光電對抗彈藥消耗量計算模型

韓道文， 李雙剛, 宋振之,2， 朱正龍

(1.國防科技大學,合肥 230000； 2.中國人民解放軍31649部隊，廣東 汕尾 516000；3.陸軍通信訓練基地，河北 張家口 075000)

0 引言

近年來，隨著裝備技術(shù)的發(fā)展，光電對抗技術(shù)有了長足進步，出現(xiàn)了無源干擾煙幕彈、光箔條干擾彈等多種光電對抗彈藥。這些彈藥在作戰(zhàn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，成為光電對抗作戰(zhàn)的重要基礎(chǔ)。一方面，盡管彈藥消耗類的研究有很多[1-3]，但基本集中于火力彈藥消耗研究，而光電對抗彈藥與火力彈藥對目標的作用機制、使用方法等有很大差別，因此，從火力彈藥消耗的研究中難以尋得有益的參考。另一方面,由于光電對抗彈藥裝備部隊時間短,缺乏實戰(zhàn)經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，彈藥消耗的需求分析和計算方法仍未見報道。當前隨著軍事斗爭準備的日趨深入，部隊訓練的實戰(zhàn)化要求越來越高，光電對抗彈藥的消耗計算方法也成為迫切需要解決的問題。因此，研究光電對抗彈藥消耗問題有重要的意義。

1 影響彈藥消耗的因素

光電對抗用來對抗光電偵察和精確打擊，其作戰(zhàn)對象主要是光電探測、火控系統(tǒng)以及精確制導武器[4-5]，作為防御的一方，其彈藥的消耗與來襲精確制導武器的種類、數(shù)量以及我方具備的干擾手段等密切相關(guān)。光電對抗作戰(zhàn)有兩個特點對光電對抗彈藥的消耗影響較大：一是單種彈藥可以干擾的目標可能有多個，例如，光電無源煙幕彈對光電偵察/火控系統(tǒng)以及激光、電視、紅外和毫米波制導的導彈均有干擾能力；二是對一種目標(導彈)可能有多種光電對抗手段進行干擾，例如，對激光制導武器，可以采用激光角度欺騙干擾和激光高重頻干擾，也可以采用無源煙幕進行干擾。

因此，要計算光電對抗彈藥消耗，需從光電對抗手段、彈藥的作戰(zhàn)目標和敵方的攻擊強度3個方面考慮[6]。

1.1 光電對抗手段

光電對抗手段的多少決定了每種手段承擔任務(wù)量的多寡。光電對抗手段有的需要使用彈藥，有的無需使用彈藥。在攻擊強度一定的情況下，光電對抗手段越多，每種光電對抗手段需要承擔的任務(wù)量可能就越少，該手段使用的彈藥量也就越少。

1.2 彈藥的作戰(zhàn)目標

作戰(zhàn)目標是光電對抗彈藥的干擾對象，作戰(zhàn)目標不同，使用的彈藥也不同，對有的制導武器只能選用一種手段進行干擾，對有的制導武器可能有多種手段進行干擾，如果對某種來襲武器的干擾手段只有一種，而該手段使用彈藥，則該種彈藥的消耗就大。因此，首先要明確所求彈藥的作戰(zhàn)目標是何種武器，然后明確對該武器進行對抗的手段有多少，最終根據(jù)對抗手段的多少確定所求彈藥在對抗該武器中所占的任務(wù)比重。

1.3 敵方的攻擊強度

敵方的攻擊強度決定了我方的防護密度，攻擊強度越大，我方的防護密度就越大，所需消耗的彈藥可能也越多。

2 彈藥消耗量計算模型

明確了影響彈藥消耗的因素后就可以計算彈藥的消耗量。首先要計算出在一次戰(zhàn)斗中某種彈藥需承擔的任務(wù)量，由于該光電對抗彈藥執(zhí)行一次任務(wù)時的消耗量是一個固定值，因而可以計算出在一次戰(zhàn)斗中對某種光電對抗彈藥的消耗量。

假設(shè)需計算消耗量的光電對抗彈藥為w，把彈藥w執(zhí)行一次任務(wù)時所消耗的彈藥量記作該彈藥的單次任務(wù)消耗量Qw，如果彈藥在一次作戰(zhàn)中需要執(zhí)行多次任務(wù)，設(shè)任務(wù)量為Lw，則彈藥w的消耗量Dw為

Dw=Lw×Qw。

(1)

