中国指挥与控制学会会刊 
岸舰导弹部队具有导弹射程远、打击范围广、作战机动灵活等特点,已经成为夺控近海制海权的重要作战力量之一。作为海军预警探测系统中的空中雷达站,预警机具有对海面目标、岸上目标以及空中目标探测距离远,识别、跟踪目标能力强等优点,是支援岸舰导弹部队作战的重要力量之一。岸舰导弹部队在预警机信息支援下执行对海打击任务,可充分发挥预警机“看”得远、岸舰导弹打击远等优势,是未来作战的重要方法。
当前,岸舰导弹作战运用的研究较多,如文献[1-2]研究了国内外岸舰导弹装备使用情况;文献[3]分析了复杂电磁环境对岸舰导弹使用的影响及对策;文献[4⇓-6]分别研究了反舰导弹打击近岸岛屿目标、小目标及低精度目标的方法;文献[7]对岸舰导弹部队与水面舰艇协同作战问题进行了探讨。支援水面舰艇兵力作战的预警机配置研究已取得一定的成果,如:文献[8]探讨了信息化条件下航母编队对空防御作战中的预警机的核心节点作战及其空域配置方法;文献[9⇓-11]研究了航母编队作战背景下,预警机巡逻区域及配置方法问题。但均未涉及预警机支援岸舰导弹作战问题。
针对预警机为岸舰导弹部队作战提供信息支援,研究其阵位配置的定量计算方法是当前迫切需要解决的问题。
本文以岸舰导弹在预警机信息支援下突击向我航行海上目标为基本想定,对预警机的阵位配置进行定量分析和研究。
1 预警机信息支援下岸舰导弹对海突击作战过程
2 岸舰导弹对海突击作战中预警机配置建模
为更好地分析岸舰导弹对海突击作战中预警机配置的方法,作如下假设:以应对海上敌水面舰艇袭扰为背景,岸舰导弹在预警机信息支援下对开阔海域向我航行的敌海上目标实施导弹攻击。由单架预警机执行预警探测任务,由机场起飞前出至巡逻警戒区域,任务期间作直线往返巡逻飞行,预警机巡逻高度由上级确定。
2.1 预警机配置影响因素
预警机在支援岸舰导弹对海突击作战中,主要承担对任务海区海面目标进行预警探测任务,及时查明目标数量、类型、位置和运动方向等要素,并在突击行动中为作战兵力以及指挥所提供目标的实时信息。在对海上目标进行探测监视的同时,考虑对空预警及自身安全等因素,预警机通常被赋予对空警戒任务。
综合支援岸舰导弹部队作战需求,预警机的配置必须满足以下约束条件:
1) 能够满足对任务海区海面目标预警探测距离及范围的要求,以便及时提供目标经纬度信息和作战海区态势信息;
2) 能够达成与岸舰导弹部队以及指挥所之间的可靠通信;
3) 前出距离能够保证足够的巡逻时间;
4) 能够保证自身安全,通常情况,预警机的安全能够得到空中掩护兵力的有效保证。
在上述假设下,预警机配置阵位是指其与我岸舰导弹阵地、预警机机场、敌海上目标以及我方受威胁兵力在空间上的位置关系,可用前出距离、巡逻方位、巡逻边长、巡逻高度等指标来描述。
定义1 岸舰导弹阵地。包括待机阵地和发射阵地,待机阵地用于岸舰导弹武器系统隐蔽待机;发射阵地用于系统设备展开,完成发射前准备并实施导弹发射控制。
定义2 预警机前出距离。预警机在任务区域巡逻时,巡逻区域中心至机场的最短水平距离称为前出距离,用L表示。
定义3 预警机相对前出距离。预警机在任务区域巡逻时,巡逻区域中心至我方受威胁兵力之间的最短水平距离称为相对前出距离,用L1表示。
2.2 预警机配置模型
(1)预警机前出距离模型
如图2 所示,设我方受威胁兵力为海上固定目标,中心点为O,预警机起飞机场位置为O1,岸舰导弹发射阵地为某确定经纬度点O2,O1和O2之间距离为D。预警机在巡逻警戒区域作直线往返飞行,中心点为O3,机场至O3的水平直线距离为前出距离L,我方受威胁兵力至O3的水平直线距离为相对前出距离L1,威胁轴沿敌向我航行海上目标和我方受威胁兵力连线方向。预警机对水面舰船的探测距离为Dyj,岸舰导弹射程为Dad,敌舰载反舰导弹射程为S1。
由图2 几何关系得出,相对前出距离和前出距离的关系为
L2=D2+ +2DL1sin α
为保证我方受威胁海上目标安全,相对前出距离应满足如下条件:
tfx+tcd+tjc+tsq+tlk≤
式中:tfx为预警机发现、跟踪、识别目标所需的时间;tcd为预警机目标指示信息传递的时间;tjc为上级指挥所决策的时间;tsq为岸舰导弹接到作战命令至导弹发射准备好的时间(接到作战命令时武器系统所处的状态不同);tlk为导弹发射后飞行至目标上空的时间;L1为相对前出距离;S1为敌舰载反舰导弹射程;Dyi预警机对海面目标探测距离;v目为敌向我航行海上目标航行速度。
根据文献[11],预警机可前出的最大距离为
Lmax=min{S预警机,D通信,D掩护}
其中:S预警机为预警机在保证巡逻时间的前提下,巡逻中心远离基准点的最大距离;D通信为保证预警机与岸上指挥所和岸舰导弹火力单元有效通信的最大距离;D掩护为空中突击兵力为预警机提供可靠掩护的最大前出距离。
2)预警机巡逻边长模型
