便攜式無坐力炮作戰(zhàn)效能綜合評(píng)定

李 召，徐文旭，時(shí)景峰

(中國人民解放軍63961部隊(duì)，北京 100012)

1 引言

便攜式無坐力炮主要編配于步兵班組和地面作戰(zhàn)小分隊(duì)[1-2]，遂行摧毀敵裝甲車輛、火力點(diǎn)、有生力量、輕型土木工事等任務(wù)，是步兵班組主要火力打擊武器。典型代表產(chǎn)品為瑞典“卡爾·古斯塔夫”無坐力炮，配用反裝甲、反人員、反工事等多類彈藥[3]，主用彈種[4]包括多用途彈、殺傷彈、云爆彈、破甲彈等，裝備美、英、德、日、印等50多個(gè)國家，曾在1982年的馬島戰(zhàn)爭、1999年的印巴卡吉爾沖突[5]、2001—2014年的阿富汗戰(zhàn)爭、2003—2010年的伊拉克戰(zhàn)爭、2011年的利比亞內(nèi)戰(zhàn)、2011年至今的敘利亞內(nèi)戰(zhàn)、2022年俄烏沖突等局部戰(zhàn)爭中大量使用。

為了綜合評(píng)定便攜式無坐力炮在典型作戰(zhàn)場景下的作戰(zhàn)效能，將根據(jù)步兵分隊(duì)作戰(zhàn)使用流程，編制便攜式無坐力炮基本作戰(zhàn)想定，制定作戰(zhàn)任務(wù)剖面；根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)剖面、任務(wù)強(qiáng)度和武器基本戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能參數(shù)，構(gòu)建作戰(zhàn)效能評(píng)定模型；針對(duì)裝甲車輛、火力點(diǎn)、有生力量三類典型目標(biāo)，選用多用途彈、殺傷彈兩型彈藥，進(jìn)行作戰(zhàn)效能計(jì)算分析，最終確定便攜式無坐力炮兵組完成典型作戰(zhàn)任務(wù)的最佳攜彈量、毀傷目標(biāo)數(shù)、生存概率等作戰(zhàn)使用數(shù)據(jù)。

2 兵組作戰(zhàn)任務(wù)剖面

以步兵連進(jìn)攻戰(zhàn)斗為例，便攜式無坐力炮兵組在步兵連、排火力支援下遂行戰(zhàn)斗任務(wù)，兵組由2人組成，攜帶4～6發(fā)彈藥[6-8]，在集結(jié)地域(距敵防御前沿約30 km)受領(lǐng)戰(zhàn)斗任務(wù)，乘車開進(jìn)至待機(jī)地域(距敵防御前沿約10 km)，進(jìn)行短暫停頓和調(diào)整，而后向沖擊出發(fā)陣地接近；到達(dá)沖擊出發(fā)陣地后，兵組下車，按協(xié)同時(shí)間發(fā)起沖擊，沖擊過程中，接受步兵分隊(duì)指揮員的命令，對(duì)威脅步兵沖擊的當(dāng)面目標(biāo)實(shí)施射擊。典型任務(wù)剖面如圖1所示，典型作戰(zhàn)任務(wù)期間所經(jīng)歷的全部事件及有關(guān)數(shù)據(jù)見表1所示[5]。

表1 輕型無坐力武器典型任務(wù)剖面事件及有關(guān)數(shù)據(jù)

圖1 便攜式無坐力炮典型任務(wù)剖面

對(duì)敵方機(jī)步排進(jìn)攻時(shí)，機(jī)步排防御正面300～400 m，裝備4輛步兵戰(zhàn)車，每輛步兵戰(zhàn)車防御正面為75～100 m；在班組進(jìn)攻正面范圍內(nèi)可能出現(xiàn)1～2輛步兵戰(zhàn)車。

