沈治河，樸成日

(海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連 116018)

加強(qiáng)對(duì)空防御以保證航母的安全是航母編隊(duì)重點(diǎn)考慮的問題之一，實(shí)現(xiàn)對(duì)來襲目標(biāo)的早期預(yù)警成為提高編隊(duì)生命力的關(guān)鍵［1］。預(yù)警機(jī)是航母編隊(duì)中重要的預(yù)警兵力，可以憑借機(jī)載雷達(dá)探測(cè)距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)實(shí)施對(duì)空預(yù)警，為防空兵力兵器提供目標(biāo)信息，為編隊(duì)對(duì)空防御提供一定的預(yù)警距離和反應(yīng)時(shí)間。因此，研究預(yù)警機(jī)如何配置，提高航母編隊(duì)的防空作戰(zhàn)能力具有重要的理論價(jià)值和軍事意義［2］。文獻(xiàn)［4］和［5］利用三角關(guān)系對(duì)預(yù)警機(jī)前出距離、預(yù)警距離和預(yù)警扇面角度進(jìn)行了探討。從應(yīng)用的角度看，需要進(jìn)一步研究:預(yù)警機(jī)和殲擊機(jī)協(xié)同構(gòu)成了編隊(duì)遠(yuǎn)程防空作戰(zhàn)體系，因此預(yù)警機(jī)的配置應(yīng)考慮殲擊機(jī)配置因素的影響;預(yù)警機(jī)的陣位配置不是一個(gè)點(diǎn)，應(yīng)該是巡邏線(或巡邏空域)，因此需要考慮巡邏線對(duì)前出距離、預(yù)警距離、預(yù)警扇面角的影響因素;編隊(duì)在航渡時(shí)，需要考慮預(yù)警機(jī)的行動(dòng)方法與航母的協(xié)同。關(guān)于殲擊機(jī)配置因素的影響和預(yù)警機(jī)行動(dòng)方法與航母的協(xié)同問題，在文獻(xiàn)［6］中已有詳盡的討論，本文著重對(duì)預(yù)警機(jī)巡邏線設(shè)置與前出距離、預(yù)警距離、預(yù)警扇面角之間的關(guān)系進(jìn)行討論。

1 預(yù)警機(jī)空域配置的基本要求

預(yù)警機(jī)空域配置的前提是明確預(yù)警機(jī)承擔(dān)的任務(wù)。在對(duì)空防御中，預(yù)警機(jī)的使命任務(wù)為:在航母編隊(duì)指定空域執(zhí)行巡邏警戒任務(wù);遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、跟蹤空中目標(biāo)，特別是低空和超低空來襲的飛機(jī)、掠海飛行的導(dǎo)彈;為航母編隊(duì)提供空中警戒和指揮引導(dǎo)。

因此，預(yù)警機(jī)的配置必須滿足以下基本要求:

1)前出距離能為編隊(duì)提供一定的預(yù)警縱深;2)在受敵威脅扇面內(nèi)有一定的警戒寬度;3)前出的距離在編隊(duì)有效通信范圍之內(nèi)［3］;4)前出的距離需要考慮預(yù)警機(jī)的留空時(shí)間;5)前出的距離需要得到殲擊機(jī)的掩護(hù)，保證其安全遂行任務(wù)。

航母編隊(duì)兵力的配置需要確定基準(zhǔn)點(diǎn)，而基準(zhǔn)點(diǎn)與編隊(duì)的狀態(tài)相關(guān)。當(dāng)航母編隊(duì)在航渡中時(shí)，參考基準(zhǔn)點(diǎn)是航母;當(dāng)航母編隊(duì)在綜合作戰(zhàn)區(qū)時(shí)，參考基準(zhǔn)點(diǎn)則是綜合作戰(zhàn)區(qū)的圓心。預(yù)警機(jī)的配置，用相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的前出距離、方位和巡航高度三個(gè)要素來描述。預(yù)警機(jī)配置的方位以編隊(duì)的威脅軸為基準(zhǔn)，關(guān)于威脅軸的確定在很多文獻(xiàn)中已有討論，在此不再贅述。預(yù)警機(jī)的巡航高度是指預(yù)警機(jī)在執(zhí)行預(yù)警任務(wù)時(shí)，選定的適宜于遠(yuǎn)距離或長(zhǎng)時(shí)間飛行的高度。

