基于改进对数法的飞机对地攻击效能评估

∗
收稿日期：2020年1月14日，修回日期：2020年2月27日作者简介：董文洪，男，博士，教授，研究方向：作战效能评估。

高宇，男，硕士研究生，研究方向：作战指挥理论与运用。

王艳娜，女，硕士，讲师，研究方向：航空兵作战指挥。

1引言
飞机作战效能的评估方法主要有五大类：性能
对比法、计算评估法、计算机模拟法、专家评估法和实验统计法［1~3］。

计算评估法按其计算特点和评估方式又可分为参数计算法、概率分析法和需要量估算法，对数法就属于参数计算法。

对数法是采用自然对数来“压缩”飞机指标数值大小，作为相对参数衡量飞机作战能力的一种办法，具有透明性好、易于了解、计算简便等特点［4］。

长期以来，其在评估飞机对地攻击作战效能及效费分析中都有着广泛的应用，但伴随着飞机平台、机载武器、战场信息感知与对抗手段的发展［5］，传统对数法已不能全面准
确地对飞机对地攻击效能进行评估，必须对传统对数法的计算模型进行改进。

为提高飞机对地攻击效能评估结果的可用性，为编队对地攻击作战能力提供参考［6］，确保我航母舰载机部队今后在对地攻击中能够实行正确的战争指导、最优的配置所属兵力、确立灵活的战略战术［7］，论文根据传统对数法模型，结合2011年美军航母舰载机对利比亚实施空中
打击的战例，分析飞机对地攻击现代作战过程［8］
，建立
了基于改进对数法评估飞机对地攻击效能的模型。

2
评估飞机对地攻击效能的传统对
数法模型
飞机对地攻击效能指数由航程指数和武器效
基于改进对数法的飞机对地攻击效能评估
∗
董文洪
高
宇
王艳娜
（海军航空大学
烟台
264000）
摘
要
针对传统对数法存在算法不科学、模型脱离实际的问题，文中提出了一种改进的对数法模型。

在传统对数法
算法基础上，调整有关因素相互关系，修正部分参数权重比，使算法更能体现现代飞机作战过程，对飞机对地攻击效能的评估结果更可靠。

实例分析表明，改进对数法能够充分反映出武器装备更新换代对飞机对地攻击效能的影响，结果比较客观，与实际情况基本一致。

关键词
飞机对地攻击；效能评估；对数法
中图分类号
V271
DOI ：10.3969/j.issn.1672-9730.2020.07.031
Effectiveness Evaluation of Aircraft Attacking Ground Targets
Based on Improved Logarithm Method
DONG Wenhong
GAO Yu
WANG Yanna
（Naval Aviation University ，Yantai
264000）
Abstract
In order to solve the problems of unscientific algorithm and unrealistic model of traditional logarithm method ，an
improved model of logarithm method is proposed in this paper.Based on the traditional logarithm algorithm ，the correlation of relat⁃
ed factors is adjusted ，and the weight ratio of some parameters is modified ，so that the algorithm can better reflect the combat pro⁃cess of modern aircraft ，and the effectiveness evaluation results of aircraft attacking ground targets are more reliable.An example
shows that the improved logarithm method can fully reflect the impact of weapon equipment upgrading on the effectiveness of aircraft
attacking ground targets ，and the result is objective and basically consistent with the actual situation.
Key Words
aircraft attacking ground targets ，effectiveness evaluation ，logarithm method Class Number
V271
总第313期
能指数两部分组成，其计算公式如式（1）：
N=C电·［ln（当量航程）＋ln（当量载弹量）］（1）式（1）中，C电为电子对抗能力系数，而当量航程与最大航程R max、突防系数C突、远程武器系数C远和导航能力系数C导有关，当量载弹量与最大载弹量W max和对地攻击效率系数C效有关，计算公式分别如式（2）（3）：
当量航程=R max·C突·C远·C导（2）
当量载弹量=W max·C效（3）式（2）中，突防系数C突与生存力系数C生、装甲系数C装、最大允许过载O max、突防最低高度H突和最高突防速度V突有关，远程武器系数C远与武器射程R、武器数量N武和修正系数K有关，计算公式分别如式（4）（5）：
C突=0.25×C生＋0.15×C装＋0.1×（O max／9）
＋0.25×（100／H突）＋0.25×（V突／1200）（4）
C远=（R／3）×K×N
武
＋1（5）式（3）中，对地攻击效率系数C效与机上外挂点数量N挂、武器精度系数C精和发现目标能力系数C目有关，计算公式如式（6）：
C效＝0.2×N挂／15＋0.4×C精＋0.4×C目（6）式（4）中，生存力系数C生与翼展W、全长L和迎头或尾后方位角120°左右之内的对应3cm波长雷达的平均值RCS有关，计算公式如式（7）：
C生＝［（10／W）×（15／L）×（5／RCS）］0.0625（7）3问题分析
通过分析可以发现，评估飞机对地攻击效能的传统对数法模型综合考虑了飞机的电子对抗能力、最大航程、突防能力、远程武器射程、导航能力、最大载弹量和攻击效率等七种因素［9］，飞机对地攻击效能指数与上述各因素相互间关系为
N=C电·［ln（R max）＋ln（C突）＋ln（C远）
＋ln（C导）＋ln（W max）＋ln（C效）］
我们知道，现代战争大都是在复杂电磁环境下进行的，飞机的电子对抗能力与其自身的突防能力、导航能力和攻击效率均呈正相关性，而与其最大航程、远程武器射程和最大载弹量等参数值无关，显然模型中将电子对抗能力系数与其他6个因素的对数值一一相乘是不合理的。