對(duì)敵方戰(zhàn)車排進(jìn)攻時(shí)，戰(zhàn)車排防御正面300～600 m，裝備4輛戰(zhàn)車，每輛戰(zhàn)車防御正面為75～150 m；在班組進(jìn)攻正面范圍內(nèi)可能出現(xiàn)1輛戰(zhàn)車。

考慮敵軍各種輕武器的有效射程，在陣地防御作戰(zhàn)時(shí)，在100～150 m防御正面設(shè)置2個(gè)～3個(gè)火力點(diǎn)。

一般情況下，在火力準(zhǔn)備階段能夠?qū)衬繕?biāo)造成的30%傷害[9]，當(dāng)班組發(fā)起沖擊時(shí)，進(jìn)攻正面出現(xiàn)的目標(biāo)為1個(gè)～2個(gè)，典型目標(biāo)包括步兵戰(zhàn)車、火力點(diǎn)、有生力量等[6]。

用于便攜式無坐力炮作戰(zhàn)效能評(píng)定的典型作戰(zhàn)任務(wù)剖面規(guī)定為：2人兵組自沖擊陣地下車，按協(xié)同時(shí)間向敵前沿和目標(biāo)發(fā)起沖擊，沖擊距離1 000～2 000 m；在沖擊過程中對(duì)當(dāng)面目標(biāo)實(shí)施射擊，目標(biāo)數(shù)量1～2個(gè)；對(duì)單個(gè)目標(biāo)連續(xù)射擊1～4次，期間根據(jù)需要轉(zhuǎn)移陣地1次，轉(zhuǎn)移距離50～200 m，至全部消滅遭遇目標(biāo)或攜帶彈藥發(fā)射完畢，為完成一次戰(zhàn)斗任務(wù)[5]。

3 作戰(zhàn)效能評(píng)定模型

3.1 作戰(zhàn)效能量度

用兵組完成規(guī)定作戰(zhàn)任務(wù)的概率P作為作戰(zhàn)效能量度，計(jì)算公式為：

(1)

式中：Ne為兵組完成一次作戰(zhàn)任務(wù)中實(shí)際毀傷目標(biāo)數(shù)量，與任務(wù)時(shí)間內(nèi)命中并毀傷目標(biāo)的概率有關(guān)，由射擊距離、射速、命中精度、毀傷率、系統(tǒng)可靠性等因素決定；Ne0完成作戰(zhàn)任務(wù)需要?dú)哪繕?biāo)總數(shù)。

完成規(guī)定作戰(zhàn)任務(wù)概率P定義如下：

P<0.5時(shí)，不能完成作戰(zhàn)任務(wù)；

0.5≤P<0.65時(shí)，基本完成作戰(zhàn)任務(wù)；

0.65≤P<0.8時(shí)，較好完成作戰(zhàn)任務(wù)；

P≥0.8時(shí)，圓滿完成作戰(zhàn)任務(wù)。

3.2 命中并毀傷目標(biāo)的概率模型

便攜式無坐力炮配用不同的彈種打擊不同目標(biāo)，多用途彈用于毀傷敵步兵戰(zhàn)車、裝甲車輛、火力點(diǎn)等目標(biāo)，殺傷暴露的有生力量；殺傷彈用于殺傷敵暴露、半遮蔽掩體和塹壕內(nèi)有生力量，壓制敵火力點(diǎn)。

1)多用途彈命中并毀傷目標(biāo)的概率模型

已知射擊精度σy、σz時(shí)，多用途彈命中并毀傷裝甲車輛、火力點(diǎn)等目標(biāo)的概率F(N)計(jì)算公式見式(2)、式(3)：

(2)

(3)

