙壁采用抗爆炸沖擊和雙層底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以抵消艦艇在增設(shè)了直升機(jī)庫后導(dǎo)致的重心上移，提高了本艦對水下爆炸引起損傷的承受能力，提高了生存能力；艦載武器裝備方面增加了6個(gè)垂直發(fā)射系統(tǒng)的導(dǎo)彈發(fā)射單元，提高了艦上的火力打擊能力。同時(shí)對原有的“海麻雀”防空導(dǎo)彈進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，新型導(dǎo)彈提高了射速并具有更大的機(jī)動(dòng)性；警戒探測裝備方面采用改進(jìn)后的SPY1D（V）相控陣?yán)走_(dá)，增加了用于跟蹤起始處理器，在范圍和精度上都有較大提升，提高了對強(qiáng)背景雜波條件下以及沿海地區(qū)的警戒探測能力。加裝了電子對抗系統(tǒng)，增設(shè)SLQ-32（V）3型電子對抗系統(tǒng)，替換僅有干擾能力的SLQ-32（V）2型，增加了干擾和攔截等多項(xiàng)能力[6]；作戰(zhàn)系統(tǒng)方面，新型艦的宙斯盾系統(tǒng)通過引進(jìn)大規(guī)模商規(guī)組件和采用光纖局域網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，版本提升，指揮控制能力增強(qiáng)；編隊(duì)作戰(zhàn)能力方面該型艦通過將美代號16的數(shù)據(jù)鏈綜合進(jìn)作戰(zhàn)系統(tǒng)，提高編隊(duì)通信能力和數(shù)據(jù)傳輸性能，增強(qiáng)協(xié)同防空作戰(zhàn)時(shí)編隊(duì)的聯(lián)通效率和數(shù)據(jù)通信能力，提升與其他兵力的協(xié)調(diào)配合[7]。

2.2 作戰(zhàn)任務(wù)場景設(shè)置

近期以來，美國某同盟國S與鄰國T不斷發(fā)生利益沖突，兩國交界處摩擦不斷，隨著矛盾加深沖突升級，兩國之間爆發(fā)戰(zhàn)爭。美國以和平解決地區(qū)沖突的理由介入戰(zhàn)爭，迅速組織航母編隊(duì)向T國進(jìn)發(fā)。T國獲悉情報(bào)后派遣本國戰(zhàn)斗艦艇編隊(duì)封鎖美軍前進(jìn)的海域方向，兩國艦艇在海上展開成作戰(zhàn)隊(duì)形。美軍航母編隊(duì)包括尼比茲級航母1艘、“提康德羅加”級導(dǎo)彈巡洋艦2艘、“伯克”級導(dǎo)彈驅(qū)逐艦2艘、“斯普魯恩斯”級驅(qū)逐艦2艘、“洛杉磯”級核動(dòng)力攻擊潛艇2艘、“供應(yīng)”級快速戰(zhàn)斗支援艦1艘。T國派遣海軍航空兵、水面艦艇及潛艇等兵力海陸空一體化聯(lián)合打擊美航母編隊(duì)，阻止美軍對S國的海上支援。伯克級驅(qū)逐艦作為編隊(duì)的主要防空力量依作戰(zhàn)命令警戒相關(guān)空域，并對來襲的空中目標(biāo)實(shí)施協(xié)同探測打擊[8]。

2.3 戰(zhàn)場態(tài)勢構(gòu)建

T國利用多平臺發(fā)射反艦導(dǎo)彈協(xié)同打擊美航母編隊(duì)，并在導(dǎo)彈來襲方向適時(shí)采取遠(yuǎn)程支援干擾措施，掩護(hù)導(dǎo)彈發(fā)射。導(dǎo)彈協(xié)同打擊態(tài)勢為在不同方向同時(shí)來襲兩枚，設(shè)置為中高空的超音速導(dǎo)彈。編隊(duì)防空戰(zhàn)斗群依據(jù)阿利伯克艦任務(wù)狀態(tài)和所處位置等信息進(jìn)行任務(wù)分配，協(xié)同探測來襲導(dǎo)彈并組織火力打擊。對比新型艦相對于上一代在防空作戰(zhàn)中的體系貢獻(xiàn)率提升。

