摘要：該文對城市防空作戰(zhàn)中的飛機(jī)空戰(zhàn)過程進(jìn)行了研究，建立了城市防空飛機(jī)空戰(zhàn)模型，給出了模型的任務(wù)要素和過程描述，提出了飛機(jī)空戰(zhàn)的戰(zhàn)損計算方法，最后給出了模型的邏輯設(shè)計框圖。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)空戰(zhàn)模型；作戰(zhàn)規(guī)則；戰(zhàn)損計算

中圖分類號：G875.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2009)04-0976-02

Research on the Airfight Model of Battleplanes in the Aerial Defence of City

SHAO Chao-feng， JIAO Zhi-yong， MA Ya-ping

(Training Simulation Centre of National Defense University，Beijing 10091，China)

Abstract: In this paper the airfight course of battleplanes，which happens in the aerial defense of the city，is analyzed.And the airfight model of battleplanes is designed.And the task elements and the description of course are given.And how to calculate the loss of airfight is illuminated.At the end of the paper，the sketch map for logic designing is offered.

Key words: airfight model of battleplanes; airfight rules; airfight loss calculation

當(dāng)今世界，以信息技術(shù)為先導(dǎo)、以信息戰(zhàn)為核心、以系統(tǒng)集成建設(shè)為特征的新軍事變革正在蓬勃興起。在未來戰(zhàn)爭中，敵國派遣大量地面兵力到我本土作戰(zhàn)的可能性極小，而借助強(qiáng)大的空中優(yōu)勢，依托信息網(wǎng)絡(luò)，利用精確制導(dǎo)武器、遠(yuǎn)程作戰(zhàn)飛機(jī)對我重要城市進(jìn)行空襲將成為軍事強(qiáng)國達(dá)成戰(zhàn)略目的的基本途徑和慣用手段。所以，加強(qiáng)對城市防空作戰(zhàn)的研究和模擬演練意義重大。在城市防空作戰(zhàn)中，利用作戰(zhàn)飛機(jī)進(jìn)行空中巡邏并有效攔截空中來襲目標(biāo)是一種卓有成效的防空手段，在城市防空作戰(zhàn)中占有很重要的地位。本文擬以構(gòu)建城市防空作戰(zhàn)訓(xùn)練模擬系統(tǒng)為背景，對城市防空作戰(zhàn)中戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行空中巡邏并發(fā)生空戰(zhàn)的過程進(jìn)行建模。

1 任務(wù)要素

空中巡邏任務(wù)的要素如表1所示。

2 過程描述

部隊在接到防空指揮部下達(dá)的空中巡邏任務(wù)命令后，執(zhí)行任務(wù)的飛機(jī)就會從所在機(jī)場（一般在城市附近）起飛，并迅速到達(dá)指定空域，在該空域展開，以城市為中心進(jìn)行環(huán)形巡邏飛行，或在重點(diǎn)防衛(wèi)方向的一側(cè)進(jìn)行“8”字形往返飛行。一旦遭遇空中目標(biāo)（導(dǎo)彈或敵機(jī)），就馬上進(jìn)行敵我判斷，如果判定是我方戰(zhàn)機(jī)，就繼續(xù)巡邏；如果判定是敵方戰(zhàn)機(jī)，并且接到空中攔截命令，如果能夠執(zhí)行命令，即迅速結(jié)束巡邏狀態(tài)而轉(zhuǎn)入空戰(zhàn)狀態(tài)，并在同時向地面指揮部發(fā)送空情報告。在經(jīng)過激烈的空中交戰(zhàn)后，或者將來犯敵機(jī)擊落，或者被敵機(jī)重創(chuàng)。如果將目標(biāo)擊落后，我方飛機(jī)仍然保持良好飛行性能，即馬上返航。飛機(jī)落地的同時向防空聯(lián)合指揮部發(fā)送報告。其過程如圖1所示：

圖1空中巡邏過程示意圖

影響空中交戰(zhàn)勝負(fù)的因素很多。敵我雙方戰(zhàn)機(jī)的性能是個關(guān)鍵因素，例如：機(jī)載雷達(dá)的探測范圍和最大探測距離、機(jī)載武器數(shù)量、最大續(xù)航時間等。

