李 超 車夢(mèng)虎
(91550部隊(duì) 大連 116023)
導(dǎo)彈末端攻擊方向定義為導(dǎo)彈在經(jīng)過(guò)最后一個(gè)航路點(diǎn)拐彎后對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)的方向。導(dǎo)彈航路規(guī)劃時(shí)末端攻擊方向的選擇將直接影響雷達(dá)捕捉目標(biāo)的概率,進(jìn)而影響導(dǎo)彈最終的命中精度以及毀傷效果,同時(shí)由于潛艇的探測(cè)能力有限,接收目指信息一般比較滯后,所以如何確定一個(gè)合適末端攻擊的方向就顯得尤為重要。
導(dǎo)彈能夠捕捉到目標(biāo)是命中目標(biāo)的前提,所以在選擇導(dǎo)彈的末端攻擊方向時(shí),首先應(yīng)該保證導(dǎo)彈能夠以較高的概率捕捉到目標(biāo)[1]。導(dǎo)彈能夠捕捉到目標(biāo)的必要條件是:導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)搜索區(qū)域能夠覆蓋到目標(biāo)并且目標(biāo)的回波能夠被導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)截獲。所以選擇導(dǎo)彈末端攻擊方向選擇的基本原則是盡量使導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)搜索區(qū)域覆蓋住整個(gè)目標(biāo)散布區(qū)域,并且盡量使末端攻擊方向與目標(biāo)航向的夾角在90°左右。
末制導(dǎo)雷達(dá)的搜索區(qū)域是一個(gè)圓錐形的空間區(qū)域,在搜索海面目標(biāo)時(shí),這一區(qū)域?yàn)槠矫嫠阉鲄^(qū)域。由于導(dǎo)彈是邊飛行邊搜索,因此它是一個(gè)隨時(shí)間改變的形狀比較復(fù)雜的區(qū)域。一般為了簡(jiǎn)便起見(jiàn),把實(shí)際的末制導(dǎo)雷達(dá)搜索區(qū)域簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的矩形。通常,為了使導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)搜索區(qū)覆蓋整個(gè)目標(biāo)散布橢圓,導(dǎo)彈末端攻擊時(shí)一般都選擇目標(biāo)散布橢圓的長(zhǎng)軸方向。但在有的情況下沒(méi)有必要使導(dǎo)彈從目標(biāo)散布橢圓的長(zhǎng)軸突擊,如圖1所示,此時(shí)目標(biāo)散布橢圓比較小,以至于無(wú)論導(dǎo)彈從哪個(gè)方向突擊,雷達(dá)搜索寬度都能夠覆蓋整個(gè)橢圓,所以末端攻擊方向的選擇已經(jīng)變得不是很重要,這時(shí)一般根據(jù)導(dǎo)彈最短飛行距離的原則來(lái)確定最后的末端攻擊方向[2]。
圖1 無(wú)需考慮末端攻擊方向情況
當(dāng)潛艇利用外界目標(biāo)指示進(jìn)行導(dǎo)彈攻擊時(shí),由于有較長(zhǎng)的目標(biāo)信息滯后時(shí)間,目標(biāo)散布橢圓一般都會(huì)比較大,導(dǎo)彈的搜索區(qū)域有時(shí)會(huì)無(wú)法覆蓋整個(gè)目標(biāo)散布橢圓,此時(shí)導(dǎo)彈的末端攻擊方向則應(yīng)該根據(jù)目標(biāo)散布橢圓的形狀特征來(lái)選擇。當(dāng)目標(biāo)散布橢圓比較狹長(zhǎng)時(shí),為了使捕捉概率最大,一般選擇橢圓長(zhǎng)軸方向?yàn)槟┒斯舴较?;?dāng)目標(biāo)散布區(qū)域近似圓形時(shí),末端攻擊方向的選擇對(duì)捕捉概率的影響不是很明顯,則也是根據(jù)最短飛行距離的原則來(lái)確定最后末端攻擊方向的。
