中国指挥与控制学会会刊 
预警机集情报、指挥、控制、通信等多种功能于一体,是反空袭作战中遂行预警侦察任务的最主要力量。为充分发挥反空袭兵力的作战能力,赢得现代反空袭作战的胜利,就必须充分发挥预警机的预警侦察和指挥引导能力,为防空作战指挥员分析判断情况,实施作战指挥提供决策支持,为防空兵力的作战使用提供信息保障[1]。
本文以反空袭作战为背景,以预警机引导岛礁要地歼击航空兵空中截击作战的巡逻空域优化选择为主要研究内容,在构建预警机前出距离模型,计算预警机所需最小前出距离、最大可能前出距离的基础上,基于岛礁要地反空袭作战的环境和预警机巡逻空域配置的原则和要求,对岛礁要地反空袭作战中预警机巡逻空域的优化选择问题进行了深入的研究。所得结论,可为预警机巡逻空域的设置提供决策支持。
1 预警机巡逻空域的设置
1.1 预警机前出距离
1.1.1 预警机前出距离计算模型
1)预警机所需最小前出距离计算模型
Dmin=V敌 -D探+A敌地
式中,Dmin为预警机引导机场待战歼击机空中截击所需前出的最小距离;V敌为来袭敌机飞行速度;V歼为歼击航空兵起飞后空中接敌平均飞行速度;A敌地为敌机载空地(舰)导弹最大有效射程;A我空为歼击机空空导弹有效射程;t1为预警机发现敌机至下达作战命令所需时间(目标识别、情报传递、指挥员定下决心、下达反空袭作战命令所需时间之和);t2为预警机接到起飞命令至完成起飞所需时间;t3为我歼击机空空导弹一次迎头攻击所需时间;D探为预警机机载雷达对来袭敌机的探测发现距离。
2)预警机最大可能前出距离计算模型
设定1:在预警机配置于最大可能前出距离D前条件下,预警机发现敌机时敌机与被保护目标之间的距离为预警机最大预警探测纵深D警。
设定2:预警机最大预警探测纵深D警,为预警机最大可能前出距离Dmax与预警机机载雷达对空探测距离D探之和。
则根据敌我机场间距离S距的不同,预警机最大可能前出距离可分为以下两种情况进行讨论。
1)当S距>D警时
显然,在敌我机场间距离S距大于预警机预警探测纵深D警,并不考虑预警机留空时间要求及其通信距离限制的条件下,预警机最大可能前出距离,主要受到预警机发现威胁后的可安全撤退距离和歼击机安全掩护距离的影响,见图2 。
① 预警机可安全撤退距离计算模型
预警机可安全撤退距离,是指任务过程中预警机发现威胁后,能够向己方歼击航空兵掩护区域安全撤离的距离。
设预警机在巡逻空域发现来袭敌机威胁后,即按180°转弯方式向己方歼击航空兵提供的安全区域转移。此时,预警机可安全撤退距离可由下式计算:
D撤=(D探-A敌空-V敌·t4)·
式中:D撤为预警机可安全撤退的距离;D探为预警机机载雷达对来袭敌机的探测发现距离;A敌空为敌机载空空导弹最大有效射程;t4为预警机180°转弯所需时间;V敌为来袭敌机运动速度;V警为预警机撤离速度。
② 歼击航空兵安全掩护线(距离)计算模型
歼击航空兵安全掩护线,是指为保障预警机免遭来袭敌机攻击,确保预警机安全,歼击航空兵所能为预警机提供的掩护区域的远界。安全掩护线到歼击航空兵起飞机场的距离,即为歼击机对预警机的安全掩护距离。
由于反空袭作战中,预警机通常前出配置在敌机来袭的主要方向,因而往往成为敌首先攻击的目标。加上预警机自卫能力弱、机动能力差,雷达反射截面大,电磁辐射强,因而容易被敌方发现、识别而首先遭到攻击。所以,在预警机前出较大距离受敌威胁较大的情况下,为保障预警机的行动安全,通常需要得到己方兵力尤其是歼击航空兵的有效掩护。
歼击航空兵在中、低空使用空空导弹对来袭敌机实施迎头攻击的情况下,机场待战歼击航空兵对预警机的安全掩护距离,可由下式进行计算:
D淹护=[D警-V敌·(t1+t2)-A我空]· +A我空-A敌空
式中:D掩护为歼击机对预警机的安全掩护距离;D警为预警机最大预警探测纵深(为预警机最大可能前出距离Dmax与预警机机载雷达对空探测距离D探之和);A敌空为来袭敌机空空导弹有效射程;A我空为歼击机空空导弹有效射程;V敌为来袭敌机的飞行速度;V歼为歼击航空兵起飞后空中接敌平均飞行速度;t1为预警机发现敌机至下达作战命令所需时间(目标识别、情报传递、指挥员定下决心、下达反空袭作战命令所需时间之和);t2为预警机接到起飞命令至完成起飞所需时间。