巡逻区域的大小直接影响其作战效能的发挥和自身安全,根据假设条件,预警机的空域大小设置必须综合考虑敌海上舰船可能的来袭海区范围和机载雷达对海探测性能,并尽可能提高自身生存能力。
预警机探测圆是以预警机为圆心,探测距离为半径的圆(不考虑探测盲区),预警机到达巡逻区域后沿垂直威胁轴方向作直线往返巡逻,其探测到的所有区域称为总覆盖区,总覆盖区面积为
G=πC2+2DyiC
式中,Dyi为预警机探测距离,C为巡逻边长。
参考文献[12]关于预警机在防空作战中巡逻区域设置的方法和结论,在预警机对海面目标进行预警探测的同时,通常兼负对空中目标的预警探测,考虑漏警率和自身安全的因素,巡逻边长取值有相应要求,本文重点分析对海面目标探测的影响,对此不作重点分析,并设定巡逻边长C取70km~230km。
根据上述模型假设,通常敌向我航行海上目标可航行海区相对固定。设EF航线为敌海上目标可能航行区域远离我方控制区域的极限航线(简称极限航线),考虑特殊情况,当敌舰艇编队由E点进入,此时预警机正由B点转向A点飞行,当目标到达F点处时,预警机重新返回B点。
设EF线段的长度为d1,B点至极限航线距离为d2,为保证目标被预警机探测到,需满足:
≥
另由几何关系得出:
+ =
3 仿真实例分析
首先根据假设,设定有关参数值如表1 所示。
表1 预警机信息支援下岸舰导弹作战有关参数设置 |
| 基本参数 | 设定值 |
|---|---|
| 预警机发现、跟踪、识别目标的时间tfx/min | 2 |
| 目指信息传递时间tcd/min | 2 |
| 指挥所决策时间tjc/min | 5 |
| 岸舰导弹射击准备时间tsq/min | 30 |
| 敌方舰舰导弹射程S1/km | 300 |
| 敌方舰艇编队航速V目/kn | 30 |
| 我方岸舰导弹射程Dad/km | 380 |
| 我方岸舰导弹飞行时间/min | 20 |
| 防卫目标与机场之间距离D/km | 300 |
| 防卫目标与岸导阵地连线与威胁轴夹角α/(°) | 120 |
| 我方预警机对海探测距离Dyi/km | 300 |
| 我方预警机巡逻速度v预/(km/h | 500 |
| 我方预警机可前出的最大距离Lmax/km | 500 |
| 我方预警机巡逻高度/m | 9500 |
| 巡逻边长C/km | 70~230 |
根据式(1)~式(3),得出预警机相对前出距离的取值范围为54.6km~217km,前出距离的取值范围为348km~500km。仅考虑预警机的前出距离(相对前出距离)对岸舰导弹作战准备时限的影响,进行仿真,得出前出距离(相对前出距离)和岸舰导弹作战准备时间之间关系,如图4 、5所示。
前出距离分别取348km、350km、355km、360km、370km、380km、390km时,岸舰导弹可用于作战准备的时限如表2 所示。
表2 预警机前出距离(相对前出距离)与岸舰导弹作战准备时限关系 |
| 预警机 前出距离/km | 预警机相对 前出距离/km | 岸舰导弹作战 准备时限/min |
|---|---|---|
| 348 | 54.6 | 30 |
| 350 | 56.4 | 31.9 |
| 355 | 61.9 | 37.9 |
| 360 | 67.5 | 43.8 |
| 370 | 78.4 | 55.7 |
| 380 | 89.3 | 67.5 |
| 390 | 100.2 | 79.2 |
由图4 和表2 可知,预警机前出距离(相对前出距离)增加,岸舰导弹可用于作战准备的时间随之增加。指挥决策人员可根据预警机部署情况和战场态势,对岸舰导弹作战过程实施精确指挥和控制,在保证按照时限完成导弹发射控制的同时,缩短阵地暴露的时间,提高生存能力。
根据式(5)~(6),可得出巡逻边长与巡逻端点B至极限航线之间距离d2之间的关系,如图6 所示。
由图6 可知,预警机巡逻端点B距离极限航线距离越近,对应的巡逻边长可设置的最大值越小,d2分别取298.9km、299.5km、299.9km时,对应巡逻边长最大值分别为230km 、155km、70km。在可预知极限航线的情况下,根据上述设定参数,为保证预警机总覆盖区能够有效覆盖任务区域,预警机巡逻端点至极限航线距离取值应(Dyj-1.1)km。
4 结束语
本文在分析预警机信息支援下岸舰导弹作战过程的基础上,以岸舰导弹对海上目标进行导弹攻击为研究背景,从岸舰导弹配置位置、预警机起飞机场、我方受威胁兵力位置、来袭目标作战能力和预警机自身性能等方面,分析了影响预警机配置的因素。在此基础上,建立了预警机配置数学模型,提出了预警机巡逻空域设置的方法。通过实例仿真分析,得出了前出距离(相对前出距离)的范围以及前出距离和岸舰导弹作战准备时限之间的关系;以及预警机巡逻空域边长、巡逻端点及极限航线的关系,对岸舰导弹作战使用具有参考价值。