導(dǎo)彈末端攻擊方向是決定導(dǎo)彈實(shí)現(xiàn)多方向攻擊效果的主要因素。在進(jìn)行末端攻擊方向選擇時(shí)主要需要考慮導(dǎo)彈的可攻性、突防效果和捕捉概率三個(gè)方面[3]。
1)導(dǎo)彈的可攻性
當(dāng)導(dǎo)彈攻擊的目標(biāo)在陸地、島嶼或禁飛區(qū)等障礙附近時(shí),導(dǎo)彈的末端攻擊方向往往會(huì)受到這些障礙的限制。一方面是由于導(dǎo)彈已經(jīng)完成所有導(dǎo)航點(diǎn)的飛行,不具備自動(dòng)轉(zhuǎn)彎的能力,在進(jìn)入方向上如果遇到障礙,很可能會(huì)與這些障礙交匯而攻擊失敗;另一方面是由于導(dǎo)彈的末制導(dǎo)頭可能會(huì)存在性能上的不足,對(duì)目標(biāo)周圍的陸地等假目標(biāo)缺乏很好的分辨能力,當(dāng)障礙離目標(biāo)很近,同時(shí)出現(xiàn)在末制導(dǎo)頭的搜索范圍內(nèi),可能會(huì)導(dǎo)致捕捉到這些障礙而無(wú)法攻擊預(yù)定目標(biāo)的后果。導(dǎo)彈的可攻性就是指導(dǎo)彈在進(jìn)入方向上不能有這兩方面情況的發(fā)生。為了達(dá)到這個(gè)目的,需要進(jìn)行導(dǎo)彈可攻性的判斷,即判斷目標(biāo)周圍是否有障礙和準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)彈攻擊進(jìn)入方向的范圍。所謂準(zhǔn)確是指既不能由于計(jì)算的范圍過(guò)大而使導(dǎo)彈攻擊的成功概率降低,也不能由于計(jì)算的范圍過(guò)小而錯(cuò)失了導(dǎo)彈攻擊的機(jī)會(huì)。
2)導(dǎo)彈的突防效果
水面艦艇的防空能力往往存在一定的方向性,即在不同的方向上其防空能力受防空武器裝備的配置情況的影響而有所不同,尤其是艦艇防空導(dǎo)彈的射界受發(fā)射裝置和照射雷達(dá)的位置影響很大。當(dāng)獲取敵方艦艇防空能力時(shí)反艦導(dǎo)彈可以選擇從防空的薄弱區(qū)域進(jìn)入;在未知其防空能力的情況下也可通過(guò)選擇多枚導(dǎo)彈以不同的末端攻擊方向進(jìn)入從而實(shí)現(xiàn)有導(dǎo)彈從防空的薄弱區(qū)域進(jìn)入。而且,對(duì)于一個(gè)艦艇編隊(duì)而言,各條艦艇的防空能力也有所不同,有的甚至沒(méi)有防空能力,因此,防空范圍對(duì)于編隊(duì)來(lái)說(shuō)也往往具有一定的針對(duì)性,選擇防空力量薄弱的方向進(jìn)入,可避開編隊(duì)中防空能力強(qiáng)的艦艇,有效提高對(duì)編隊(duì)的打擊效果。因此,選擇合理的攻擊進(jìn)入方向,對(duì)于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈的攻擊效果具有十分重要的意義。
3)導(dǎo)彈的捕捉概率
導(dǎo)彈的捕捉概率與目標(biāo)的散布有關(guān),在已知目標(biāo)的航向、航速和目標(biāo)指示途徑等信息的前提下,可計(jì)算出目標(biāo)的散布橢圓,利用導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭在縱向方向上可連續(xù)搜索捕捉的特點(diǎn),導(dǎo)彈從散布橢圓的長(zhǎng)軸方向進(jìn)入,可獲得相對(duì)更高的捕捉概率。對(duì)于遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈而言,當(dāng)使用現(xiàn)在點(diǎn)攻擊時(shí),目標(biāo)在導(dǎo)彈飛行過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)引起的目標(biāo)位置的散布往往是影響導(dǎo)彈捕捉概率最大的因素,為了讓導(dǎo)引頭能可靠地捕捉到目標(biāo),選擇好攻擊進(jìn)入角度至關(guān)重要。
