空-空导弹抗击巡航导弹作战效能分析

空-空导弹抗击巡航导弹作战效能分析
,专才
战术导弹技术1999年第2期
空一空导弹抗击巡航导弹作战效能分析
11f{…
i1/I,l‟/姜雪林邹强许诚周文松
(海军航空工程学院,烟台,26400])
/摘要运用系统工程的万法.建立了空空导弹.武器系统抗击”战斧巡航导弹的作战翦能仿真
模型,进行了模拟仿真计算结果表明,中程空一空导弹的作战空域大,对一枚巡航导弹可进行多
次拦截,有较高的作战效,比近程空一空导弹由拦截魏蒙要好
关ill调空一空导弹航导弹作战翦能系伤概率
.
一
,
引言空置j立导殚拦截导珥
“战斧”巡航导弹在海湾战争中的突出作用,致使多国家争相发展巡航导弹.对巡航导
弹的防御也引起各国的重视美国已着手用于21世纪防御隐身巡航导弹的武器系统的开发和
研制.在现有装备技术条件下,用空一空导弹拦截巡航导弹应是可行的防御手段之一,但其作
战效能如何,是值得深入探讨的问题.本文用系统工程的观点和方法,建立了仿真计算数学
模型,进行了分析计算.最后,对计算结果进行了讨论.
2作战效能模型
2.1模型建立的韵提
由于巡航导弹常以亚音速低空或超低空飞行,且雷达截面小(O.05m～O,2m),故对其
实施成功拦截的关键在于尽早探测,稳定跟踪,准确识别和精确有效的制导.机载空空导弹
拦截巡航导弹的优势在于火控系统视野开阔,易于机动设防.根据空一空导弹现有水平及其技
术发展趋势,设想用抗杂波干扰能力强,火控系统能有效地对目标进行探测,识别,稳定跟
踪,火力分配与射击,且具有俯视下射和”射后不管”功能的近程空一空导弹系统对巡航导弹实
施拦截
现有各种方式和空域层次的防空体系的C.I系统已实现网络化,设想空一空导弹系统的作
战有远方情报支援是符合实际的.从技术上分析,目前的一些空一空导弹火力转移时问已傲到
小于3s,故在模型中,反应时间和火力转移时间之和取3S是符合实际的.
因制导方式的原因,巡航导弹航线较固定,其巡航飞行段会采取地形跟踪,火力回避等
机动变轨突防措施.考虑到机载火控系统视野开阔,易于机动且作战区有可能在开阔区(如海
面,平原)的情况,在模型中设定巡航导弹的飞行状态为等速定高直线平飞状态.
电子干扰,目标低空飞行会影响空一空导弹的单枚杀伤概率,但空一空导弹的单枚命中概
率很高,参照法,美有关型号的指标,在模型中取单枚杀伤概率为0.75(0.75～0.90);根据
作战编制和战术原则,假定一次发射的巡航导弹流不超过16枚,一个截击小分队为4架飞
机,且4架飞机前后设防,分布在与巡航导弹飞行弹道平行的一条直线上,每架飞机带6枚
空一空导弹,每架飞机对其作战空域内巡航导弹的攻击是独立的.
收稿日期:初稿1998—07—24{修改稿1998—10—16
1999年第2期空一空导弹抗击巡航导弹作战敷能分析
2.2数学模型
(1)根据所选取拦截导弹的技术水平,可有针对性地对其性能指标作如下描述(由于巡
航导弹飞行状态设定为等速定高直线平飞,而空一空导弹的发射平台位置又是可快速变化的,
故可假设空空导弹对巡航导弹实施射击时二者的最佳高度差为定值.)
1)作战空域杀伤区远界:z=z.+0一)”,式中z.为远界圆弧的圆心坐标, =为航路捷径;杀伤区近界r;最大航路捷径～;最大航路角;最佳射击高度差Y,Y为空一
空导弹发射点到巡航导弹飞行所在水平面的垂直距离
2)火力转移时间:3s
3)导弹平均速度:V
4)射则是符合作战情况的.
