李文鵬，楊 文，廖明飛，王杰娟

（中國洛陽電子裝備試驗中心，河南 洛陽 471003）

低速平臺隨隊干擾編隊設計及過程分析

李文鵬，楊 文，廖明飛，王杰娟

（中國洛陽電子裝備試驗中心，河南 洛陽 471003）

針對防空兵基地訓練需求，設計了使用低速平臺搭載干擾系統(tǒng)伴隨高速戰(zhàn)機實施隨隊干擾的編隊方式，仿真分析了不同主瓣寬度雷達、不同平臺速度下的隨隊干擾過程。結(jié)果表明，對于所設計的編隊方式，存在某一速度取值范圍使得全程隨隊過程得以實現(xiàn)；當平臺速度低于實現(xiàn)全程隨隊干擾的取值范圍時，存在最佳的初始進入距離以實現(xiàn)最大局部隨隊干擾過程。

基地訓練，隨隊干擾，編隊方式，天線主波束

0 引言

隨隊支援干擾系統(tǒng)主要由載機平臺和干擾系統(tǒng)構(gòu)成，實戰(zhàn)中，隨隊支援干擾系統(tǒng)具備全程隨隊干擾支援能力有兩個基本條件，一是干擾系統(tǒng)的干擾方向要和被掩護突擊飛機的飛行方向基本一致，二是載機平臺要和被掩護突擊飛機的飛行速度基本相當?；赜柧氈?，考慮基地現(xiàn)有裝備基礎及裝備模擬的經(jīng)濟性和可行性，在滿足技術需求、兼顧戰(zhàn)術要求的前提下，可采用等效、替代、降額等多種手段實現(xiàn)對作戰(zhàn)對象的近似模擬。在不考慮干擾系統(tǒng)自身干擾性能的前提下，本文探討平臺速度對隨隊支援干擾系統(tǒng)隨隊干擾能力的影響，研究如何使用低速平臺掩護高速戰(zhàn)機實施隨隊干擾支援，分析影響低速平臺隨隊干擾能力的因素以及使用低速平臺時的局部隨隊干擾時間、隨隊干擾距離計算等問題，以期為航空兵、防空兵、雷達兵基地訓練電磁環(huán)境構(gòu)建提供參考和借鑒。

1 隨隊干擾編隊方式介紹

隨隊支援干擾系統(tǒng)執(zhí)行掩護航空兵突擊任務時，通常與被掩護突擊飛機編隊飛行，二者同時接近敵方目標，然后隨隊支援干擾系統(tǒng)施放干擾，干擾通過敵方雷達天線主波束進入接收機，以降低敵方雷達作戰(zhàn)效能，掩護己方突擊飛機對目標實施攻擊［1］。典型隨隊干擾編隊方式如圖1所示，隨隊支援干擾系統(tǒng)（即干擾飛機）配置在突擊機群飛行序列的適當位置，與突擊飛機協(xié)同行動。

實戰(zhàn)中，通過對干擾飛機和突擊飛機的航線進行詳細規(guī)劃，既可采用單架隨隊干擾飛機掩護小規(guī)模編隊突擊的方式，使突擊飛機（機群）始終處于干擾飛機的掩護范圍內(nèi)，以確保干擾飛機對突擊飛機的干擾掩護和突擊飛機對干擾飛機的火力掩護，也可依據(jù)需要，采用多架隨隊干擾飛機形成“干擾掩護區(qū)”掩護大編隊或縱深多個編隊的方式，形成一定寬度、高度的“干擾掩護區(qū)”，以保證被掩護突擊飛機（機群）始終處于干擾飛機（機群）的“干擾掩護區(qū)”內(nèi)［2］。

圖1 隨隊干擾飛機典型編隊方式

2 低速干擾飛機掩護高速戰(zhàn)機實施隨隊干擾的編隊方式設計

干擾飛機與突擊飛機的速度差異是制約其隨隊干擾能力的重要因素。當二者的飛行速度相同時，干擾飛機具備對突擊飛機實施全程隨隊干擾掩護的能力，但當干擾飛機的飛行速度低于突擊飛機時，這種全程隨隊干擾掩護能力將不再具備。

基地訓練中，從為受訓對象提供訓練電磁環(huán)境角度，針對干擾飛機與突擊飛機飛行速度存在差異的情況，筆者認為可通過采用“笨鳥先飛”的編隊方式予以彌補，以盡力延長干擾飛機的隨隊干擾時間和隨隊干擾距離，滿足訓練任務特定需求。具體方法如下。

