防空作戰(zhàn)中航母編隊(duì)預(yù)警機(jī)陣位配置

韓 宇 馬政偉 吉 澤

（海軍大連艦艇學(xué)院 大連 116018）

1 引言

預(yù)警機(jī)作為航母編隊(duì)防空預(yù)警的重要兵力，在現(xiàn)代航母編隊(duì)防空作戰(zhàn)、演習(xí)中，通過前出配置，擴(kuò)大預(yù)警探測縱深，為編隊(duì)防空組織贏得寶貴時間，從而提高編隊(duì)的戰(zhàn)斗堅(jiān)持力?？茖W(xué)合理的預(yù)警機(jī)陣位配置，對于提高預(yù)警機(jī)的探測效果，確保預(yù)警機(jī)自身安全具有十分重要的軍事價(jià)值?；诰庩?duì)可能遭受的威脅和預(yù)警機(jī)的預(yù)警能力，對預(yù)警機(jī)進(jìn)行優(yōu)化配置，使得“威脅”和“能力”相匹配。本文在對編隊(duì)的威脅扇面進(jìn)行分析和對預(yù)警機(jī)預(yù)警性能進(jìn)行仿真計(jì)算的基礎(chǔ)上，得出了預(yù)警機(jī)陣位配置參數(shù)確定的一般方法和流程。

2 編隊(duì)威脅扇面分析

在航母編隊(duì)的某一威脅方向上，敵機(jī)場（或敵航母綜合作戰(zhàn)區(qū)、敵導(dǎo)彈艦艇編隊(duì)）D與我編隊(duì)A的相對位置如圖1所示。A、D之間的距離為Lad，敵機(jī)的戰(zhàn)術(shù)航程［2］和敵機(jī)載反艦導(dǎo)彈的最大有效射程之和為S，則敵機(jī)對我編隊(duì)的攻擊路線必須在以 A、D 為焦點(diǎn)，S為長軸長的橢圓內(nèi)［1～2］。令 S=2a，Lad=2c，橢 圓 半 短 軸。

在Lad和S一定的條件下，編隊(duì)的威脅扇面角的大小判斷主要受敵空襲戰(zhàn)術(shù)和裝備戰(zhàn)技性能的約束［1］。如圖1所示，假設(shè)敵對我編隊(duì)的威脅扇面角為θ。由于敵機(jī)的空襲戰(zhàn)術(shù)和裝備戰(zhàn)技性能的模糊性，導(dǎo)致對敵機(jī)動戰(zhàn)術(shù)和敵反艦導(dǎo)彈的航路規(guī)劃的不確定性，近而造成威脅扇面角大小的不確定性，因此我編隊(duì)的威脅扇面角可能取值為[0°，180°]。

圖1 敵對我編隊(duì)可能攻擊路線示意圖

由文獻(xiàn)［1］分析可知，在Lad和S一定的條件下，敵具有航路規(guī)劃功能的“等效反艦導(dǎo)彈”在滿足末端航路段長度大于末端最小長度Dmin，轉(zhuǎn)彎角大于最小轉(zhuǎn)彎角αmin，每段航路距離大于最小航路段距離Lmin的情況下，威脅扇面可作如下討論。

圖2 （a） Dmin≤a-c時威脅扇面示意圖

圖2 （b） Dmin＞a-c時威脅扇面示意圖

1）如 圖 2（a）所 示 ， Dmin≤a-c ，即，此時威脅角達(dá)180°，我編隊(duì)正面完全暴露在敵導(dǎo)彈的有效攻擊范圍內(nèi)。通常在敵我距離Lad和“等效航路長度”S利于敵實(shí)施多方向多路徑的攻擊，和敵技戰(zhàn)術(shù)水平占優(yōu)的情況下發(fā)生。這種情況對我編隊(duì)的防空預(yù)警探測實(shí)時性、準(zhǔn)確性、覆蓋范圍等能力提出了很高的要求。

2）如 圖 2（b）所 示 ， Dmin＞a-c ，即，此時威脅角隨敵飛機(jī)和反艦導(dǎo)彈技戰(zhàn)術(shù)水平的下降而減小。

3 預(yù)警機(jī)預(yù)警探測能力分析

預(yù)警機(jī)在雙平行線航線的巡邏線上探測來襲目標(biāo)時，其預(yù)警探測能力的主要指標(biāo)有發(fā)現(xiàn)近界Bjj、巡邏線長度Dxl、強(qiáng)效區(qū)寬度Bqx以及總覆蓋區(qū)寬度 Bz等［3］。