3 行動規(guī)則

1） 當(dāng)執(zhí)行任務(wù)的飛行編隊接受巡邏任務(wù)的命令后，首先判斷是否到達(dá)指定任務(wù)執(zhí)行時間，如未到達(dá)則不處理。

2） 當(dāng)行動命令中沒有指定巡邏空域的位置（用距離機(jī)場的距離來確定）時，命令不予執(zhí)行。

3） 巡邏開始標(biāo)志：由機(jī)場開始按用戶輸入的速度取捷徑飛往巡邏空域，到達(dá)巡邏空域即置巡邏開始標(biāo)志，并發(fā)報告。

4） 巡邏結(jié)束標(biāo)志：從機(jī)場起飛開始計時，即計算機(jī)場到巡邏空域的時間、巡邏時間。讀取飛機(jī)性能表中該型號飛機(jī)的連續(xù)作戰(zhàn)時間，當(dāng)連續(xù)作戰(zhàn)時間(機(jī)場到巡邏空域的時間+巡邏時間)小于機(jī)場到巡邏空域時間的1.2倍時，實(shí)施空中巡邏的飛機(jī)即返航。置巡邏結(jié)束標(biāo)志，返航回機(jī)場。落地后發(fā)報告。

5） 巡邏中實(shí)施空戰(zhàn)的條件：接受臨時干預(yù)命令或主動攔截。當(dāng)接受臨時干預(yù)命令時，即對指定的敵方目標(biāo)實(shí)施攔截。完成空中攔截任務(wù)后即返航，同時發(fā)空戰(zhàn)結(jié)果報告，飛機(jī)降落后，發(fā)送完成空中巡邏報告。

6） 當(dāng)連續(xù)作戰(zhàn)時間(機(jī)場至巡邏空域時間+巡邏時間+巡邏空域到攔截點(diǎn)的時間)小于攔截點(diǎn)至機(jī)場時間的1.2倍時，則不能完成指揮所下達(dá)的空中攔截命令，繼續(xù)執(zhí)行巡邏任務(wù)并發(fā)報告。

7）已有作戰(zhàn)時間＝連續(xù)作戰(zhàn)時間－(機(jī)場到巡邏空域時間＋巡邏時間＋當(dāng)前位置到攔截點(diǎn)的時間+攔截點(diǎn)返回機(jī)場的時間×l.2)。

8）空中巡邏飛機(jī)的作戰(zhàn)范圍＝已有作戰(zhàn)時間×飛機(jī)速度

返航落地后發(fā)巡邏結(jié)束報告。

4 戰(zhàn)損計算

空戰(zhàn)模擬結(jié)果計算的基本思路是：首先，能夠構(gòu)成交戰(zhàn)關(guān)系的紅藍(lán)雙方編隊進(jìn)行超視距空戰(zhàn)，計算各自的戰(zhàn)損數(shù)量，然后根據(jù)雙方編隊剩余飛機(jī)的空戰(zhàn)能力指數(shù)，再次計算各自的戰(zhàn)損數(shù)量。

4.1 編隊超視距空戰(zhàn)戰(zhàn)損計算

1）空空導(dǎo)彈擊毀飛機(jī)概率的計算

單發(fā)空空導(dǎo)彈擊毀飛機(jī)的概率與機(jī)載雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率、導(dǎo)彈火控系統(tǒng)正常工作的概率、導(dǎo)彈制導(dǎo)成功的概率、命中后擊毀飛機(jī)的概率和地面或預(yù)警指揮機(jī)的引導(dǎo)成功概率有關(guān)，因此，單發(fā)空空導(dǎo)彈擊毀飛機(jī)的概率p為：

2）編隊超視距攻擊戰(zhàn)損計算

一般情況下，每架飛機(jī)一次只攻擊一架目標(biāo)機(jī)，可用1枚空空導(dǎo)彈，也可用2枚，假設(shè)用1枚的概率為p則用2枚的概率為p(1-p)