则由模型(2)和模型(3),可推导求出预警机最大可能前出距离为
Dmax= + (D探-V敌·t1-V敌·t2)+A我空
式中,Dmax为S距>D警时预警机在岛礁要地机场待战歼击航空兵掩护下,可能安全前出的最大距离;A敌空为来袭敌机空空导弹最大有效射程;A我空为歼击机空空导弹有效射程;V敌为来袭敌机的飞行速度;V歼为歼击航空兵起飞后空中接敌平均飞行速度;V警为我预警机发现敌机后的撤离速度;t4为预警机180°转弯所需时间。
2)当S距≤D警时
显然,在敌我机场间距离S距小于预警机预警探测纵深D警的情况下,预警机的实际预警探测纵深受到敌我机场间距离的制约,如图3 所示。此时,预警机最大可能前出距离计算模型为:
D'max=[S距-V敌·(t1+t2)-A我空]· +A我空-A敌空+V警(t1+t2-t4)
式中,D'max为S距≤D警时预警机在岛礁要地机场待战歼击航空兵掩护下,预警机实际最大可能前出距离;S距为敌我机场之间的距离;A敌空为来袭敌机空空导弹最大有效射程;A我空为歼击机空空导弹有效射程;V敌为来袭敌机的飞行速度;V歼为歼击航空兵接敌平均飞行速度;V警为预警机发现威胁后的撤离速度;t1为预警机发现敌机至下达作战命令所需时间(目标识别、情报传递、指挥员定下决心、下达反空袭作战命令所需时间之和);t2为预警机接到起飞命令至完成起飞所需时间。t4预警机180°转弯所需时间。
1.1.2 量化分析的条件
根据岛礁要地反空袭作战的环境和敌我装备性能,从“料敌从宽”、“战术稳妥”原则出发,将量化分析的条件作如下设定,见表1 。
表1 某岛礁要地防空作战量化分析条件 |
| 参数 | 数据 | 说明 |
|---|---|---|
| V敌 | 900km/h | 来袭敌机飞行速度 |
| V歼 | 1000km/h | 歼击航空兵接敌过程中的平均速度 |
| V警 | 500km/h | 预警机撤离飞行速度 |
| A敌地 | 120km | 敌机载对地攻击武器最大有效射程 |
| A敌空 | 50km | 来袭敌机空空导弹最大有效射程 |
| A我空 | 60km | 歼击机空空导弹有效射程 |
| D探 | 370km | 预警机探测发现距离 |
| t1 | 2min | 为预警机发现敌机至下达作战命令所需时间 |
| t3 | 60s | 歼击机空空导弹一次攻击所需时间 |
| t4 | 2.3min | 预警机180°转弯所需时间 |
1.1.3 量化分析的结果
依据所构建的预警机前出距离计算模型,结合量化分析的条件,仿真得出岛礁要地反空袭作战中,预警机保障岛礁要地歼击航空兵对来袭敌机实施空中截击所需前出的最小距离和最大可能前出距离,见图4 。
1.1.4 对量化结果的分析
依据预警机前出距离计算模型及对图4 的分析,可以得出以下主要结论:
1)预警机所需最小前出距离,主要受到预警机机载雷达探测发现距离、歼击机起飞所需时间以及歼击机空空导弹和敌空地导弹有效射程等因素的影响。由于预警机机载雷达探测发现距离远,在保障岛礁要地歼击航空兵在最近截击线对来袭敌机实施空中截击时,要求预警机所需前出的距离较小。
2)在敌我机场间距离较大的情况下,预警机最大可能前出距离,主要受到预警机发现威胁后的可安全撤退距离和岛礁要地歼击航空兵安全掩护距离的影响。在不考虑预警机留空作业时间要求和通信距离限制的条件下,预警机最大可能前出距离较大。也就是说,预警机前出距离的可选择范围较大。指挥员可根据歼击航空兵空中截击的需要,灵活选择预警机的前出配置距离。
3)预警机最大可能前出距离受到战场环境的制约。实际作战过程中,在敌我机场间距离小于预警机最大可能前出距离的情况下,指挥员必须根据敌我机场间距离,从保证机场待战歼击航空兵空中截击所需预警纵深和确保预警机作战行动安全的要求出发,通过战术计算,合理选择预警机的前出距离。