導(dǎo)彈的可攻性、突防概率和捕捉概率是必須同時(shí)考慮的三個(gè)方面,但有時(shí)卻難以同時(shí)達(dá)到最佳效果。可攻性是導(dǎo)彈攻擊的基本條件,必須滿足。而對(duì)于突防概率和捕捉概率的取舍,往往需要根據(jù)實(shí)際情況加以靈活運(yùn)用。當(dāng)導(dǎo)彈攻擊防空能力強(qiáng)的驅(qū)護(hù)艦?zāi)繕?biāo)時(shí),爭(zhēng)取更高的突防概率而犧牲部分的捕捉概率是很有必要的;當(dāng)攻擊防空能力弱的艦艇時(shí),首先確保足夠的捕捉概率其次再考慮突防概率相對(duì)就比較合適。
很多情況下目標(biāo)都依靠島嶼這道天然屏障來(lái)躲避導(dǎo)彈攻擊。此時(shí),對(duì)于反艦導(dǎo)彈來(lái)說(shuō),目標(biāo)周圍就存在很多假目標(biāo),如果末端攻擊方向選擇得不合適,就可能造成導(dǎo)彈無(wú)法分辨出目標(biāo)和假目標(biāo)。反艦導(dǎo)彈大多采用的是雷達(dá)導(dǎo)引頭,在島岸附近實(shí)施導(dǎo)彈攻擊時(shí),島岸和地面目標(biāo)對(duì)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)發(fā)射的電磁波均能形成回波。所以目標(biāo)到島岸的距離要保障導(dǎo)彈在搜索的一個(gè)周期后,其搜索區(qū)仍不與近岸接觸。導(dǎo)彈能否錯(cuò)捕島岸(或地面目標(biāo)),主要取決于目標(biāo)離島岸(或地面目標(biāo))的距離(簡(jiǎn)稱島目距離)、導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)搜索區(qū)的大小以及導(dǎo)彈自控終點(diǎn)的散布誤差等因素[4~6]。當(dāng)導(dǎo)彈性能和射擊距離一定時(shí),島目距離R將起決定作用。R減小,導(dǎo)彈捕捉到預(yù)定目標(biāo)的概率也將減小。導(dǎo)彈可靠捕捉到目標(biāo)的Rmin,是指滿足導(dǎo)彈捕捉概率不小于規(guī)定指標(biāo)的目標(biāo)至島岸距離的最小值。影響Rmin的因素主要是導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的搜索范圍和導(dǎo)彈的末端攻擊方向[7],如圖2所示。
圖2 反艦導(dǎo)彈對(duì)近岸目標(biāo)攻擊的模型
圖中,L為末制導(dǎo)雷達(dá)一個(gè)搜索周期導(dǎo)彈飛行的距離;β左為雷達(dá)左扇面角與雷達(dá)波束半寬之和;θ為導(dǎo)彈的末端攻擊角度;a為距離選擇波門半寬;Rzd為導(dǎo)彈自導(dǎo)飛行距離。
由圖中幾何關(guān)系可得:
基于上述近岸目標(biāo)攻擊模型[8~12],進(jìn)行仿真分析。已知我反艦導(dǎo)彈的自導(dǎo)距離可裝訂范圍Rzd=20km~40km,搜索扇面角可裝訂范圍-45°~+45°,末制導(dǎo)雷達(dá)水平波束半寬為 2°,導(dǎo)彈飛行速度1.0Ma,自導(dǎo)雷達(dá)搜索周期為10s,距離選擇波門半寬10km。當(dāng)左右扇面角均為45°時(shí),得到Rmin、Rzd、θ關(guān)系如表1、圖3所示。
表1 R與R、θ的關(guān)系(左右扇面角均為45°)minzd
圖3 R、R、θ關(guān)系圖minzd
