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2018 , Vol. 40 >Issue 3: 19 - 21

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-3819.2018.03.005

理论研究

舰载警戒直升机巡逻距离设定方法研究

  • 周严 ,
  • 韩卫国
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  • 解放军91404部队, 河北 秦皇岛 066000

作者简介: 周 严(1988-),男,河北秦皇岛人,助理工程师,研究方向为作战指挥系统试验。

韩卫国(1965-),男,高级工程师。

收稿日期: 2018-03-20

  修回日期: 2018-04-01

  网络出版日期: 2022-05-19

收起

Setting Method Study for Patrol Distance of Carrier-based Early Warning Helicopter

  • ZHOU Yan ,
  • HAN Wei-guo
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  • Unit 91404 of PLA, Qinhuangdao 066000, China

Received date: 2018-03-20

  Revised date: 2018-04-01

  Online published: 2022-05-19

Fold

摘要

以航母编队对空防御作战为背景,以分析舰载警戒直升机前出距离范围的设定方法为目的,通过分析对空防御作战过程,提出前出距离范围确定方法,并用仿真计算方式,定量描述了警戒直升前出距离范围与各影响因素之间的关系。为今后航母编队对空防御作战中警戒直升机的阵位配置提供理论参考。

关键词： 航母; 舰载警戒直升机; 前出距离

本文引用格式

周严 , 韩卫国 . 舰载警戒直升机巡逻距离设定方法研究[J]. 指挥控制与仿真, 2018 , 40(3) : 19 -21 . DOI: 10.3969/j.issn.1673-3819.2018.03.005

Abstract

This paper is based on air defense of aircraft carrier.The purpose is to analyze the setting method of the distance range of the early warning helicopter.By analyzing the air defense process, put forward the method of setting distance range. By emulating calculating, the relationship between the parameters of forward-distance for the early warning helicopter was described quantitatively. The result provides evidence for early warning in a aircraft carrier formation.

Key words： carrier; carrier-based early warning helicopter; patrol distance

预警机是航母编队重要兵力组成,是编队预警不可或缺的一部分。当前世界各国航母中,除美国“尼米兹”级、“福特”级航母与法国的“戴高乐”号航母外,其他国家航母暂不具备起降固定翼预警机的能力,空中警戒任务主要由航空母舰搭载的舰载警戒直升机完成,研究警戒直升机的使用方法对分析和掌握航母编队战术有重要作用。
本文以航母编队对空防御作战为战术背景,分析对空防御作战过程,对舰载警戒直升机的前出距离范围进行研究,构建单架警戒直升机前出距离的数学模型,并将通过仿真计算手段,分析不同因素对警戒直升机前出距离范围造成的影响。

1 警戒直升机前出距离设置要求

为分析警戒直升机前出距离范围,本文做以下几点假设:
1) 设定敌方飞机的空舰导弹打击对象为我方航母平台;
2) 直升机前出距离在航母编队的通信范围之内;
3) 警戒直升机能在其雷达最大探测距离上发现敌机;
4) 敌方飞机来袭方向为编队的防空威胁轴方向;
5) 警戒直升机部署方向为编队的防空威胁轴方向;
6) 警戒直升机的油量满足留空时间需求;
7) 舰载战斗机初始状态为甲板待战状态;
8) 舰载战斗机挂载的空空导弹能够在最大射程上命中目标;
9) 忽略直升机高度带来的视距影响。
在对空防御作战中,航母编队内的水面舰艇编队受到敌方飞机所挂载的空舰导弹威胁,前出的警戒直升机受到来自于敌方飞机所挂载的空空导弹的威胁。如图1所示。
图1 编队预警示意图
图中:D为警戒直升机的前出距离;R为警戒直升机对空最大探测距离;Dkj为敌方飞机空舰导弹射程;Dkk为敌方飞机空空导弹射程。
图中战斗想定为:航母编队在航渡过程中,警戒直升机沿防空威胁轴方向前出执行对空警戒,敌方飞机以速度V敌沿防空威胁轴方向向水面舰艇编队突击,在A点进入警戒直升机的探测范围,并被发现,警戒直升机向上级通报目标信息,请示舰载机对目标进行拦截,处于甲板待战状态的舰载机得到命令后,立即升空,这一过程时间设为t1,舰载机沿OE方向前出迎敌,以速度V1经过t2时间后到达E点,并在E点发射导弹进行拦截,导弹最大射程为Sd,飞行t3时间后,命中目标。此过程要求在敌方飞机到达B或C点前对其完成拦截动作,若敌方飞机到达B点,则具备了向警戒直升机攻击的条件,若敌方飞机到达C点,则具备向水面编队攻击的条件。
因此,警戒直升机的前出距离应同时满足以下两点要求:
1)在直升机能力范围内,能够为航母编队提供一定的预警纵深,保证航母编队不受敌方空舰导弹威胁,满足要求的前出距离最小值定义为Dmin;
2)前出距离在舰载歼击机的保护范围之内,不受敌方空空导弹威胁,满足要求的前出距离值最大值定义为Dmax。
同时,应有:Dmin≤D≤Dmax。