攻擊編隊正向迎著敵方雷達陣地飛行時：某一飛行高度（OC）下，設計編隊使突擊飛機進入敵方雷達有效探測范圍時干擾飛機領先突擊飛機某一航程X飛行，然后干擾飛機（B點）進入隨隊干擾模式，對敵方雷達（O點）實施干擾，對己方突擊飛機（A點）實施隨隊干擾掩護（該航程X在敵方雷達天線一個主波束寬度（即：雷達主瓣寬度）所對應的航程d3范圍內(nèi)，最大可取X=d3，以保證從敵方雷達來看形成隨隊干擾的效果）。一段時間t后，當速度較高的突擊飛機（A到A’點）追趕并超越干擾飛機（B到B’點），且二者間距剛好達到該位置一個雷達主瓣寬度所對應航程d4時，干擾飛機不再具備對突擊飛機實施隨隊干擾掩護能力，局部隨隊干擾掩護過程結(jié)束。上述過程中，任意時刻T干擾飛機、突擊飛機與敵方雷達間的夾角θ'，均應小于該時刻以突擊飛機位置為一條邊的一個雷達主瓣寬度角θ，即從敵方雷達來看，干擾飛機對突擊飛機始終形成隨隊干擾掩護。

正向時，低速干擾飛機掩護高速突擊飛機實施局部隨隊干擾掩護的過程如圖2所示。

圖2 低速干擾飛機掩護高速突擊飛機實施局部隨隊干擾的示意（正向）

圖2 中，d1為突擊飛機的飛行距離，即隨隊干擾距離，d2為干擾飛機的飛行距離。因θ1為進入隨隊干擾模式時干擾飛機與突擊飛機之間的夾角，θ2為隨隊干擾過程結(jié)束時干擾飛機與突擊飛機之間的夾角（等于該位置的一個雷達主瓣寬度），故始終滿足θ1≤θ2=θ。

攻擊編隊側(cè)向平行敵方雷達陣地飛行時：與正向類似，此時低速干擾飛機掩護高速戰(zhàn)機實施局部隨隊干擾掩護過程如圖3所示。

圖3 低速干擾飛機掩護高速突擊飛機實施局部隨隊干擾的示意（側(cè)向）

3 隨隊干擾時間和干擾距離分析

本節(jié)以正向過程為例分析以下兩方面問題：①隨隊干擾時間、干擾距離精確計算；②隨隊干擾過程仿真分析。

3.1 隨隊過程精確計算

開始時刻，實施隨隊干擾的隨隊支援干擾系統(tǒng)領先高速突擊飛機X Km（AB=X）飛行。如圖2所示，在△ACO中，AC⊥CO，當已知雷達的有效探測距離AO、編隊的飛行高度CO以及雷達主瓣寬度∠θ時，可得：

假設突擊飛機和干擾飛機飛行速度分別為V1和 V2，則一段時間 t之后（0≤t≤2AC/V1），在△AA'O和△BB'O中，分別可得：

從而，在△B'A'O中，可得：

由此可得：

某一時刻T，若θ2≥θ，則隨隊干擾過程結(jié)束。此時，當已知干擾飛機飛行速度V1、突擊飛機飛行速度V2以及突擊飛機和干擾飛機的初始間距X時，依次求解上述式（1）～式（5）中的相關變量并帶入式（7），即可得僅由變量隨隊干擾時間T所構(gòu)成的一元四次方程式（8），求解方程即可得過程的隨隊干擾時間。

當求得隨隊干擾時間T后，即可由式（9）求得干擾飛機伴隨突擊飛機的隨隊干擾距離。

3.2 隨隊過程仿真分析

由過程精確分析可見，在忽略干擾系統(tǒng)干擾能力前提下，基地訓練中，使用低速平臺搭載干擾系統(tǒng)模擬敵方電子戰(zhàn)飛機掩護高速戰(zhàn)機實施隨隊干擾時，影響隨隊干擾時間的主要因素包括：參訓雷達的有效探測距離AO、編隊的飛行高度CO、雷達主瓣寬度∠θ、突擊飛機飛行速度V1、干擾飛機飛行速度V2、突擊飛機和干擾飛機的初始間距X等6個方面。

基地訓練中，參訓雷達的有效探測距離和主瓣寬度、突擊飛機的飛行速度等都是已知條件，編隊的飛行高度受戰(zhàn)術戰(zhàn)法和隊內(nèi)各平臺的戰(zhàn)技性能等因素制約而不能隨意取值。在上述已知條件和制約因素下，本文考慮當不具備與突擊飛機速度相同的飛行平臺時，如何在訓練中使用低速平臺搭載干擾系統(tǒng)模擬對手高速電子戰(zhàn)飛機實施全程或局部隨隊干擾。在此，在隨隊干擾信號從雷達主瓣進入的假設前提下，筆者擬通過仿真重點分析以下3方面問題：