3 指標(biāo)體系構(gòu)建

3.1 指標(biāo)體系構(gòu)建原則

綜合考慮艦艇的使命任務(wù)及作戰(zhàn)對手的典型戰(zhàn)法、作戰(zhàn)樣式等因素進(jìn)行指標(biāo)構(gòu)建。指標(biāo)選取原則為：一是主要選擇對作戰(zhàn)效果有明顯影響的能力項(xiàng)；二是主要選擇在案例中對能力需求滿足存在問題的能力項(xiàng)，忽略明顯能夠滿足的能力項(xiàng)；三是體現(xiàn)能力的綜合效果，屏蔽技術(shù)細(xì)節(jié)，減少層次。

3.2 關(guān)鍵能力項(xiàng)分解

依據(jù)指標(biāo)構(gòu)建原則，結(jié)合作戰(zhàn)任務(wù)對裝備的能力需求以及裝備改進(jìn)研制的主要方面，作戰(zhàn)能力主要集中于本艦作戰(zhàn)能力和協(xié)同作戰(zhàn)能力，對關(guān)鍵能力進(jìn)行指標(biāo)分解，選取敏感性能力分項(xiàng)，主要將本艦作戰(zhàn)能力分解為探測感知、指揮控制、火力打擊以及戰(zhàn)場生存能力分項(xiàng)，協(xié)同作戰(zhàn)能力分解為通信能力、任務(wù)分配、協(xié)同制導(dǎo)能力等[9]。

3.3 指標(biāo)體系構(gòu)建

從作戰(zhàn)的目標(biāo)層開始逐級向下分解任務(wù)和能力項(xiàng)，指標(biāo)構(gòu)建分為四層：第一層為編隊(duì)協(xié)同防空作戰(zhàn)目標(biāo)層，是項(xiàng)目最終的聚合頂層；第二層為能力項(xiàng)層，分為探測感知、指揮控制、火力打擊、戰(zhàn)場生存、協(xié)同作戰(zhàn)五個(gè)能力項(xiàng)；能力層向下分解為能力分項(xiàng)層，各分項(xiàng)之間區(qū)分“乘”與“和”的連接關(guān)系。“乘”的關(guān)系中各能力分項(xiàng)采用專家打分法確定能力系數(shù)，用于表征各能力分項(xiàng)的權(quán)重值，“和”的關(guān)系中各能力分項(xiàng)確定權(quán)重值分配；第四層為核心指標(biāo)層，選取的指標(biāo)都對防空作戰(zhàn)影響較大且能體現(xiàn)出兩型艦?zāi)芰Σ町?。指?biāo)體系圖如圖1所示。

圖1 指標(biāo)體系示意圖

4 評估過程

4.1 阿利伯克FlightⅡ型艦參加編隊(duì)防空作戰(zhàn)的指數(shù)比計(jì)算

根據(jù)上述作戰(zhàn)能力分析，計(jì)算FlightⅡ型艦各分項(xiàng)能力的指數(shù)，計(jì)算結(jié)果通過參考相關(guān)資料推算得出。

1）探測感知能力

考慮該型反艦導(dǎo)彈對美軍編隊(duì)的威脅打擊距離，設(shè)定理想值也就是安全范圍為80 km。滿足武器使用要求的感知精度等信息質(zhì)量指標(biāo)為0.9。設(shè)定理想的感知時(shí)間為4S，感知時(shí)間越短效率越高，所以取時(shí)間的倒數(shù)。設(shè)定理想偵察頻域、距離、方位、俯仰范圍綜合指數(shù)為40，偵查質(zhì)量為0.9，根據(jù)FlightⅡ型艦攔截該型導(dǎo)彈的實(shí)際作戰(zhàn)性能進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表1所示。

