秦劍冬，邢昌風，吳 玲

(海軍工程大學，湖北 武漢 430033)

艦載軟硬武器協(xié)同反導兼容性問題研究

秦劍冬，邢昌風，吳 玲

(海軍工程大學，湖北 武漢 430033)

在協(xié)同反導條件下，艦載軟硬武器使用的兼容性問題是限制二者綜合運用的重要因素。本文首先闡述了艦空導彈和電子戰(zhàn)系統(tǒng)反導作戰(zhàn)的基本流程，然后對二者在協(xié)同反導時可能產(chǎn)生的不兼容情況進行了分析，同時結合實戰(zhàn)特點，得出了艦載軟硬武器協(xié)同使用過程中的一些原則。

軟硬武器;協(xié)同反導;電磁兼容

0 引言

在未來海戰(zhàn)中，由各種平臺發(fā)射的反艦導彈是水面艦艇的主要威脅。目前，各國海軍的反艦導彈基本上都具有精確打擊能力和較強的抗干擾能力，并且在戰(zhàn)術上采用高、中、低空突防相結合，多層次、多方向同時攻擊的方式，給艦艇防御帶來了難題。

為了對抗日益發(fā)展的反艦導彈，水面艦艇必須綜合利用裝備的各種軟硬武器來進行抗擊。由于不同武器系統(tǒng)具有不同特點和使用要求，如果在作戰(zhàn)中不進行協(xié)調，就有可能降低某武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能，甚至導致完全失效，給艦艇安全帶來威脅。因此，在協(xié)同反導條件下，對艦艇軟硬武器綜合使用的兼容性問題進行研究，具有重要軍事價值。

1 艦載軟硬武器反導的主要手段和流程

目前，艦艇上用于對抗反艦導彈的硬武器包括艦空導彈和近程反導艦炮武器系統(tǒng)，限于文章篇幅，本文主要對艦空導彈進行研究。軟武器是指艦艇裝備的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，主要采用電子對抗的方式對敵反艦導彈進行迷惑和干擾，使其不能正常發(fā)揮作用，從而達到保護己方艦艇的作用。

1.1 艦空導彈反導的基本流程

艦空導彈武器系統(tǒng)接收由作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)發(fā)來的目標指示信息后，跟蹤雷達搜索發(fā)現(xiàn)目標，并實施穩(wěn)定跟蹤。艦空導彈發(fā)射后，跟蹤雷達需要持續(xù)獲取目標和己方艦空導彈的運動信息，實時把數(shù)據(jù)發(fā)送給中心計算機，并由中心計算機形成制導指令，完成對艦空導彈的遙控制導，直至命中目標［1］。

由于反艦導彈目標小、運動速度快，一旦受到某種干擾，影響了跟蹤雷達對目標的跟蹤，導致丟失目標，那么跟蹤雷達從搜索至重新實施穩(wěn)定跟蹤需要花費較長的時間。同時在這段時間內，系統(tǒng)無法對艦空導彈實施精確制導，從而會大大降低艦空導彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。因此，在艦空導彈反導期間，應保證跟蹤雷達始終有效對準艦空導彈和來襲目標。

1.2 電子戰(zhàn)反導的基本流程

目前，艦艇上裝備的電子戰(zhàn)系統(tǒng)主要有2種干擾方式：有源干擾和無源干擾。有源干擾又可分為有源壓制性干擾和有源欺騙性干擾。有源壓制性干擾主要原理是利用有源干擾機發(fā)射的干擾信號“淹沒”目標回波，使敵雷達觀察不到目標回波，從而達到隱真示假的作用。有源欺騙性干擾工作過程主要是發(fā)射一種類似目標回波，但又不含有目標真實的方向、距離或速度等信息的干擾信號，敵雷達接收虛假信息后，就會產(chǎn)生較大的誤差信號，最后導致敵武器系統(tǒng)丟失目標，失去控制［2］。