另外，各因素实际取值数量级不同甚至相差较大也使最终的评估结果产生较大误差。

比如，《飞机作战效能评估》一书中列出的飞机的最大航程从1000km~14000km不等，取对数后的压缩值在6.9~9.5之间；而列出的飞机的突防系数从0.39~0.858不等，取对数后的压缩值在-0.94~-0.15不等，造成最大航程对结果的影响过大，突防能力对结果的影响过小，与实际情况不符。

我们再分析一下突防系数的取值过程，从式（4）中可以看出生存力系数C生、装甲系数C装、最大允许过载O max、突防最低高度H突和最高突防速度V突五个因素是按照0.25、0.15、0.1、0.25、0.25的权重分配的，而我们知道现代飞机的突防能力中隐身性能远比突防高度、突防速度重要，显然这样的权重分配与现代战争实际是不相匹配的。

4评估飞机对地攻击效能的改进对数法模型
首先，我们看一下现代飞机对地攻击的基本作战过程，以2011年美军航母舰载机对利比亚实施空中突击为例［10］，首先由侦察卫星、电子战飞机、无人侦察机等多种侦察力量，对敌方目标进行详尽侦察；其次由打击群内的舰艇发射巡航导弹对敌方防空设施进行预先打击；再次由指挥引导群、补充侦察群、防空火力压制群、突击群和掩护群组成的空中突击编队执行打击任务；最后由补充侦察群进行突击效果侦察。

可以看到，对地攻击任务体现的是空中打击群的综合实力，其中侦察、预警、导航、电子战等要素虽没有对敌方目标造成直接杀伤，但它们的作用好坏却更能决定任务的成功与否。

因此，在分析飞机对地攻击效能问题上，必须把电子对抗能力、突防能力、导航能力和攻击效率四个因素放在更重要位置上。

基于上述问题分析，参考现代飞机对地攻击的基本作战过程，提出改进的对数法模型。

新模型仍然采用对数法压缩数值，但在各因素相互关系上、取值标准化上和权重分配上进行了优化。

飞机对地攻击效能指数的计算公式如式（8）：
N=C电·［10ln（C突）＋10ln（C导）＋10ln（C效）］
＋ln（R max）＋ln（C远）＋ln（W max）（8）式（8）中，突防系数C突与生存力系数C生、装甲系数C装、最大允许过载O max、突防最低高度H突和最高突防速度V突有关，远程武器系数C远与武器射程R、武器数量N武和修正系数K有关，计算公式分别如式（9）、（10）：
C突＝0.35×C生＋0.05×C装＋0.15×（O max／9）
＋0.2×（100／H突）＋0.25×（V突／1200）（9）
C远＝（R／3）×K×N
武
＋1（10）
董文洪等：基于改进对数法的飞机对地攻击效能评估138
2020年第7期舰船电子工程
式（8）中，对地攻击效率系数C效与机上外挂点数量N挂、武器精度系数C精和发现目标能力系数C目有关，计算公式如式（11）：
C效＝0.2×N挂／15＋0.5×C精＋0.3×C目（11）式（9）中，生存力系数C生与翼展W、全长L和迎头或尾后方位角120°左右之内的对应3cm波长雷达的平均值RCS有关，计算公式如式（12）：C生＝［（10／W）×（15／L）×（5／RCS）］0.0625（12）模型中提到的装甲系数C装、修正系数K和武器精度系数C精取值方法均可参考文献［1］，而电子对抗能力系数C电、导航能力系数C导和发现目标能力系数C目由于保密的原因难以作出精确的量化估计，此处按如下办法近似取值，二代机相应系数取0.8±0.05，三代机取1±0.05，四代机取1.2±
0.05，处于两代之间的机型则取中值，如三代半飞机歼10，可取1.1±0.05。