表1 探測感知能力指數(shù)比

2）指揮控制能力

系統(tǒng)最大處理批數(shù)為500批，滿足理想條件的要求。反應(yīng)時(shí)間越短效率越高，所以取時(shí)間倒數(shù)，設(shè)理想反應(yīng)時(shí)間為0.8 s。決策合理性試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行200次決策方案測試，統(tǒng)計(jì)決策錯(cuò)誤次數(shù)，次數(shù)越多合理性越差，理想條件為3次以內(nèi)。測試200次系統(tǒng)火力分配方案，統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤次數(shù)，F(xiàn)lightⅡ錯(cuò)誤次數(shù)6次，理想條件為3次以內(nèi)。根據(jù)FlightⅡ型艦攔截該型導(dǎo)彈的實(shí)際作戰(zhàn)性能計(jì)算如表2所示。

表2 指揮控制能力指數(shù)比

3）火力打擊能力

攔截范圍的理想值設(shè)為75 km，理想殺傷概率為100%，同時(shí)攔截批數(shù)為15批。測試艦艇分別實(shí)施30次無源干擾和有源干擾時(shí)，干擾的有效次數(shù)。根據(jù)FlightⅡ型艦攔截該型導(dǎo)彈的實(shí)際作戰(zhàn)性能計(jì)算如表3所示。

表3 力打擊能力指數(shù)比

4）戰(zhàn)場生存能力

船體抗損能力，損管監(jiān)控能力和降功能使用能力歸一化后理想值均設(shè)為1，邀請各相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜矣么蚍址ù_定FlightⅡ型艦實(shí)際的戰(zhàn)場生存能力各指標(biāo)值，計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4 場生存能力指數(shù)比

綜合計(jì)算FlightⅡ型艦在上述能力方面與理想值的指數(shù)比為

79.1%×88.9%×77.4%×75.2%=40.9%

5）協(xié)同作戰(zhàn)能力

通信能力綜合考慮傳輸速率、誤碼率等指標(biāo)，將理想值設(shè)置為1，協(xié)同任務(wù)能力考慮任務(wù)分配、決策合理性以及協(xié)同制導(dǎo)等過程，將理想值設(shè)為1。根據(jù)資料推算阿利伯克FlightⅡ型艦相關(guān)能力[10]，綜合計(jì)算結(jié)果如表5所示。

表5 同作戰(zhàn)能力指數(shù)比

綜合計(jì)算FlightⅡ型艦在上述能力方面與理想值的指數(shù)比為

79.1%×88.9%×77.4%×67.3%×81.2%=33.21%

4.2 阿利伯克FlightⅡA型艦參加編隊(duì)防空作戰(zhàn)的指數(shù)比計(jì)算

計(jì)算FlightⅡA型艦在上述能力指標(biāo)方面的指數(shù)比，計(jì)算結(jié)果通過參考相關(guān)資料推算得出。

1）探測感知能力

表6 探測感知能力指數(shù)比

2）指揮控制能力

表7 指揮控制能力指數(shù)比

3）火力打擊能力

表8 火力打擊能力指數(shù)比

4）戰(zhàn)場生存能力

表9 戰(zhàn)場生存能力指數(shù)比

5）協(xié)同作戰(zhàn)能力

表10 協(xié)同作戰(zhàn)能力指數(shù)比

綜合計(jì)算FlightⅡA型艦在上述能力方面與理想值的指數(shù)比為

83.48%×88.9%×87.6%×81.0%×87.7%=46.18%

4.3 體系貢獻(xiàn)率計(jì)算及結(jié)果分析

FlightⅡA型艦相對FlightⅡ型艦在編隊(duì)體系下攔截中高空超音速反艦導(dǎo)彈的體系貢獻(xiàn)率為46.18%-33.21%=12.91%