式(2)中，N為連續(xù)發(fā)射的彈藥數(shù)量，一般情況下對(duì)每個(gè)目標(biāo)至少連續(xù)發(fā)射2發(fā)。

R為武器系統(tǒng)可靠性，國內(nèi)外同類便攜式武器的可靠性可達(dá)0.95以上，此處可取值為0.95。

H為毀傷率，對(duì)于步兵戰(zhàn)車目標(biāo)，多用途彈使用破甲射流進(jìn)行毀傷，步兵戰(zhàn)車裝甲厚度一般不超過50 mm，多用途彈對(duì)其毀傷率可到達(dá)0.95以上，此處取值為0.95；對(duì)于沙袋掩體構(gòu)筑的機(jī)槍火力點(diǎn)目標(biāo)，多用途彈使用射流和破片綜合效能進(jìn)行毀傷，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值毀傷率可取值為0.7。

M為命中精度，與武器系統(tǒng)誤差和立靶精度相關(guān)，在直射距離(250 m)內(nèi)的命中目標(biāo)概率達(dá)95%以上。便攜式無坐力炮配用高精度光電火控，具備激光測距、環(huán)境參數(shù)采集、射表自動(dòng)查詢與射擊諸元裝訂等功能，可將系統(tǒng)誤差修正至忽略不計(jì)，因此其射擊精度取決于立靶密集度，射擊精度σy、σz的表達(dá)式為：

σy=Ey/0.674 5

σz=Ez/0.674 5

(4)

式中：Ey、Ez為立靶密集度的高低和方向中間誤差，設(shè)多用途彈400 m立靶密集度Ey×Ez=0.35 m×0.35 m，則在600 m 距離上對(duì)步兵戰(zhàn)車的命中概率為70%。

S為目標(biāo)易損面積范圍，典型步兵戰(zhàn)車和沙袋掩體火力點(diǎn)易損面積范圍均取值為y=±1.15 m、z=±1.15 m。

2)殺傷彈命中并毀傷目標(biāo)的概率模型

殺傷彈命中并毀傷有生力量目標(biāo)的概率計(jì)算公式與多用途彈相同，見式(2)、式(3)。根據(jù)目標(biāo)距離的不同，連續(xù)發(fā)射彈藥數(shù)量N取值1～4發(fā)。命中精度M直接取值為殺傷彈地面密集度，縱向中間誤差取值為射擊距離的1/150，橫向中間誤差取值為射擊距離的1/500。毀傷率H取決于殺傷彈引信空炸精度和破片威力范圍，在命中有生力量易損面積范圍內(nèi)，毀傷率平均為0.95。有生力量目標(biāo)易損面積范圍S取值為x=±12.5 m、z=±12.5 m。

3.3 毀傷目標(biāo)數(shù)量模型

毀傷目標(biāo)數(shù)量為兵組毀傷每個(gè)目標(biāo)的概率之和，其表達(dá)式為：

(5)

3.4 兵組在任務(wù)時(shí)間內(nèi)的生存概率模型

兵組在任務(wù)時(shí)間內(nèi)可能被敵方發(fā)現(xiàn)并毀傷，生存概率與敵方偵察效率、火力毀傷效能和任務(wù)時(shí)間有關(guān)，生存概率表達(dá)式為：

Q=1-(1-e-t/θ)pf

(6)

式中：(1-e-t/θ)為敵方發(fā)現(xiàn)概率；pf為敵方發(fā)現(xiàn)情況下，兵組被毀傷的概率；θ為敵方偵察設(shè)備發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的平均搜索時(shí)間，受能見度、目標(biāo)可視度、地形、天氣及戰(zhàn)場條件的影響，一般情況下，平均搜索時(shí)間θ約為20 min。

t為兵組任務(wù)時(shí)間，由機(jī)動(dòng)時(shí)間、展開時(shí)間、射擊時(shí)間和陣地轉(zhuǎn)移時(shí)間組成，可表示為：

t=tj+tz+ts+ty

(7)