(4)射击时间的计算以空一空导弹发射点在巡航导弹飞行所在水平面的投影为原点,
x轴与巡航导弹飞行方向平行,y轴垂直向上,建立XYZ空间坐标系;设空一空导弹发射点
为0,Y,.),目标现在的位置为,0,),导弹的速度为口.,目标的速度为,而这时空一空导
弹正好射出,那么,从导弹起飞到与目标遭遇的这段时间由下式确定: 出一
2(口j一;)
再加上3s的射击准备与转火时间,则总的射击时间为:出+3.0. (5)射击效果的判定与随机数的产生
1)(0,1)均匀分布随机数的产生(0,1)均匀分布随机数由标准子程序产生
2)目标流的时间间隔由下式确定:
t=一lnr/2,
式中rl是服从(0,1)分布的随机数.
3)对目标杀伤的判定(一般取单枚杀伤概率为0.75)假设一次射击中,导弹对目标
的杀伤概率为P,则这时产生一个服从(0,1)均匀分布的随机数r,这时判断若≤P时,认
为目标已被击毁,rl≥P则认为目标没有受到杀伤.
(6)对目标进行火力分配时,目标的x轴坐标最大值z～,最小值zmm 分别由下式确定
远界遭遇时,求～:
r————一一
z—.+z一=}&=√z++/1;z～一+(At+3)口2.
近界遭遇时,求如一
18?战术导弹技术1999年第2期
——___——
2.一近sin~;2.<<一时,.27一zctg~;0≤≤D时,一√r2;
一
干了,/v1;_z删:_z+(+3)v..
上式中,为空一空导弹的飞行时间;-z和为拦截遭遇点(,0,)的坐标值;Y为空一空导弹
发射点(0,Y,0)的坐标值即发射高度;.为最大航路角时杀伤区近界的航路捷径.当巡航导弹
的坐标介于一和一之间时,可对它进行火力分配
3计算结果分析
以某典型空空导弹和”战斧”巡航导弹为例进行仿真,并对仿真结果进行分析.
3.1杀伤概率与高度差的关系
巡航导弹的飞行高度影响对其本身的探测概率在探测概率和单枚杀伤概率为定值的情
况下,空空导弹对巡航导弹的杀伤概率受二者的垂直高度差的影响,而和巡航导弹的飞行
高度无关.高度差越大,杀伤概率越低,这是因为高度差越大,空一空导弹飞行时间越长,空一
空导弹武器系统在其作战空域内对巡航导弹的服务概率也就越低,
因而使杀伤概率降低.当Y
=0时,发射点和巡航导弹在同一个水平面内,此时杀伤概率达到上限(在我们的仿真条件
下,一0.9056).可以设想,用机动性好,可在低空悬停的直升机发射空一空导弹攻击巡航
导弹,从理论上讲是最佳选择.
表1累积杀伤概率与高度差的关系(Ma.一2.5tMa一0.72,目标流时问间隔一5s)
5O01000150020003000400050006000
0.90560.8965088840.87400.84590.8296O.8184O.7581O7256
6O00.90310.8900O.8943088930.87460.8450O.8228076210.7343 12000.90120.90710.9043O.8912087250.835O0.8159O.78900.7475 18000.88900.8918O.87870.8693O86060.83530.81060.7881O.7371 3.2杀伤概率与目标飞行速度的关系
从仿真结果看,在的实际值在Ma一0.72以后,杀伤概率有随目标飞行速度的增加
呈降低的趋势.在亚音速段,递减较慢,这和我们在仿真时取单枚杀伤概率为定值有关,但主
要原因是在Ma..一0.72附近以25～30%的幅值变化,还不足以影响每架飞机对每个
目标的射击次数.当目标巡航速度突破音速以后,杀伤概率随目标飞行速度的增加而降低的
速率加快了,这是因为巡航速度越大,目标飞越作战空域所需时间越短,服务概率也就越低.