通過上述兩型船各分項(xiàng)的能力指數(shù)對比可知，在編隊(duì)體系防空作戰(zhàn)中FlightⅡ型艦的探測感知和火力打擊能力相對偏弱，美軍在FlightⅡA型艦上有針對性的裝配了SPY1D（V）相控陣?yán)走_(dá)，增強(qiáng)對雜波控制，增加垂直發(fā)射單元，增裝改進(jìn)型“海麻雀”防空導(dǎo)彈，提高對近程來襲導(dǎo)彈的攔截能力。最后計(jì)算得，F(xiàn)lightⅡA型艦相對FlightⅡ型艦攔截中高空超音速反艦導(dǎo)彈的體系貢獻(xiàn)率增加了11.76%。

5 結(jié)束語

文章以美軍典型防空戰(zhàn)艦阿利伯克級為對象，從完成編隊(duì)協(xié)同防空任務(wù)出發(fā)，在充分研究體系貢獻(xiàn)率評估流程和分析作戰(zhàn)想定基礎(chǔ)上，構(gòu)建評估指標(biāo)體系并完成對體系貢獻(xiàn)率的評估。經(jīng)過結(jié)果分析，找出體系背景下作戰(zhàn)試驗(yàn)中裝備各能力分項(xiàng)的短板弱項(xiàng)，為后續(xù)裝備建設(shè)提供參考，為部隊(duì)訓(xùn)練演習(xí)等提供依據(jù)。由于缺乏外軍技術(shù)資料，某些能力推算存在偏差，部分裝備的性能指標(biāo)量化不夠科學(xué)，影響到對最終結(jié)果的分析計(jì)算，這也是下一步要完善的工作。

[1] 郭齊勝, 樊延平, 穆歌等. 裝備需求論證理論與方法[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社,2016.

[2] 王楠, 楊娟, 何榕. 基于粗糙集的武器裝備體系貢獻(xiàn)度評估方法[J]. 指揮控制與仿真, 2016, 38(1): 104-107.

[3] 錢曉超, 唐偉, 陳偉等. 面向關(guān)鍵能力的陸軍全域作戰(zhàn)體系貢獻(xiàn)率評估[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào), 2018, 30(12): 4786-4793.

[4] 閆海港, 盧湛夷, 王亮. 體系貢獻(xiàn)率評估在裝備全壽命周期中的應(yīng)用[J]. 裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào), 2019, 33(02): 28-32.

[5] 彭耿, 周少平, 張緒明等. 武器裝備體系貢獻(xiàn)率計(jì)算方法[J]. 火力與指揮控制, 2019, 44(04): 33-36+43.

[6] 石榮生. “阿利·伯克”級ⅡA型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦[J]. 現(xiàn)代軍事, 2000( 05).

[7] 默虹. “阿利·伯克”級驅(qū)逐艦的部門設(shè)置與人員配置[J]. 現(xiàn)代軍事, 2016(17).

[8] 彭志紅. 多平臺防空協(xié)同任務(wù)分配問題研究[D]. 北京: 北京理工大學(xué), 2016.

[9] 張海峰, 鄭寶華, 陳鄧安. 基于協(xié)同決策理論的防空火力分配模式探析[J]. 兵工自動(dòng)化, 2016, 9（04）.

[10] 謝永杰. 多平臺防空導(dǎo)彈任務(wù)分配及協(xié)同制導(dǎo)方法研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2019.

Evaluation of the System Contribution Rate of the American Alebock Destroyer in the Formation Cooperative Air Defense Operation

Zhang Jiabin

(Unit 41, 91404, Qinhuangdao 066000, Hebei, China)

TM612

A

1003-4862（2021)08-0038-0005

2021-06-29

張家賓（1989-），男，助理工程師。研究方向：作戰(zhàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。E-mail: zjbdgryx@sina.com