式中，tj為兵組徒步機(jī)動(dòng)時(shí)間，與平均沖擊距離、沖擊速度有關(guān)，沖擊距離1 000～2 000 m時(shí)，沖擊時(shí)間為10～20 min；tz為陣地展開時(shí)間，便攜式筒式武器一般取值為15 s；ts為陣地射擊時(shí)間，與目標(biāo)搜索時(shí)間、射擊彈藥數(shù)目有關(guān)，便攜式無坐力炮配備晝夜觀瞄裝置，目標(biāo)平均搜索時(shí)間約10 s，平均射速為5發(fā)/min；ty為陣地轉(zhuǎn)移時(shí)間，與兵組陣地轉(zhuǎn)移速度相關(guān)，便攜式筒式武器陣地轉(zhuǎn)移200 m用時(shí)約2 min。

根據(jù)敵方武器彈藥性能，一般情況下在兵組周圍25 m×25 m范圍內(nèi)遭受敵炮彈襲擊時(shí)，認(rèn)為便攜式無坐力炮兵組被毀，則兵組被毀概率可表示為：

pf=1-(1-Δs1/Δs2)Nf

(8)

式中，Nf=n×t為在t時(shí)間內(nèi)、兵組周圍每平方千米范圍內(nèi)落入的敵炮彈總數(shù)(敵方一旦發(fā)現(xiàn)步兵分隊(duì)活動(dòng)范圍，則在1～2 min內(nèi)進(jìn)行反擊，按敵方壓制縱深600 m計(jì)算，在步兵分隊(duì)突破地段4 000～8 000 m內(nèi)平均每千米正面每秒落下炮彈0.4～0.6發(fā))，n為在突破地段內(nèi)平均每千米正面每秒落下炮彈發(fā)數(shù)；Δs1為單發(fā)炮彈有效殺傷面積；Δs2為炮彈每千米壓制區(qū)域面積。

4 作戰(zhàn)效能計(jì)算與分析

4.1 多用途彈作戰(zhàn)效能計(jì)算與分析

4.1.1多用途彈對(duì)單個(gè)目標(biāo)作戰(zhàn)效能分析

以步兵戰(zhàn)車和火力點(diǎn)為典型目標(biāo)，對(duì)單個(gè)目標(biāo)連續(xù)發(fā)射2發(fā)或3發(fā)彈藥，在不同射擊距離上對(duì)不同目標(biāo)的作戰(zhàn)效能和生存概率計(jì)算結(jié)果見表2所示。

表2 多用途彈對(duì)單個(gè)目標(biāo)作戰(zhàn)效能計(jì)算結(jié)果

可以看出：

1)隨著射擊距離的增大，便攜式無坐力炮作戰(zhàn)效能明顯下降。發(fā)射2發(fā)彈藥時(shí)，對(duì)火力點(diǎn)目標(biāo)的作戰(zhàn)效能由0.76(250 m)下降到0.49(600 m)，對(duì)步兵戰(zhàn)車的作戰(zhàn)效能由0.93(250 m)下降到0.64(600 m)。

2)對(duì)400 m范圍內(nèi)的火力點(diǎn)目標(biāo)，發(fā)射2發(fā)多用途彈即可較好地完成作戰(zhàn)任務(wù)；對(duì)600 m距離的火力點(diǎn)目標(biāo)，至少需要發(fā)射3發(fā)多用途彈才能基本完成作戰(zhàn)任務(wù)。

3)對(duì)600 m范圍內(nèi)的步兵戰(zhàn)車目標(biāo)，發(fā)射2發(fā)多用途彈可基本完成作戰(zhàn)任務(wù)，發(fā)射3發(fā)可較好完成作戰(zhàn)任務(wù)。

4)由于便攜式無坐力炮反應(yīng)快、射速高，兵組生存概率較高，在同一陣地發(fā)射3發(fā)彈藥的生存概率可達(dá)0.88。

5)為了發(fā)揮最大作戰(zhàn)效能，便攜式無坐力炮兵組在第一陣地上針對(duì)一個(gè)目標(biāo)應(yīng)盡量連續(xù)發(fā)射3發(fā)彈藥。