分析可知,當(dāng)搜索扇面角為45°時(shí),Rmin隨著Rzd和θ的增大而增大,所以在攻擊近岸目標(biāo)時(shí),末端攻擊方向應(yīng)該盡量小,垂直于海岸基線打擊目標(biāo)時(shí),最小島目距離最小,最利于末制導(dǎo)雷達(dá)搜索識(shí)別目標(biāo)。通常反艦導(dǎo)彈總是從開闊海域向島嶼附近目標(biāo)進(jìn)行攻擊的。對(duì)有飛越島嶼能力的反艦巡航導(dǎo)彈來(lái)說(shuō),末端攻擊方向的選擇空間更大。因?yàn)樗梢灾苯语w越島嶼,不需要繞過(guò)島嶼。這在某些戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)下可以減少導(dǎo)彈飛行時(shí)間,而且目標(biāo)探測(cè)的雷達(dá)雜波更大,留給目標(biāo)預(yù)警的時(shí)間更短,從而提高了導(dǎo)彈攻擊的隱蔽性。但是由于反艦導(dǎo)彈的高度控制系統(tǒng)一般是基于海平面的,如果島嶼地面起伏比較大,有可能會(huì)造成導(dǎo)彈飛行的不穩(wěn)定,在選擇攻擊方向時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。
在使用反艦導(dǎo)彈對(duì)寬闊海域單目標(biāo)實(shí)施攻擊時(shí),對(duì)于水面艦艇而言,由相關(guān)公式可知,能夠影響導(dǎo)彈命中概率的有效手段主要是水面艦艇自身的規(guī)避機(jī)動(dòng)和實(shí)施質(zhì)心式干擾。
導(dǎo)彈以90°的角度攻擊時(shí),艦艇的雷達(dá)反射截面積(RCS)最大,命中目標(biāo)概率更大。但是,由于在導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)刻并不知道目標(biāo)將做何種機(jī)動(dòng),而當(dāng)兩枚反艦導(dǎo)彈按90°攻擊夾角對(duì)艦艇實(shí)施兩方向齊射時(shí),無(wú)論艦艇發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈來(lái)襲時(shí)刻是何種攻擊角度,都難以選擇合適的角度進(jìn)行機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)向。最終都可確保有一枚導(dǎo)彈攻擊舷角較大,而另一枚攻擊舷角較小的態(tài)勢(shì),這樣可以大大提高反艦導(dǎo)彈的整體作戰(zhàn)效果。如圖3所示。
圖3 兩枚導(dǎo)彈攻擊夾角示意圖
為了增大導(dǎo)彈的突防概率和命中概率,通常采用多枚導(dǎo)彈齊射的方法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行飽和攻擊。對(duì)于具有航路規(guī)劃功能的反艦導(dǎo)彈,此時(shí)可以對(duì)每一枚導(dǎo)彈規(guī)劃不同的末端攻擊方向,對(duì)目標(biāo)進(jìn)行多方向攻擊。通常,潛射反艦巡航導(dǎo)彈齊射時(shí)有一定的時(shí)間間隔。在進(jìn)行航路規(guī)劃時(shí),可以通過(guò)選擇合適的末端攻擊方向使先發(fā)射的導(dǎo)彈飛行時(shí)間長(zhǎng)一些,盡量使多枚導(dǎo)彈同時(shí)飛抵目標(biāo),這樣可以增加目標(biāo)防空的壓力,從而增大導(dǎo)彈的突防概率,如圖4所示,導(dǎo)彈依次從各個(gè)方向進(jìn)行突擊。
另外,選擇多枚導(dǎo)彈末端攻擊方向的夾角還要考慮目標(biāo)的防空能力。如果目標(biāo)是防空能力很強(qiáng)的艦艇,那么多枚導(dǎo)彈末端攻擊方向的夾角應(yīng)盡量大,從多個(gè)方向攻擊,以增加目標(biāo)的防空壓力。如果目標(biāo)為運(yùn)輸艦或者導(dǎo)彈艇,則多枚導(dǎo)彈可以從同一個(gè)末端攻擊方向進(jìn)入,以擴(kuò)大毀傷效果。