可见提高巡航导弹的巡航速度是增强突防能力的有效手段之一考虑到单枚杀伤概率随目标
飞行速度的增大会有所降低,因而实际上的累积杀伤概率随目标速度的增加而递减的情况比
我们仿真的结果还快
表2累积杀伤概率与目标飞行速度的关系(一3000,Ma.一2.5,目标流时间间隔t一5s)
O.O.8101.11.21.3
OO.854008534O84430.82500.80560.79680.7465
600O.849308387O.82280.8203080240.783707312
1200O.8537O.83930.8331O81840.8011O77530.7231
l800O.84310时火力通道已趋于饱和.
表3累积杀伤概率与目标流强度的关系(一3000m,Ma一2.5,肘一0.72)
12l01520
O.55250.70120831B0.93250.95560.9625
600O.585607093O.85370.9343m95620.9775
12000.57310.7968O.84250.94O60.95750.963l
l8000.5687066870.83120933lO.95l20.9637
4讨论与说明
我们在仿真中将电子对抗的影响综合到单枚杀伤概率中是为了仿真的方便.现代战争中
以电子对抗为主的”软杀伤”手段起着非常重要的作用.电子对抗对作战效能影响的量化,仿
真,有待进一步探讨.
采取隐身技术超低空飞行致使对巡航导弹的探测有很大困难,而且巡航导弹还会采取机
动变轨方式突防.考发现概率和弹道机动性的话,空一空导弹抗击巡航导弹的作战效能比上
述仿真结果会低许多.
通过仿真我们试图得出在尽可能高杀伤概率条件下高度差的最佳现实值.由于高度差影
响发现概率,也影响命中精度,飞得太低既不安全又影响视野,因此必须综合权衡.Y一
1500m时,P一0.88,因此可以认为截击机在离地面1500m～2000m时为现实晟佳拦截
高度.
我们还对假想的中程空一空导弹抗击巡航导弹的作战效能进行了仿真,其累积杀伤概率
随高度差,目标飞行速度的变化而变化的关系都不十分显着.由于中程空一空导弹的作战空域
大,一架飞机可以对一枚巡航导弹进行多次拦截,故可达到很高的杀
伤概率.由此可见,中程
空一空导弹的拦截效果要好.
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(下转封四)
(上接第6页)
RESEARCHoNEV ASIVESTRA TEGYFoR ANANTISHIPMISSILE HanJingmeiZhangZhigaoShaoJilaWeiYiyin (TheThirdDesignDepartment,TheThirdResearchAcademyofCASC.Beiji ng,100074) ABSTRACTAnevasivestrategyofborizontaIsnakymaneuverforanantishi pmissilehas
beenprovided,whichnotonlyimprovesthesurvivabilityprobabilityofthemi
ssileconsider—
ably,butalsoensuresthemissilecapturethetargetreliablyattheendofevasive maneuver,
andmeetsitsrestrictiveconditions.Thestrategyisofengineeringpracticalval ue,foritis
simpleandeasytorealize. KEYWORDSAntishipmissilePenetrationtechniqueSnakymaneuverEvas ive
Strategy
(上接第19页)
oPERA TIoNALEFFICIENCY ANAL YSISOFAIR—TO—AIR MISSILETOCRUISEMISSILE JiangXueEnZouQiangXuChengZhouWensong (NavalAeronauticalEngineeringAcademy,Y antai,264001) ABSTRACTAsimulationmodelfooperationalefficiencyforair—-tO—-air missiletOcruisemis—.
sileisconstructed.SimulatedcaIculationisstudiedandanalyzed.Theresultsh owsthatthe middlerangeair—to—airmissilehasbetteroperationalefficiencyandmorea dvantageinter—ca—
pability. KEYWORDSAir—to—airmissileCruisemissileOperationalefficiencyKi
llproba—
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战衣(季刊)国内统一刊号CN11--1771/TJ
1999年第2期1999年5月10日出版内部发行定价:5.O0元擅
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