攻擊編隊可擊毀目標(biāo)機(jī)的架數(shù)n為:

n1，n2分別為攻擊編隊都用1枚導(dǎo)彈攻擊方式和2枚導(dǎo)彈攻擊方式可擊毀目標(biāo)機(jī)的架數(shù)，其計算方法如下：

攻擊編隊用1枚導(dǎo)彈攻擊方式可攻擊目標(biāo)機(jī)的架數(shù)s為：

z為攻擊編隊中攜載的某型空空導(dǎo)彈總數(shù)量，m為目標(biāo)機(jī)編隊飛機(jī)架數(shù)。

則擊毀k架飛機(jī)的概率分布為：

p為單發(fā)空空導(dǎo)彈擊毀飛機(jī)的概率。

產(chǎn)生[0，1]間的均勻分布隨機(jī)數(shù)rand(x)，看此數(shù)落在哪個區(qū)間來具體確定擊毀架數(shù)，如表2所示。用2枚導(dǎo)彈攻擊方式擊毀目標(biāo)機(jī)架數(shù)的算法與此類似。

4.2 編隊近距空戰(zhàn)戰(zhàn)損計算

1）單機(jī)空戰(zhàn)能力指數(shù)的確定

單機(jī)空戰(zhàn)能力指數(shù)采用“對數(shù)法”（《中國、美國國防系統(tǒng)分析方法學(xué)術(shù)討論會論文集》中“作戰(zhàn)飛機(jī)的裝備效能指數(shù)”）。公式是：

式中Ｃ為空戰(zhàn)能力指數(shù)，Ｂ為機(jī)動性參數(shù)，Ａ1為火力參數(shù)，Ａ2為探測能力參數(shù)，ε1為操縱效能系數(shù)，ε2為生存力系數(shù)，ε3為航程系數(shù)，ε4為電子對抗能力系數(shù)。各參數(shù)計算方法參見[1]；

2）編隊空戰(zhàn)能力指數(shù)

編隊空戰(zhàn)能力指數(shù)是編隊中所有單機(jī)空戰(zhàn)能力指數(shù)之和，即

在編隊由幾種飛機(jī)組成時，

其中ni和ci分別為第i種型號飛機(jī)架數(shù)和單機(jī)空戰(zhàn)能力指數(shù)。

3）編隊近戰(zhàn)戰(zhàn)損計算

把n架攻擊機(jī)對m架目標(biāo)機(jī)的空戰(zhàn)，分解為m組空戰(zhàn)，每組空戰(zhàn)都是n/m架攻擊機(jī)對1架目標(biāo)機(jī)，各組空戰(zhàn)可看作是相互獨(dú)立的，設(shè)目標(biāo)機(jī)被擊毀的概率為Pt則目標(biāo)機(jī)被毀架數(shù)服從參數(shù)為m、n的二項分布。按照空戰(zhàn)能力指數(shù)的意義，可將Pt取作

p0是小于1的正數(shù)，它是為了同步降低雙方的被毀概率而設(shè)定的，暫取p0=0.5。于是得到目標(biāo)機(jī)被毀k架的概率

于是，目標(biāo)機(jī)平均被毀架數(shù)為mpt

同樣，攻擊機(jī)平均被毀架數(shù)為npm，pm的值為

5 邏輯設(shè)計

實(shí)體的主要任務(wù)狀態(tài)有：起飛、巡邏開始、巡邏結(jié)束、空戰(zhàn)開始、空戰(zhàn)結(jié)束、返航。

邏輯設(shè)計框圖如圖2所示。

6 結(jié)束語

本文建立了城市防空飛機(jī)空戰(zhàn)模型，給出了模型的任務(wù)要素、過程描述、行動規(guī)則、戰(zhàn)損計算及邏輯設(shè)計，對設(shè)計開發(fā)城市防空訓(xùn)練模擬系統(tǒng)有一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱寶鎏，等.作戰(zhàn)飛機(jī)效能評估[M].北京：航空工業(yè)出版社，1993.12.

[2] 馬豐文，等.作戰(zhàn)模型研究與實(shí)踐[M].北京：國防大學(xué)出版社，2002.7.

[3] 傅凝，等.作戰(zhàn)模型理論與方法[M].北京：國防大學(xué)出版社，2002.7.

[4] 張野鵬.作戰(zhàn)模擬基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2004.