3.1 發(fā)現(xiàn)近界

如圖3所示，發(fā)現(xiàn)近界為當(dāng)敵機(jī)來襲時，要求預(yù)警機(jī)在敵機(jī)距巡邏線一定距離之前發(fā)現(xiàn)敵機(jī)，從而確保我方殲擊機(jī)能及時攔截?cái)硻C(jī)并保證預(yù)警機(jī)自身安全。其反映的是預(yù)警機(jī)預(yù)警探測縱深的大小，在預(yù)警機(jī)可覆蓋探測范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)近界越?。搭A(yù)警探測縱深越大），對可疑目標(biāo)預(yù)警的置信度越高，同時我方攔截目標(biāo)的準(zhǔn)備時間更加充足。發(fā)現(xiàn)近界Bjj表示為

式中：Dd為敵機(jī)空空導(dǎo)彈射程；Laq為我方殲擊機(jī)攔截?cái)硻C(jī)前預(yù)警機(jī)飛過的安全距離；Ld為預(yù)警機(jī)成功到達(dá)安全區(qū)域時敵機(jī)飛過的距離；taq為預(yù)警機(jī)回撤到安全區(qū)的時間；Rzw為預(yù)警機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑；g為重力加速度；γ為預(yù)警機(jī)轉(zhuǎn)彎坡度；vd為敵機(jī)飛行速度；vy為預(yù)警機(jī)飛行速度。

圖3 預(yù)警機(jī)發(fā)現(xiàn)近界分析示意圖

圖4 預(yù)警機(jī)探測能力分析示意圖

3.2 巡邏線長度

如圖4所示，受來襲目標(biāo)與預(yù)警機(jī)相對運(yùn)動、預(yù)警機(jī)發(fā)現(xiàn)近界以及預(yù)警機(jī)雷達(dá)探測距離的影響，預(yù)警機(jī)的巡邏線長度范圍是動態(tài)變化的。為了確保預(yù)警機(jī)能夠發(fā)現(xiàn)從臨界位置來襲的目標(biāo)，不發(fā)生漏警，巡邏線長度Dxl應(yīng)滿足如下條件［3］：

式中：Dtc為預(yù)警機(jī)雷達(dá)探測距離。

3.3 強(qiáng)效區(qū)寬度和總覆蓋區(qū)域?qū)挾?/h3>

預(yù)警機(jī)沿雙平行線航線巡邏時，在航線上的任意位置均能探測到的區(qū)域稱為強(qiáng)效區(qū)［6］。通常預(yù)警雷達(dá)探測的強(qiáng)效區(qū)為漏警率等于0的區(qū)域，在該區(qū)的目標(biāo)都能在發(fā)現(xiàn)近界之前被發(fā)現(xiàn)。故強(qiáng)效區(qū)寬度 Bqx可由下式表示［3］：

總覆蓋區(qū)為預(yù)警機(jī)沿雙平行線航線巡邏時，預(yù)警雷達(dá)所探測的全部區(qū)域［6］。由于受到預(yù)警機(jī)發(fā)現(xiàn)近界的影響，總覆蓋區(qū)寬度Bz表示為［3］

3.4 仿真分析

1）仿真目的

探索預(yù)警雷達(dá)探測距離、預(yù)警機(jī)巡邏飛行速度、敵機(jī)來襲速度對發(fā)現(xiàn)近界、巡邏線長度、強(qiáng)效區(qū)寬度、總覆蓋區(qū)寬度的影響。

2）參數(shù)設(shè)置

預(yù)警雷達(dá)探測距離 Dtc∈[300km，500km]，預(yù)警機(jī)飛行速度 vy∈[300km/h，700km/h]，預(yù)警機(jī)轉(zhuǎn)彎坡度γ=20°，重力加速度 g=9.8m2/s，安全距離Laq∈[0km，200km] ， 敵 機(jī) 飛 行 速 度vd∈[500km/h，1200km/h] ，敵 空 空 導(dǎo) 彈 射 程Dd=100km。

3）仿真結(jié)果與分析

根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析可知，在給定條件下，當(dāng)tanα＞1時，Bjj隨 Laq的增大而增大，因此為了確保預(yù)警機(jī)的安全，我方殲擊機(jī)應(yīng)伴飛在預(yù)警機(jī)附近 ；當(dāng) tanα=1時 ，Bjj≈Dd，當(dāng) tanα＜1時 ，Bjj＜Dd，因此當(dāng)tanα≤1時，只要保證預(yù)警機(jī)在敵機(jī)空空導(dǎo)彈射程之外，以不低于來襲飛機(jī)的速度飛向安全區(qū)，就可保證自身安全；當(dāng)Laq一定時，Bjj隨tanα的增大而增大，且存在tanα較大時，Bjj的取值接近甚至大于預(yù)警機(jī)雷達(dá)探測距離Dtc。