無源干擾通常包括沖淡干擾、質心干擾和煙幕干擾3種。沖淡干擾是目前水面艦艇反導防空運用最多、效果也最明顯的一種干擾樣式，其基本原理是在敵反艦導彈末制導雷達開機搜索前，在艦艇附近布置多個假目標(距艦艇約1 km)，當敵末制導雷達開機搜索時，就有可能首先捕捉到假目標，從而降低對目標艦艇的捕捉概率［3］。通常，沖淡干擾的發(fā)射方向與反艦導彈的來襲方向成45°和135°(如圖1所示)，這樣不管敵末制導雷達采用何種搜索方法，都能首先搜索到假目標。

圖1 沖淡干擾示意圖Fig.1 Dilution jamming

質心干擾是指在敵反艦導彈末制導雷達已經(jīng)跟蹤上目標艦艇后，利用雷達總是跟蹤目標能量質心這一特點，在敵末制導雷達跟蹤范圍內、目標艦艇附近布放1個假目標(距艦艇約100～300 m)，使末制導雷達逐漸由跟蹤目標艦艇轉而跟蹤目標艦艇和假目標的能量質心，干擾敵末制導雷達的穩(wěn)定跟蹤，從而使敵反艦導彈偏離目標艦艇［4］。質心干擾箔條彈發(fā)射方向的計算較為復雜，主要影響因素有反艦導彈的來襲方向、海區(qū)的風向和風速，需要遵循的基本原則是保證艦艇能在最短時間內與假目標拉開距離。

煙幕干擾是通過在空氣中施放大量氣溶膠微粒，以改變電磁波介質傳輸特性來實施對光電制導武器系統(tǒng)的干擾。如果在普通防可見光煙幕中加入箔條絲，那么這種煙幕還可以對雷達制導武器形成干擾［5］。煙幕干擾的發(fā)射方向相對較簡單，只需保證形成的煙幕布放在來襲的反艦導彈和被保護的艦艇之間，即煙幕干擾的發(fā)射方向為導彈的來襲方向。

2 軟硬武器協(xié)同反導作戰(zhàn)兼容性問題

根據(jù)本文研究的對象，軟硬武器協(xié)同使用的兼容性問題主要是指艦空導彈武器系統(tǒng)和電子戰(zhàn)系統(tǒng)之間的電磁兼容問題。在艦艇反導防空的背景下，艦空導彈作為主要的硬抗擊武器具有不可替代的作用，但同時根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的基本需要，電子戰(zhàn)應貫穿于作戰(zhàn)的全過程，因此在使用艦空導彈反導防空時，必須協(xié)調電子戰(zhàn)系統(tǒng)的使用，以達到趨利避害、充分發(fā)揮艦載軟硬武器綜合作戰(zhàn)效能的作用。

2.1 有源干擾與艦空導彈協(xié)同

艦載有源干擾對抗反艦導彈末制導雷達時，首先需要考慮以下2個問題：

1)距離欺騙干擾造成的測距誤差對角度跟蹤的影響很小，所以單純的距離欺騙對反艦導彈末制導雷達沒有戰(zhàn)術意義;角度欺騙能產(chǎn)生角度誤差，但由于“燒穿”區(qū)的存在，小的角度誤差不足以降低反艦導彈的命中概率，只有產(chǎn)生大的角度欺騙才能降低導彈的命中率。

2)對于具有“跟雜”能力的末制導雷達，不能對其實施噪聲干擾。

因此，有源干擾一般用于干擾敵武器平臺的搜索和跟蹤雷達，對抗反艦導彈末制導雷達的戰(zhàn)術效果是不高的［4］。同時，如果有源干擾和艦空導彈對抗同一批目標，有源干擾機發(fā)射的干擾信號會對艦空導彈武器系統(tǒng)的跟蹤和制導產(chǎn)生影響。因此二者在協(xié)同使用時，應注意使用的先后順序，即當發(fā)現(xiàn)敵導彈發(fā)射平臺的搜索或跟蹤雷達時，應立即實施有源干擾;當發(fā)現(xiàn)敵反艦導彈或反艦導彈末制導雷達信號時，應關閉有源干擾機，以免干擾艦空導彈的正常使用。