基本要求3)、4)、5)，實(shí)際上是對(duì)預(yù)警機(jī)的前出距離進(jìn)行約束。關(guān)于前出距離在文獻(xiàn)［6］中已經(jīng)討論，在此直接引用結(jié)論:預(yù)警機(jī)可以前出的最大距離為:Dmax=min{S預(yù)警機(jī)，D通信，D掩護(hù)}。其中，S預(yù)警機(jī)為預(yù)警機(jī)在保證巡邏時(shí)間的前提下，遠(yuǎn)離基準(zhǔn)點(diǎn)的最大距離;D通信為預(yù)警機(jī)與航母進(jìn)行可靠通信的距離;D掩護(hù)為在殲擊機(jī)的可靠掩護(hù)下，預(yù)警機(jī)可前出的距離。

當(dāng)預(yù)警機(jī)前出的最大距離確定后，預(yù)警機(jī)提供的最大預(yù)警距離便也確定，即 (Dmax+D探測(cè))。其中，D探測(cè)為預(yù)警機(jī)對(duì)敵機(jī)的探測(cè)距離。

2 預(yù)警機(jī)巡邏空域的配置

2.1 對(duì)空防御中編隊(duì)預(yù)警距離

編隊(duì)預(yù)警距離是以航母(或綜合作戰(zhàn)區(qū)圓心)為基準(zhǔn)點(diǎn)，為保證編隊(duì)警戒艦裝備的中遠(yuǎn)程艦空導(dǎo)彈在最大射程上攔截來襲敵機(jī)，或在敵機(jī)使用空艦導(dǎo)彈攻擊前，編隊(duì)警戒艦已經(jīng)做好抗擊準(zhǔn)備，為此預(yù)警機(jī)必須提供的預(yù)警距離，用DBX表示。

其中，D攔截是為保證航母警戒艦艦空導(dǎo)彈在最大有效射程上攔截?cái)硻C(jī)，所需要的預(yù)警距離;D艦空為航母警戒艦艦空導(dǎo)彈最大有效射程;t攔截為預(yù)警機(jī)從發(fā)現(xiàn)敵機(jī)開始，經(jīng)過綜合識(shí)別、發(fā)出警報(bào)、指揮員定下抗擊決心下達(dá)開火命令、艦空導(dǎo)彈飛行至最大攔截距離，所經(jīng)歷的時(shí)間。

其中，D威脅為在敵機(jī)使用武器攻擊之前，保證航母警戒艦做好防空作戰(zhàn)準(zhǔn)備，需要的預(yù)警距離;D空艦為敵機(jī)空艦導(dǎo)彈最大有效射程;t準(zhǔn)備為預(yù)警機(jī)從發(fā)現(xiàn)敵機(jī)開始，經(jīng)過綜合識(shí)別、發(fā)出警報(bào)、指揮員定下抗擊決心、艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)做好發(fā)射前準(zhǔn)備，所經(jīng)歷的時(shí)間。

這樣，編隊(duì)必需的預(yù)警距離為

因此，預(yù)警機(jī)前出一定距離后，提供的預(yù)警距離D預(yù)警必須大于編隊(duì)預(yù)警距離DBX，才能滿足編隊(duì)的預(yù)警需求。

2.2 前出距離對(duì)預(yù)警能力影響分析

預(yù)警機(jī)的前出距離(D前出)、探測(cè)能力和提供的預(yù)警距離(D預(yù)警)與預(yù)警扇面角(α)，構(gòu)成了三角關(guān)系，如圖1所示。

圖1 預(yù)警機(jī)前出配置示意圖

從圖1中可以看出，當(dāng)D預(yù)警＞(D探測(cè)+D前出)時(shí)，顯然預(yù)警機(jī)無法實(shí)現(xiàn);當(dāng)D預(yù)警≤(D探測(cè)-D前出)時(shí)，預(yù)警機(jī)可以為編隊(duì)提供360°全方位的預(yù)警;而當(dāng)(D探測(cè)-D前出)＜ D預(yù)警＜ (D探測(cè)+D前出)時(shí)，則有

2.3 預(yù)警機(jī)巡邏空域(或巡邏線)配置模型

事實(shí)上，預(yù)警機(jī)前出后不會(huì)固定在某一陣位上，而是在一定的空域里(或巡邏線上)巡邏飛行。為方便討論，以矩形巡邏空域(或巡邏線)遠(yuǎn)離基準(zhǔn)點(diǎn)的長(zhǎng)邊進(jìn)行討論。

如圖2所示，設(shè)直線AB為巡邏線(矩形巡邏空域的長(zhǎng)邊)，與威脅軸垂直，圖2中兩個(gè)圓分別是預(yù)警機(jī)在巡邏線兩個(gè)端點(diǎn)A和B的探測(cè)范圍，這樣扇面HEF則是預(yù)警機(jī)的預(yù)警扇面。