4.1.2多用途彈對(duì)2個(gè)目標(biāo)作戰(zhàn)效能分析

以步兵戰(zhàn)車和火力點(diǎn)為典型目標(biāo)，選擇3種典型任務(wù)場景發(fā)射5發(fā)多用途彈打擊2個(gè)目標(biāo)，進(jìn)行作戰(zhàn)效能計(jì)算和分析。3種任務(wù)場景的目標(biāo)距離和目標(biāo)類型分別為(400 m步兵戰(zhàn)車，250 m火力點(diǎn))、(600 m火力點(diǎn)，400 m步兵戰(zhàn)車)、(250 m火力點(diǎn)，600 m步兵戰(zhàn)車)，每種場景選擇2個(gè)射擊陣地，第一陣地發(fā)射3發(fā)彈藥，第二陣地發(fā)射2發(fā)彈藥，仿真計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 多用途彈對(duì)2個(gè)目標(biāo)作戰(zhàn)效能計(jì)算結(jié)果

可以看出：

1)對(duì)3種典型場景的作戰(zhàn)效能均達(dá)到0.74以上，綜合作戰(zhàn)效能達(dá)到0.79，能夠較好完成作戰(zhàn)任務(wù)。

2)對(duì)400 m范圍內(nèi)的目標(biāo)具有較好的毀傷概率，如果2個(gè)目標(biāo)距離均在400 m以內(nèi)，作戰(zhàn)效能可達(dá)0.85以上，能夠圓滿完成作戰(zhàn)任務(wù)。

3)兵組生存概率較高，在轉(zhuǎn)移一次陣地的情況下，生存概率達(dá)到0.83。

4)兵組攜帶5發(fā)多用途彈，能夠較好地完成典型作戰(zhàn)任務(wù)，無需攜帶更多彈藥。

4.2 殺傷彈作戰(zhàn)效能計(jì)算與分析

4.2.1殺傷彈對(duì)單個(gè)目標(biāo)作戰(zhàn)效能分析

以有生力量為典型目標(biāo)，對(duì)不同距離上的單個(gè)目標(biāo)連續(xù)發(fā)射1～5發(fā)彈藥，毀傷概率隨目標(biāo)距離、發(fā)射彈藥數(shù)量之間的關(guān)系曲線如圖2所示。

圖2 殺傷彈對(duì)單個(gè)有生力量目標(biāo)的毀傷概率曲線

可以看出：

1)隨著目標(biāo)距離增大，毀傷概率明顯下降，目標(biāo)距離超過900 m時(shí)，發(fā)射1發(fā)殺傷彈難以完成作戰(zhàn)任務(wù)。

2)對(duì)600 m范圍內(nèi)的單個(gè)有生力量目標(biāo)，發(fā)射1發(fā)殺傷彈，毀傷概率達(dá)到0.69以上，才能夠較好完成作戰(zhàn)任務(wù)。

3)對(duì)中遠(yuǎn)距離600～1 100 m范圍內(nèi)的單個(gè)有生力量目標(biāo)，至少需要連續(xù)發(fā)射2發(fā)殺傷彈，毀傷概率可達(dá)到0.7以上，才能夠較好或圓滿完成作戰(zhàn)任務(wù)。

4)對(duì)遠(yuǎn)距離1 500 m以遠(yuǎn)的單個(gè)有生力量目標(biāo)，至少需連續(xù)發(fā)射3發(fā)殺傷彈，毀傷概率可達(dá)到0.7以上，才能夠較好或圓滿完成作戰(zhàn)任務(wù)。