2.2 無源干擾與艦空導彈協(xié)同

2.2.1 沖淡干擾與艦空導彈協(xié)同

根據(jù)沖淡干擾和艦空導彈武器系統(tǒng)的使用特點，假設對抗同一批目標，如圖1所示，沖淡干擾發(fā)射后一段時間內形成的箔條云不處于目標和艦艇之間，即箔條云不會對艦空導彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生影響，那么這種情況下二者是兼容的。但由于沖淡箔條云具有較長的滯空時間(可達4～5 min)，隨著時間的推移，受到艦艇運動、海區(qū)風向和風速的影響，箔條云、艦艇和目標的相對位置會產(chǎn)生變化，如圖2所示。在某一時間段，箔條云1的位置移動到了艦艇和反艦導彈之間，那么這時候箔條云就會對艦空導彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響系統(tǒng)對目標的跟蹤和對艦空導彈的制導。

圖2 沖淡干擾和艦空導彈不兼容情況示意圖Fig.2 The incompatible instance of dilution jamming and SAM

按照目前普遍的軟硬武器協(xié)同使用原則，如果沖淡干擾和艦空導彈產(chǎn)生不兼容，應以艦空導彈為主。在這種情況下，只選擇艦空導彈進行抗擊，而不使用無源沖淡干擾。進一步分析發(fā)現(xiàn)，沖淡干擾一次發(fā)射的4枚箔條彈并不是都對艦空導彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生影響。在圖2中，由于風向、風速和艦艇機動的影響，只有箔條云1對艦空導彈產(chǎn)生干擾，而箔條云2，3，4則不產(chǎn)生干擾。據(jù)此可以得出沖淡干擾和艦空導彈協(xié)同使用的方法：遵循艦空導彈優(yōu)先的原則，同時在保證與艦空導彈電磁兼容的前提下，通過計算選擇方向發(fā)射沖淡干擾，這樣既確保了艦空導彈的正常攔截，又能在艦艇周圍形成假目標，降低反艦導彈的鎖定概率，從而提高艦艇的防空能力。2.2.2 質心干擾與艦空導彈協(xié)同

質心干擾形成的箔條云滯空時間較短(約為60 s左右)，但由于質心箔條云位置距離艦艇較近，故仍有較大可能對艦空導彈產(chǎn)生干擾，具體原因同沖淡干擾。質心干擾的干擾效果與多種因素有關，包括質心干擾發(fā)射的時機和方向、箔條云的有效反射面積、發(fā)射后艦艇的正確機動等，對于本文來講，主要考慮質心干擾發(fā)射方向的影響。

要完成一次成功的質心干擾，質心干擾彈的發(fā)射方向必須滿足以下2個條件：

1)發(fā)射后形成的箔條云必須在敵末制導雷達的跟蹤范圍內;

2)質心干擾發(fā)射方向應有利于艦艇在最短時間內與假目標拉開距離，盡快脫離敵反艦導彈的跟蹤。

同時，為了保證與艦空導彈武器系統(tǒng)兼容，在艦空導彈攔截目標這段時間內(設為T)，箔條云的位置應始終處在目標和艦艇連線之外。通常情況下，T代表的時間段應從艦空導彈跟蹤雷達對目標實施跟蹤開始，到目標被攔截或者目標飛離艦空導彈發(fā)射區(qū)為止。

假設戰(zhàn)場態(tài)勢如圖3所示，其中M表示反艦導彈，S表示己方艦艇，C表示在t=0時刻(質心箔條彈發(fā)射形成箔條云時刻)艦艇質心干擾形成的箔條云。為了描述方便，這里把艦艇和箔條云近似看成1個質點，但在具體計算時，需要考慮二者的形狀和大小。從圖中可以看出，為了使二者兼容，箔條彈的發(fā)射方向應遵循以下約束條件：在t從0～T的時間段內，箔條云的運動軌跡與連線MS無交點。

圖3 質心干擾箔條云和艦艇位置變化示意圖Fig.3 Movement of centroid jamming chaff and warship

根據(jù)質心干擾的使用原則，當海區(qū)風速比較小時，質心干擾盡量選擇順風發(fā)射，此時箔條云形成位置如圖4所示。分析可知，在這種情況下如果發(fā)射箔條彈，會對艦空導彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。因此適當改變質心干擾彈的發(fā)射方向，既可保證二者兼容，同時也不會對質心干擾效果產(chǎn)生太大影響。