①某一主瓣寬度下，低速平臺的飛行速度V2（即：掩護速度）在什么范圍內(nèi)取值時，采用“笨鳥先飛”編隊方式，可以實現(xiàn)全程隨隊干擾；②某一主瓣寬度下，不同低速平臺飛行速度V2所對應的突擊飛機與干擾飛機的初始間距（即：初始進入距離）X是多少時，可以實現(xiàn)全程隨隊干擾；③某一主瓣寬度下，當?shù)退倨脚_飛行速度V2低于可實現(xiàn)全程隨隊干擾時的取值范圍時，局部隨隊干擾時間（即：掩護時間）與突擊飛機和干擾飛機的初始間距X的關系。

現(xiàn)假定參訓雷達的有效探測距離120 km、突擊飛機飛行速度V1=1 000 km/h、編隊的飛行高度CO=8 km，在0≤X≤d3、0≤t≤2AC/V1和θ2≤θ 3個約束條件下，以隨隊時間T為目標函數(shù)，分別就θ等于2.5°、2°、1.5°、1°、0.5°對上述問題進行仿真，仿真結(jié)果如圖4～圖7所示。

圖4 實現(xiàn)全程隨隊干擾的初始進入距離與平臺速度關系圖（θ=0.5°）

圖5 實現(xiàn)全程隨隊干擾的初始進入距離與平臺速度關系圖（θ=1.5°）

圖6 實現(xiàn)全程隨隊干擾的初始進入距離與平臺速度關系圖（θ=2.5°）

圖7 實現(xiàn)局部隨隊干擾的初始進入距離與掩護時間關系圖（V2=500 km/h）

①圖4～圖6反映某一雷達主瓣寬度下，實現(xiàn)全程隨隊干擾時，低速平臺的掩護速度取值范圍，以及不同平臺掩護速度所對應的最佳初始進入距離。

如圖4，當參訓雷達主瓣寬度θ=0.5°時，實現(xiàn)全程隨隊干擾的低速平臺掩護速度可在945.4 km/h～1 000 km/h間選取，對應的初始進入距離在13 km～0 km之間取值，具體掩護速度與其對應的初始進入距離可從圖中直接讀取。此時，全程隨隊干擾時間（即：掩護時間）為862 s，隨隊干擾距離為239.4 km。

②圖7反映當?shù)退倨脚_的掩護速度為500 km/h時，對應不同雷達主瓣寬度下，實現(xiàn)局部隨隊干擾的初始進入距離與隨隊干擾時間的關系。

由圖7可見，當初始進入距離為10 km時，對應主瓣寬度為2.5°、2°、1.5°、1°、0.5°的雷達，分別可以實現(xiàn)237 s、219 s、198 s、170 s、132 s的局部隨隊干擾，且對應主瓣寬度為2.5°、2°、1.5°、1°、0.5°的雷達，該速度所能達到的最長隨隊干擾掩護時間為345 s、322 s、298 s、233 s、152 s?；赜柧氈?，可針對參訓雷達主瓣寬度不同，基于上述時間間隔設計防空兵抗隨隊干擾訓練態(tài)勢。

③此外，圖7顯示，在前文已知條件下，對主瓣寬度為1.5°、1°、0.5°的雷達，初始進入距離可以取到初始位置一個雷達主瓣寬度所對應的航程d3，此時對應最大的局部隨隊干擾掩護時間為298 s、233 s、152 s，而對主瓣寬度為2.5°、2°的雷達則不可以，原因是0時刻稍后某一時刻，低速平臺與突擊飛機對雷達陣地的夾角迅速超過了雷達主瓣寬度。如對主瓣寬度為2.5°雷達，最大掩護時間345 s所對應的初始進入距離約為44 km，而非初始位置該主瓣寬度所對應的航程47.53 km。

3.3 若干問題分析說明

①關于假設條件：實戰(zhàn)中，遠距離支援干擾干擾信號主要從雷達天線副瓣進入［3］，自衛(wèi)干擾干擾信號主要從雷達天線主瓣進入，而隨隊干擾干擾信號既可從雷達天線主瓣也可從雷達天線副瓣進入［4］?；赜柧氈?，從受訓方角度看，當攻擊方隨隊干擾干擾信號從雷達天線副瓣進入時，可認為是遠距離支援干擾，因此，基于為受訓對象提供隨隊干擾信號環(huán)境角度，本文限定隨隊干擾干擾信號僅從雷達天線主瓣（主波束）進入。