4)在其他条件一定的情况下,歼击航空兵起飞所需时间对预警机最大可能前出距离具有重要影响。尤其是在敌我机场间距离较小,预警机最大可能前出距离受限的情况下,缩短歼击航空兵机场起飞所需时间,对于增大预警机的前出距离和歼击机的截击纵深具有重要意义。
1.2 预警机方位配置
预警机的配置方位,是指预警机巡逻空域中心相对于被保护目标的方位。实际作战使用过程中,预警机的方位配置应遵循如下基本原则:
1)为了增加预警机对敌来袭敌机的探测发现概率,预警机巡逻空域的配置方位,应是被保护目标受敌空袭威胁最严重的方向,或者是敌机最有可能来袭的方向。
2)为保证预警机的警戒扇面能够尽可能大地遮蔽敌机可能来袭的方向和航线,应使预警机巡逻空域的长边(巡逻航线)与敌可能来袭方向垂直,同时为便于预警机的飞行活动,其巡逻空域的短边通常应大于预警机两倍的转弯半径。
3)在作战范围较大,单架预警机警戒扇面不能有效遮蔽敌机可能来袭方向、航线,需要出动多架预警机的情况下,应依据单架预警机的预警能力,结合具体的战场环境,对预警机巡逻空域的配置方位进行统筹优化。
2 预警机巡逻空域的优化选择
2.1 预警机巡逻空域选择的原则
作战运用过程中,指挥员应根据战场环境、歼击航空兵空中截击对预警机预警纵深的要求、机场待战歼击航空兵对预警机的掩护范围、预警机发现威胁后的机动能力等因素,遵循如下基本原则,合理确定预警机的巡逻空域。
1)最小原则:为满足歼击航空兵空中截击的需要,预警机最小前出距离,必须满足岛礁要地机场待战歼击航空兵在最近截击线上截击敌机所需的最小预警纵深。
2)够用原则:预警机的前出距离并不是越大越好,应在满足机场待战歼击航空兵所需截击纵深要求的前提下,从有利于预警机活动安全、有利于提高预警机预警扇面的角度,合理确定预警机的前出距离;
3)安全原则:预警机巡逻空域应选择在敌地空导弹杀伤范围以外,并在满足所需预警纵深要求的前提下,尽可能位于我岛礁要地歼击机机场附近,以便得到歼击机及时、可靠的掩护;
4)隐蔽原则:预警机巡逻空域应尽可能选择在敌岸基雷达探测范围以外,我岛礁岸基雷达对空探测范围和有效通信范围之内,以尽可能保证预警机战斗行动的隐蔽性,并利于指挥所对预警机作战活动实施有效的指挥和控制;
5)遮蔽原则:预警机巡逻空域的配置方位,应位于敌机来袭的主要方向,且巡逻空域的长边与敌机来袭方向垂直,使预警机能够有效遮蔽敌机来袭航线和方向,以获得尽可能大的遮蔽扇面。
2.2 预警机巡逻空域选择的步骤与方法
1)标绘敌我双方态势图
根据实际资料,在图上重点标绘出:双方对空警戒雷达部署及其探测范围、地空导弹部署及其抗击范围,以及双方机场位置及其兵力部署等信息。
2)判断敌机可能来袭方向、路线及其威胁情况主要是依据敌空袭作战的目的、敌机场位置、兵力部署及其基本战法,分析判断出敌空袭的目标以及可能来袭的方向、路线等。
3)初步确定预警机可能设置的巡逻空域
根据作战态势及敌情分析,从预警机配置方位应尽可能遮蔽敌机来袭方向、路线,预警机前出距离应位于其最小所需前出距离与最大可能前出距离之间的要求出发,初步确定数个基本符合要求的预警机巡逻空域。
4)预警机巡逻空域的优化选择
依据预警机巡逻空域选择的原则和要求,结合预警机的性能和具体的战场环境,对初步确定的预警机可能巡逻空域进行比对分析和优化调整,最终得出预警机理想的巡逻空域。
3 结束语
预警机集情报、指挥、控制、通信等功能于一体,在反空袭作战中担负着为指挥员分析判断情况,实施作战指挥提供决策支持,为反空袭兵力作战行动提供指挥引导等任务,其效能的发挥直接关系到反空袭作战的效果。本文以预警机引导岛礁要地机场待战歼击航空兵空中截击作战为背景,在构建预警机前出距离模型,计算预警机所需最小前出距离和最大可能前出距离的基础上,根据预警机巡逻空域设置的原则和要求,对岛礁要地反空袭作战中预警机巡逻空域的优化选择问题进行了深入的研究。所构建的预警机巡逻空域配置模型及提出的预警机巡逻空域选择原则和方法,可为岛礁要地反空袭作战中预警机巡逻空域的设置提供借鉴和参考。