圖4 風速較小條件下質心箔條云形成位置示意圖Fig.4 The formed position of centroid jamming chaff in the condition of low wind speed

2.2.3 煙幕干擾與艦空導彈協(xié)同

隨著煙幕技術的發(fā)展，從干擾波段上煙幕可以分為防可見光、短波紅外常見煙幕、防熱紅外煙幕，防微波及毫米波煙幕，多頻譜、寬頻譜和全頻譜煙幕［6］。如果是采用普通的防可見光或防紅外煙幕，它對艦空導彈的使用影響不大，即煙幕干擾和艦空導彈可根據(jù)需要各自獨立使用。如果采用具有雷達干擾能力的煙幕，應根據(jù)當時戰(zhàn)場態(tài)勢綜合把握使用。當艦空導彈還未發(fā)射時，使用應以煙幕干擾為主，以保證形成的煙幕有足夠的范圍和厚度;當艦空導彈已經(jīng)發(fā)射攔截目標，通常情況下應保證該次攔截完成，結束后視目標毀傷情況決定是否發(fā)射煙幕干擾。

3 結語

為了提高艦艇反導防空的作戰(zhàn)能力，必須充分發(fā)揮各種艦載軟硬武器的作戰(zhàn)潛力。目前，軟硬武器協(xié)同使用的兼容性問題是限制二者綜合運用的重要因素，本文在分析了艦空導彈和電子戰(zhàn)系統(tǒng)各自作戰(zhàn)流程和使用特點的基礎上，對該問題進行了初步的研究，得出了艦艇軟硬武器協(xié)同使用的一些原則，對解決目前軟硬武器在使用過程中的兼容性問題具有一定的借鑒作用。同時看到，如何結合實戰(zhàn)定量地解決該問題是下一步研究的方向。

［1］秦劍冬，邢昌風，吳玲．編隊艦空導彈協(xié)同制導防空作戰(zhàn)研究［J］．艦船科學技術，2010，32(5)：80－83．

QIN Jian-dong，XING Chang-feng，WU Ling．Study on the cooperative control and guidance for SAM in air-defense combat of warship formation［J］．Ship Science and Technology，2010，32(5)：80 －83．

［2］海軍電子對抗戰(zhàn)術基礎［M］．北京：海潮出版社，2003．

［3］邢昌風，黃澤漢．沖淡干擾布設方法研究［J］．艦船電子對抗，2005，28(4)：35－38．

XING Chang-feng，HUANG Ze-han． Research on the preset methodsofdilution jamming［J］， Shipboard Electronic Countermeasure，2005，28(4)：35 －38．

［4］艦艇電子戰(zhàn)系統(tǒng)作戰(zhàn)使用［M］．北京：海潮出版社，2007．

［5］洪志平，陳鋅勝．光電干擾技術在編隊防空中的應用前景［J］．艦船電子對抗，2003，26(6)：28－30．

［6］付偉．煙幕技術及其發(fā)展現(xiàn)狀［J］．電光與控制，2002，9(3)：9－11．

FU Wei．Smoke screen technology and its development［J］．Electronics Optics ＆ Control，2002，9(3)：9－11．

Research on the compatibility of shipboard soft and hard weapons for cooperative anti-missile

QIN Jian-dong，XING Chang-feng，WU Ling
(Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China)

In the condition of cooperative anti-missile，the compatibility of shipboard soft and hard weapons is an important limited factor of using them．This paper first expatiates the basic anti-missile process of SAM and electronic countermeasure system，and then analyses the incompatible instances in the situation of cooperative anti-missile．At the same time，this paper considers the trait of actual combat and sums up some principles of the cooperative use of shipboard soft and hard weapons．

soft and hard weapons;cooperative anti-missile;EMC

E927

A

1672－7649(2012)07－0114－04

10.3404/j.issn.1672－7649.2012.07.026

2011－07－07;

2011－09－01

秦劍冬(1982－)，男，講師，研究方向為艦載武器系統(tǒng)工程。