4.2.2殺傷彈對(duì)2個(gè)目標(biāo)作戰(zhàn)效能分析

針對(duì)不同目標(biāo)距離，選擇5種典型任務(wù)場景發(fā)射5發(fā)殺傷彈打擊2個(gè)有生力量目標(biāo)，進(jìn)行作戰(zhàn)效能計(jì)算和分析。5種任務(wù)場景的2個(gè)目標(biāo)距離分別為(400 m，400 m)、(400 m，1 000 m)、(400 m，1 500 m)、(1 000 m，1 500 m)、(1 500 m，1 500 m)，每種場景選擇2個(gè)射擊陣地，第一陣地發(fā)射1發(fā)或2發(fā)彈藥，第二陣地發(fā)射3發(fā)或4發(fā)彈藥，仿真計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 殺傷彈對(duì)2個(gè)有生力量目標(biāo)作戰(zhàn)效能計(jì)算結(jié)果

可以看出：

1)對(duì)5種典型場景的作戰(zhàn)效能最低值為0.64，綜合作戰(zhàn)效能達(dá)到0.80，能夠圓滿完成作戰(zhàn)任務(wù)。

2)2個(gè)目標(biāo)距離均在1 000 m以內(nèi)時(shí)，作戰(zhàn)效能可達(dá)0.80以上，能夠圓滿完成作戰(zhàn)任務(wù)。

3)2個(gè)目標(biāo)距離均在1 000～1 500 m時(shí)，作戰(zhàn)效能在0.72以上，能夠較好完成作戰(zhàn)任務(wù)。

4)兵組攜帶5發(fā)殺傷彈，能夠有效毀傷1 500 m范圍內(nèi)2個(gè)有生力量目標(biāo)，無需攜帶更多彈藥。

4.3 2種彈藥作戰(zhàn)效能計(jì)算與分析

針對(duì)戰(zhàn)場可能出現(xiàn)的三類目標(biāo)，兵組通常需要同時(shí)攜帶多用途彈和殺傷彈，以兵組攜帶3發(fā)多用途彈和2發(fā)殺傷彈毀傷步兵戰(zhàn)車、火力點(diǎn)和有生力量目標(biāo)為例，選擇5中典型作戰(zhàn)任務(wù)場景，作戰(zhàn)效能仿真計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 2種彈藥對(duì)2個(gè)目標(biāo)作戰(zhàn)效能計(jì)算結(jié)果

可以看出，兵組攜帶5發(fā)彈藥(3發(fā)多用途彈、2發(fā)殺傷彈)對(duì)典型作戰(zhàn)任務(wù)的平均作戰(zhàn)效能達(dá)到0.83以上，能夠圓滿完成作戰(zhàn)任務(wù)。

5 結(jié)論

綜上分析，按規(guī)定的典型作戰(zhàn)任務(wù)剖面，兼顧攜行質(zhì)量和作戰(zhàn)效能，便攜式無坐力炮2人兵組最佳攜彈量為5發(fā)，根據(jù)戰(zhàn)場目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)需要，調(diào)整攜行的彈種比例，其在任務(wù)時(shí)間內(nèi)的綜合作戰(zhàn)效能達(dá)到0.74以上，生存概率達(dá)到0.807 6以上，能夠較好地規(guī)定的作戰(zhàn)任務(wù)。為了發(fā)揮最大作戰(zhàn)效能，針對(duì)步兵戰(zhàn)車或火力點(diǎn)目標(biāo)，兵組在第一陣地上應(yīng)盡量連續(xù)發(fā)射3發(fā)多用途彈；針對(duì)有生力量目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)距離兵組在第一陣地上可視情連續(xù)發(fā)射1～3發(fā)殺傷彈。

本文的作戰(zhàn)效能模型和生存概率模型是基于規(guī)定的典型作戰(zhàn)任務(wù)剖面建立的，對(duì)于其他作戰(zhàn)想定和作戰(zhàn)任務(wù)剖面下的作戰(zhàn)效能，可基于該模型進(jìn)行修正和拓展，進(jìn)行綜合評(píng)定，為便攜式無坐力炮和同類武器作戰(zhàn)效能綜合評(píng)定奠定了基礎(chǔ)。