圖4 多枚導(dǎo)彈齊射方向選擇
編隊(duì)目標(biāo)可大致分為護(hù)航運(yùn)輸隊(duì)、戰(zhàn)斗艦艇編隊(duì)和登陸運(yùn)輸隊(duì),其編成和特點(diǎn)都不一樣。登陸輸送隊(duì)一般均由登陸艦、運(yùn)輸船、警戒艦艇和排除登陸障礙的艦艇組成。敵水面戰(zhàn)斗艦艇編隊(duì)根據(jù)其作戰(zhàn)任務(wù)和編成的艦只不同,編成形式也不相同。以反潛為主要任務(wù)的驅(qū)護(hù)艦反潛編隊(duì),一般由2~4艘驅(qū)護(hù)艦和艦載反潛直升機(jī)組成,其編成隊(duì)形通常為單橫隊(duì)、人字隊(duì)、反人字隊(duì)和側(cè)翼前伸隊(duì)。航空母艦編隊(duì)通常是由航空母艦、巡洋艦、攻擊型核潛艇、驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦和艦載航空兵等兵力組成。護(hù)航運(yùn)輸隊(duì)航渡時(shí)通常由裝備現(xiàn)代化探潛設(shè)備、反潛武器的反潛艦艇和飛機(jī)警戒。
對(duì)于機(jī)動(dòng)比較容易的單個(gè)目標(biāo),很容易將防空能力較強(qiáng)的一舷對(duì)向反艦導(dǎo)彈,所以無(wú)法確定什么方向是防御薄弱的方向。但對(duì)于機(jī)動(dòng)比較困難的群目標(biāo)或者編隊(duì)目標(biāo),可以選擇合適的攻擊方向從目標(biāo)防御能力薄弱的方向進(jìn)攻。被攻擊目標(biāo)編隊(duì)航行時(shí),各艦間隔比較小,因向內(nèi)側(cè)機(jī)動(dòng)受限而只能向外側(cè)機(jī)動(dòng),且箔條云釋放不便,此時(shí)攻擊方向應(yīng)選在目標(biāo)外側(cè)較大的舷角。
目前,側(cè)翼前伸隊(duì)形的反導(dǎo)對(duì)抗仍然停留在單艦自衛(wèi)的水平上,電子戰(zhàn)掩護(hù)編隊(duì)的能力弱。在沖淡干擾制造的“欺騙干擾走廊”里,編隊(duì)機(jī)動(dòng)相對(duì)單艦困難,被捕獲的概率變大;而編隊(duì)質(zhì)心干擾基本是各自為戰(zhàn),且單式隊(duì)形編成后,編隊(duì)協(xié)同能力得不到體現(xiàn),對(duì)抗多枚導(dǎo)彈能力不足,艦艇機(jī)動(dòng)不利于原隊(duì)形保持。因此,反艦導(dǎo)彈將攻擊方向選擇為編隊(duì)隊(duì)列線方向,或者選擇性地攻擊指揮艦,將大大提高導(dǎo)彈的命中概率。以側(cè)翼前伸隊(duì)為例,如圖5所示。
圖5 攻擊單式隊(duì)時(shí)導(dǎo)彈攻擊方向選擇
對(duì)于基德級(jí)水面艦艇編隊(duì)而言,只有基德級(jí)驅(qū)逐艦配有艦空導(dǎo)彈,因此可以結(jié)合攻擊單艘水面艦艇的兩彈夾攻方法以及攻擊單式隊(duì)的列線方法,將兩種方法綜合后使用。以人字隊(duì)為例,如圖6,即導(dǎo)彈沿著水面艦艇的列線方向攻擊,導(dǎo)彈與導(dǎo)彈之間的夾角保持在90°左右,一方面可以保證對(duì)基德級(jí)驅(qū)逐艦的大舷角攻擊,另一方面假如沒(méi)有命中基德級(jí)驅(qū)逐艦的話,仍有可能攻擊到諾克斯級(jí)護(hù)衛(wèi)艦。
圖6 攻擊復(fù)式隊(duì)時(shí)導(dǎo)彈攻擊方向選擇
本文研究了不同任務(wù)背景下對(duì)不同類型目標(biāo)的末端攻擊方向選擇原則,重點(diǎn)建模、仿真研究了打擊近岸目標(biāo)導(dǎo)彈末端攻擊方向選擇問(wèn)題,為指揮員確定打擊方案提供參考。未來(lái)將針對(duì)上述其他情況進(jìn)行建模、仿真研究,確定出具體輔助決策指標(biāo)。