圖2 預(yù)警機(jī)巡邏空域(巡邏線)配置圖

在預(yù)警機(jī)前出距離確定的情況下，由圖2可知，預(yù)警機(jī)提供的最大預(yù)警距離為

其中，D預(yù)警為預(yù)警機(jī)在威脅方向上提供的預(yù)警距離;D前出為預(yù)警機(jī)巡航時(shí)陣位相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)水平距離的最大值;DAB為巡邏線AB的長(zhǎng)度。

預(yù)警機(jī)的前出距離、巡邏線長(zhǎng)度與提供的預(yù)警距離、預(yù)警扇面角度存在關(guān)系式:

其中，φ為預(yù)警機(jī)提供的預(yù)警扇面角度，以基準(zhǔn)點(diǎn)為圓心，以D預(yù)警為半徑。

式(4)～式(7)反映了預(yù)警機(jī)配置基本要求1)和2)。當(dāng)預(yù)警機(jī)在巡邏線上從A點(diǎn)飛到B點(diǎn)，預(yù)警扇面邊緣EH上的CH段依然在預(yù)警機(jī)的監(jiān)視范圍內(nèi)。應(yīng)該保證CH長(zhǎng)度大于DBX，即在敵機(jī)使用武器之前航母的警戒艦已做好抗擊準(zhǔn)備，或保證航母的警戒艦在艦空導(dǎo)彈最大射程上攔截?cái)硻C(jī)。表達(dá)式為:

其中，DCH為點(diǎn)C到點(diǎn)H之間的距離。

3 預(yù)警機(jī)配置的評(píng)價(jià)指標(biāo)

通過以上分析，結(jié)合對(duì)空防御中指揮員對(duì)預(yù)警行動(dòng)的關(guān)注，可以總結(jié)出評(píng)價(jià)預(yù)警機(jī)配置的指標(biāo):①預(yù)警機(jī)的前出距離和預(yù)警機(jī)在巡邏空域的執(zhí)勤時(shí)間;②在威脅方向上能提供的預(yù)警距離和預(yù)警扇面角度［7］。

4 仿真分析

首先設(shè)定基本作戰(zhàn)參數(shù):預(yù)警機(jī)對(duì)低空戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)現(xiàn)距離為400km，巡航高度為8000m，上級(jí)提出預(yù)警機(jī)前出的最大距離為240 km，敵機(jī)空艦導(dǎo)彈射程為160km，t準(zhǔn)備為 60s，t攔截為 240s。

根據(jù)式(1)，得出 D攔截為230 km。根據(jù)式(2)，得出D威脅為180 km。編隊(duì)必需的預(yù)警距離為DBX=Max{230，180}=230km。

假設(shè)預(yù)警機(jī)的前出距離小于240km，這樣預(yù)警機(jī)提供的預(yù)警距離小于640km。當(dāng)編隊(duì)提出的預(yù)警距離大于640km時(shí)，預(yù)警機(jī)無法滿足。如果編隊(duì)需要360°全方位預(yù)警，則編隊(duì)預(yù)警距離與預(yù)警機(jī)前出最大距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示。

圖3 全方位預(yù)警距離隨前出最大距離變化圖

根據(jù)式(4)～式(10)，進(jìn)行仿真，當(dāng)預(yù)警機(jī)前出距離分別為100km、110km、…、230km、240km 時(shí)，預(yù)警機(jī)提供的預(yù)警距離與預(yù)警扇面角度對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖4所示。

圖4 預(yù)警距離隨預(yù)警扇面角度變化圖

從圖4可以看出，當(dāng)預(yù)警機(jī)前出距離一定時(shí)，隨著預(yù)警扇面角度的增加，預(yù)警距離開始急劇下降，前出距離越大、越明顯。

當(dāng)預(yù)警機(jī)前出距離分別為 100km、110km、…、230km、240km時(shí)，預(yù)警機(jī)提供的預(yù)警距離與巡邏線最大長(zhǎng)度之間的關(guān)系如圖5所示。

圖5 預(yù)警距離隨巡邏線長(zhǎng)度變化圖

從圖5可以看出，當(dāng)前出距離一定時(shí)，隨著預(yù)警距離的增加，巡邏線的最大長(zhǎng)度也在增加，前出距離越大越明顯。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過對(duì)預(yù)警機(jī)空域配置方法的探討，結(jié)合實(shí)例仿真，可以看出:預(yù)警機(jī)的前出距離約束了預(yù)警機(jī)在威脅軸上能提供的預(yù)警距離，而前出距離、預(yù)警距離和巡邏線長(zhǎng)度決定了預(yù)警扇面角度。因此，預(yù)警機(jī)的巡邏空域配置實(shí)質(zhì)上是在預(yù)警機(jī)的前出距離、預(yù)警距離、預(yù)警扇面角度與巡邏線長(zhǎng)度之間進(jìn)行平衡。

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