敵機轟炸通常采用多機編隊，在多個方向同時進行。當敵機在不同方向投下不同制導方式的制導武器時，需要不同的光電干擾手段進行對抗。把敵方在一次攻擊時投下的制導武器數(shù)量定義為攻擊強度，用B表示，B反映了敵方的空襲戰(zhàn)術(shù)，對特定的目標，該數(shù)據(jù)通常為常量。作戰(zhàn)中，光電對抗手段有多種，通常不會出現(xiàn)一種彈藥需要對抗敵方所有攻擊的情況。假設(shè)彈藥w在對抗敵方攻擊作戰(zhàn)中的任務(wù)比重為Kw，那么在一次作戰(zhàn)行動中彈藥w承擔的任務(wù)量Lw為

Lw=B×Kw。

(2)

假設(shè)在對抗敵空襲行動中，需要使用彈藥w去對抗敵方武器的種類為N，對于其中的第n種導彈(0

(3)

考慮到Lw為裝備執(zhí)行任務(wù)的次數(shù)，應(yīng)當為整數(shù)，因此，Lw可進一步細化為

(4)

式中，[B×KW]表示取(B×KW)的整數(shù)部分。

把式(4)代入式(1)，可得光電對抗彈藥w的消耗量算式為

(5)

式中：Dw為彈藥w的消耗量，單位為發(fā)；Qw為彈藥w的單次任務(wù)消耗量，單位為發(fā)/次，該值為常量，與彈藥的性能有關(guān)；B為敵方在一次作戰(zhàn)中的空襲波數(shù)，該數(shù)據(jù)由敵方空襲戰(zhàn)術(shù)決定。

3 模型應(yīng)用舉例

模型的運用需要結(jié)合一定的作戰(zhàn)背景。彈藥消耗量與我方使用的裝備、敵方導彈使用的制導方式、敵方空襲戰(zhàn)術(shù)等因素有關(guān)。下面結(jié)合一次具體的作戰(zhàn)過程來闡述模型的運用。

假定在一次作戰(zhàn)中，有兩種光電對抗彈藥w1和w2可供使用，兩種彈藥及其對抗的制導武器類型及裝備數(shù)量等參數(shù)如表1所示。作戰(zhàn)中除使用這兩種彈藥的光電對抗裝備外，還有采用其他手段無需消耗彈藥的某光電干擾車2輛，可用來干擾激光制導導彈。

表1 彈藥有關(guān)參數(shù)

假定戰(zhàn)斗用來防護我方某重要目標，根據(jù)有關(guān)情報，敵方轟炸該目標時，采用的武器制導類型為激光制導和紅外制導兩種類型武器，激光制導武器的使用比例為70%，紅外制導武器的使用比例為30%，敵方對該目標的轟炸強度波數(shù)為8[7-8]。

彈藥w1的作戰(zhàn)目標是激光制導武器。此次作戰(zhàn)中，能夠?qū)辜す庵茖淦鞯难b備共有9輛(使用彈藥w1的裝備3輛，使用彈藥w2的裝備4輛，某光電干擾車2輛)，根據(jù)模型，彈藥w1的消耗量(單位，發(fā))為

(6)

同理，彈藥w2的作戰(zhàn)目標是激光、電視和紅外制導武器。但在此次作戰(zhàn)中，敵方只使用激光和紅外兩種制導導彈，能夠?qū)辜す庵茖淦鞯难b備共有9輛(使用彈藥w1的裝備3輛，使用彈藥w2的裝備4輛，某光電干擾車2輛)；能夠?qū)辜t外制導武器的裝備共有4輛(使用彈藥w2的裝備4輛)；根據(jù)模型，彈藥w2的消耗量(單位，發(fā))為

(7)

運用該模型計算了光電對抗裝備的備彈數(shù)量，與裝備自身的備彈量相差不大，證明該模型計算結(jié)果與裝備在戰(zhàn)術(shù)運用的設(shè)計上基本一致。根據(jù)部隊演習和訓練數(shù)據(jù)分析，模型計算結(jié)果也與實際訓練耗彈量在數(shù)量上較為一致，表明模型計算結(jié)果具有一定的合理性。

4 結(jié)語

本文構(gòu)建的光電對抗彈藥消耗模型對影響光電對抗彈藥消耗的因素考慮得較為全面，給出的算式簡單明了，式中各個物理量的含義清晰，易于理解，能夠為我方指戰(zhàn)員評估光電對抗行動中的彈藥消耗需求提供良好參考，具有很強的現(xiàn)實意義。

由于戰(zhàn)場環(huán)境瞬息萬變，光電對抗指揮員需要靈活應(yīng)變，而模型對敵情的要求很嚴格，實際情況下，可以模型計算的結(jié)果為基礎(chǔ)，通過適當修正提高冗余，來應(yīng)對不確定的戰(zhàn)場情況可能帶來的偏差。