②關于編隊飛行高度：受飛行安全限制，通常，不僅編隊內(nèi)不同型號飛機之間應保持一定的垂直（水平）間距，且同型飛機之間也應保持一定的水平（垂直）間距，但限于這些間距與編隊距離作戰(zhàn)目標的斜距相比通常是一個較小量，本文在此忽略了不同型號飛機之間的飛行高度差和同型號飛機之間的飛行距離差。實際訓練中，對于正向，設計編隊使低速干擾飛機位于編隊下層，高速突擊飛機位于編隊上層（可稱為“笨鳥低飛”）；對于側(cè)向，設計編隊使低速干擾飛機位于編隊內(nèi)側(cè)，高速突擊飛機位于編隊外側(cè)（可稱為“笨鳥內(nèi)飛”），則可延長隨隊干擾過程，但這種延長是微量的。例如：對于1架干擾機掩護2架突擊飛機的編隊，假設各型飛機之間的飛行高度差為0.1 km，分析表明，在其他條件不變的情況下，與文中簡化計算相比，各種情況的隨隊干擾時間增加均不超過5 s，因此，本文忽略戰(zhàn)機之間高度差和距離是有意義的。

③關于仿真精度：本文仿真結(jié)果所基于的時間精度為1 s，初始距離精度為1 km，仿真計算掩護速度時，干擾飛機飛行速度增量為1 km/h。因此，在提高仿真精度的條件下，不同雷達主瓣寬度所對應的全程掩護干擾速度區(qū)間可以進一步精確；某一掩護速度對應不同雷達主瓣寬度的最佳初始進入距離可以進一步精確，從而得到更加精確的掩護時間。

4 結(jié)束語

在隨隊干擾信號從雷達天線主波束進入的限定條件下，本文仿真分析了基于低速平臺的隨隊支援干擾系統(tǒng)隨隊干擾過程。結(jié)果表明：訓練中基于低速平臺的隨隊支援干擾系統(tǒng)隨隊干擾能力主要取決于參訓雷達的有效探測距離、編隊的飛行高度、雷達主瓣寬度、突擊飛機飛行速度、干擾飛機飛行速度、突擊飛機和干擾飛機的初始間距等6個方面；針對不同作用距離和主瓣寬度雷達，實現(xiàn)全程隨隊干擾的干擾飛機飛行速度可在一定范圍內(nèi)取值，且對某一平臺速度，存在最佳的初始進入距離以實現(xiàn)全程隨隊干擾；當干擾飛機飛行速度低于可實現(xiàn)全程隨隊干擾的取值范圍時，存在最佳的初始進入距離以實現(xiàn)最大局部隨隊干擾過程；防空兵、雷達兵抗隨隊干擾基地訓練中，可通過預先設計編隊隊形，使用基于低速平臺的隨隊支援干擾系統(tǒng)伴飛高速戰(zhàn)機實施隨隊支援干擾，以滿足基地訓練電磁環(huán)境構(gòu)建需求。

［1］張林，胡海，隋先輝.隨隊干擾掩護反艦導彈突防的機理研究［J］.飛航導彈，2011，40（9）：46-49.

［2］賁續(xù)進，齊鋒，王新宇.隨隊干擾條件下編隊突防航線規(guī)劃研究［J］.電子工程學院學報，2011，30（4）：55-58.

［3］徐海全，王國宏，關成斌.遠距離支援干擾下的目標跟蹤技術［J］.北京航空航天大學學報，2011，37（11）：1353-1358.［4］刁華偉，黨立坤，張建科.電子戰(zhàn)飛機遠距離支援干擾有效區(qū)分析與仿真［J］.艦船電子工程，2010，29（6）：99-101.

Formation Design and Process Analysis of Escort Jamming System Installed in Low-speed Platform

LI Wen-peng,YANG Wen,LIAO Ming-fei,WANG Jie-juan
（China Luoyang Electronic Equipment Test Center，Luoyang 471003，China）

According to the antiaircraft forces base training requirements，the formation manner of using Low-speed Platform to actualize Escort Jamming has been designed，the process of Escort Jamming which based on different main beam radar and different speed platform has been simulated. Under the designed formation manner，the results in this paper shows that the speed range for whole Escort Jamming exists，and if the actual speed is lower than the range，there is a best initialization distance for Low-speed Platform to actualize partial Escort Jamming.

base training，escort jamming，formation manner，main beam

TP391.9

A

1002-0640（2015）05-0175-04

2014-03-12

2014-05-20

李文鵬（1987- ），男，河南洛陽人，碩士。研究方向：電子對抗基地訓練籌劃。