2 对空防御时警戒直升机前出距离范围设定方法

确定Dmin、Dmax后,即可得出警戒直升机前出距离范围。将图1分别针对Dmin、Dmax进行分解,得到如图2所示距离关系。
图2 最大最小前出距离示意图
Dmax确定方法:警戒直升机发现目标后,我方飞机以速度V1到达发射阵位并发射导弹,导弹刚好在B点命中敌机时,此时直升机前出的距离即为Dmax。
Dmax=OB-Dkk=V1t2+Sd-Dkk
式中,t2= R - D k k - V 敌 t 1 + t 3/V敌,将t2代入上式中可得:
Dmax=V1 R - D k k - V 敌 t 1 + t 3/V敌+Sd-Dkk
Dmin确定方法:警戒直升机发现目标后,我方飞机以速度V1到达发射阵位并发射导弹,导弹刚好在C点命中敌机时,直升机的前出距离即为Dmin。
Dmin=Dkj- R - A C=Dkj- R - V 敌 t 1 + t 2 + t 3
式中,t2= D k j - S d/V1,将t2代入上式可得:
Dmin=Dkj- R - V 敌 t 1 + D k j - S d / V 1 + t 3
由式(1)、(2)可以确定Dmin、Dmax,可以看出,Dmin、Dmax是与Dkj、R、V敌、V1、Sd、t3、t1、Dkk因素有关的变量,根据实际情况的不同,Dmin、Dmax的值也不尽相同。在实际使用中,导弹的飞行时间t3在导弹最大射程和速度确定后即为定值,空空导弹和空舰导弹的最大射程也属于固定指标,准备时间t1是与人员素质有关的指标,在通过长时间的训练及实战积累后,其时间可视为常量。因此,Dmin、Dmax实际上是与R、V敌、V1三个变量有关。下面通过仿真方法,分别讨论几项因素对前出距离范围的影响。

3 仿真计算

参数选取如表1所示。对于机载雷达,不同的空中目标探测距离存在差异,本文分别以高空战斗机和低空战斗机为例,雷达探测R分别取450km和300km,以此为前提,绘制警戒直升机前出距离范围与我方飞机速度V1、敌方飞机速度V敌关系图如图3、图4、图5、图6所示。
表1 仿真计算参数选择
参数名称 参数设置
机载雷达对目标的 高空战斗机 R=450
探测距离/km 低空战斗机 R=300
目标速度 V敌/(km/h) 600-2000
舰载战斗机速度 V1/(km/h) 600-2000
舰载战斗机准备时间t1 2min
空空导弹 射程Sd/km:120 飞行速度/马赫Ma=2.5
空舰导弹射程/km 300
图3 前出距离范围与我方飞机速度关系曲线

(R=450km,V敌=1200km/h)

图4 前出距离范围与我方飞机速度关系曲线

(R=300km,V敌=1200km/h)

图5 前出距离范围与敌方飞机速度关系曲线

(R=450km,V1=1200km/h)

图6 前出距离范围与敌方飞机速度关系曲线

(R=300km,V1=1200km/h)

3.1 警戒直升机前出距离范围与我机速度关系

将敌方飞机速度设为定值,可绘制出警戒直升机前出距离范围与我方飞机速度关系曲线。如图3、图4所示。
图3、图4共同点在于,当我方飞机的速度较小时,Dmax<Dmin,此时,不论警戒直升机前出多少距离,都无法同时保证编队及自身的安全;伴随我方飞机飞行速度不断增大,Dmin减小,Dmax增大,当两条线交于一点时,表明直升机在这一点时可以同时保障自身和编队的安全;我方飞机速度继续增大,此时Dmax>Dmin,表明直升机前出距离范围在Dmin和Dmax之间。
图3、图4不同点在于,图4中Dmax与Dmin曲线交点横坐标值大于图3,说明在面对低空目标时,为同时保证编队和警戒直升机的安全,我机的前出拦截速度需要更快,警戒直升机前出距离范围受限制情况更严重。

3.2 警戒直升机前出距离范围与敌机速度关系

将我方飞机速度设为定值,可绘制出警戒直升机前出距离范围与敌方飞机速度关系曲线。如图5、图6所示。
图5、图6共同点在于,当敌方飞机的速度较小时,Dmax>Dmin,此时,直升机前出距离范围在Dmin和Dmax之间;伴随敌方飞机飞行速度不断增大,Dmin增大,Dmax减小,当两条线交于一点时,表明直升机在这一点时可以同时保障自身和编队的安全;敌方飞机速度继续增大,此时Dmax<Dmin,此时,不论警戒直升机前出多少距离,都无法同时保证编队及自身的安全。
图5、图6不同点在于,图6中Dmax与Dmin曲线交点横坐标值小于图5,说明在面对低空目标时,目标飞机对直升机和舰艇编队的威胁更大,警戒直升机前出距离范围受限制情况更严重。

4 结束语

本文通过分析航母编队防空作战过程,构建了单架舰载警戒直升机在编队防空威胁轴方向前出距离的数学计算模型,分析了影响警戒直升机前出距离范围的主要因素,并通过实例仿真,绘制不同条件下的警戒直升机前出距离范围曲线。本文所描述的前出距离范围计算方法,综合考虑了敌我双方飞机速度、武器等性能,计算结果可作为实际作战中设置舰载警戒直升机前出距离的限定条件,为指挥员更准确的确定前出距离提供理论参考。

参考文献

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