5实例分析
这里根据改进的对数法模型评估米格29、F/ A-18C和F-35C三种飞机的对地攻击效能。

三种飞机的主要数据如表1所示，三种飞机对地攻击效能指数如表2所示。

机型米格29 F/A-18C F-35C 翼展/m
11.36
13.60
13.11
全长/m
17.32
18.40
15.48
RCS/(m2)
9.1
5.0
0.1
最大使用过载
8
7
8
最低突防高度/m
300
200
150
最高突防速度/km·h-1
900
900
1930
挂架数
8
9
4
机型米格29 F/A-18C F-35C 最大航程/km
2000
2600
3400
突防系数
0.73
0.75
1.07
远程武
器系数
47.67
17.50
8.07
导航能
力系数
0.95
1
1.2
最大载弹量/t
4.5
8.1
2.36
对地攻击
效率系数
0.89
0.92
0.88
电子对抗
能力系数
0.95
1
1.25
对地攻击
能力指数
8.39
9.14
12.63
表1三种飞机主要数据［11~12］
表2三种飞机对地攻击效能指数
从评估结果可以看出，同为三代机，F/A-18C
除了远程武器系数以外，其他指标相比米格29均有优势，所以总体对地攻击效能要好于米格29，但差距并不大。

而四代机F-35C由于隐身性的需要采用的是内置弹仓，限制了其最大载弹量和武器种类的选择余地，造成其对地攻击效率系数和远程武器系数均不高，但凭借超强的战场态势感知能力和出色的隐身性，使其在总体对地攻击效能上明显优于列出的两款三代机。

评估结果较好地反映了武器装备更新换代对飞机对地攻击效能的影响，与实际情况是相符的。

6结语
本文针对现代战争作战实际，剖析传统对数法模型存在的问题，考虑隐身突防对空中突击带来的变革，建立了对地攻击任务中电子对抗能力、最大航程、突防能力、远程武器射程、导航能力、最大载弹量和攻击效率等七种因素与对地攻击效能之间新的关系模型。

实例分析评估结果表明，该模型符合数学原理和作战规律，为飞机实施对地攻击时兵力选择提供了参考，具有一定的理论价值和实际意义。

需要说明的是，对飞机来说，评估结果的绝对值并不重要，评估结果只具有相对的意义。

参考文献
［1］朱宝鎏，朱荣昌，熊笑非.飞机效能评估［M］.第2版.北京：航空工业出版社，1993：63-80.
［2］李志刚，张晓康，李相民.作战飞机对地攻击效能研究分析［J］.航空计算技术，2006，36（1）：113-116.
［3］高璇，王光磊.基于模糊层次分析法评估作战飞机的对地攻击效能［J］.信息化研究，2014，40（4）：61-64.［4］谭小卫，方卫国.一种新的飞机作战效能评估方法［J］.
系统工程理论方法应用，2004，2：75-80.
［5］鲁艺，张淘沙，俞利新，等.作战飞机对地攻击任务规划系统概念研究［J］.战术导弹技术，2014，6：50-55.
［6］穆中林，于雷，廖俊，等.编队对地攻击作战效能评估指标体系［J］.火力与指挥控制，2011，36（1）：87-89.
［7］刘华翔，黄俊，朱荣昌.综合航空武器平台作战效能评估综述［J］.系统工程学报，2003，18（1）：55-61.
［8］刘晓荷，朱汉东，赵虹.利用指数法评估飞机的作战效能［J］.军事运筹与系统工程，2004，18（2）：59-65.
［9］董彦非，王礼沅，张恒喜.空-地攻击作战效能评估的综合指数模型［J］.航空学报，2007，28（6）：1374-1377.［10］黎晓川.航母舰载机对陆岸突击作战［J］.兵器知识，
2011，6A：32-34.
［11］征惠玲.F-35作战能力综述［J］.国防科技，2013，34（2）：51-54.
［12］刘大勇，刘佳，杨慧君，等.美国F-35联合攻击战斗机的机载武器［J］.飞航导弹，2015，8：7-11.
139。