為了確保預(yù)警機(jī)的自身安全和足夠的探測縱深，發(fā)現(xiàn)近界 Bjj∈[100km，200km]，回撤到安全區(qū)域的時間為5min～10min，巡邏速度vy應(yīng)取600km/h～700km/h，安全距離Laq≤100km。

表1 不同條件下發(fā)現(xiàn)近界Bjj的變化情況

表2 不同條件下巡邏線長度Dxl的變化情況

表3 不同條件下強(qiáng)效區(qū)寬度Bqx的變化情況

根據(jù)表2、表3數(shù)據(jù)分析可知，在給定條件下，預(yù)警機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑=7.8km，一個巡邏周期轉(zhuǎn)彎時間=0.08h，雷達(dá)探測距離基本上能滿足預(yù)警機(jī)巡邏時的適飛性要求。

4 預(yù)警機(jī)陣位配置分析

敵機(jī)對我航母編隊(duì)實(shí)施空襲時，根據(jù)搜集的敵我距離、敵機(jī)、機(jī)載導(dǎo)彈性能、敵技戰(zhàn)術(shù)水平等情報(bào)，對敵方威脅進(jìn)行初判，確定我航母編隊(duì)受到的空中主要威脅方向和威脅扇面等，在主要威脅方向合理配置預(yù)警機(jī)，對敵實(shí)施預(yù)警探測。通常，預(yù)警機(jī)配置在垂直于威脅方向上，在殲擊機(jī)作戰(zhàn)區(qū)［4］內(nèi)，一次攔截近界線之后，采用雙平行線航線［5］進(jìn)行巡邏。

實(shí)際作戰(zhàn)中，首先對敵方各威脅參數(shù)評估計(jì)算，然后確定預(yù)警機(jī)所采取的作戰(zhàn)參數(shù)。預(yù)警機(jī)前出執(zhí)行預(yù)警探測任務(wù)時的主要陣位參數(shù)是前出距離Dqc和巡邏線長度Dxl。

圖5 預(yù)警機(jī)陣位分析示意圖

4.1 前出距離確定

預(yù)警機(jī)前出距離Dqc的選擇應(yīng)遵循確保自身安全且充分發(fā)揮固有探測能力的原則［6］。因此，預(yù)警機(jī)前出距離應(yīng)滿足以下基本條件［5］：1）確保預(yù)警機(jī)留空時間；2）在編隊(duì)有效通信范圍之內(nèi)；3）在敵機(jī)突破發(fā)現(xiàn)近界后，掩護(hù)的殲擊機(jī)能及時趕到；4）避開敵火力范圍。

假設(shè)預(yù)警機(jī)續(xù)航時間為tz，規(guī)定留空時間為tlk，技術(shù)要求預(yù)留時間為tyl，編隊(duì)有效通信距離為Dtx，則前出距離Dqc滿足如下約束條件：

如圖5所示，前出距離的大小會直接影響預(yù)警探測強(qiáng)效區(qū)的覆蓋區(qū)域，因此前出距離的確定還要結(jié)合設(shè)定的探測任務(wù)區(qū)域進(jìn)行。

4.2 巡邏線長度確定

假 設(shè) 敵 我 距 離 Lad∈[760km，960km] ，S∈[860km，960km]，敵威脅路線所在橢圓短軸2b的取值如表4所示。

為確保在主要威脅方向上，能夠及時發(fā)現(xiàn)敵方的來襲目標(biāo)，避免漏警情況發(fā)生，配置預(yù)警機(jī)時應(yīng)將預(yù)警雷達(dá)的預(yù)警探測強(qiáng)效區(qū)覆蓋敵來襲的所有可能路線。對比表3和表4數(shù)據(jù)可知，由于受我方預(yù)警能力、防空能力、通信能力、敵方技戰(zhàn)術(shù)水平等因素的制約，預(yù)警機(jī)強(qiáng)效區(qū)的位置選擇會出現(xiàn)如圖6所示的幾種情況（設(shè)B1、B2為敵來襲路線的臨界點(diǎn)，B1B2=2b′）。

表4 不同條件下敵威脅路線所在橢圓短軸2b的變化情況

圖6 （a） 強(qiáng)效區(qū)位置選擇示意圖Bqx≥2b

圖6 （b） 強(qiáng)效區(qū)位置選擇示意圖2b′≤Bqx＜2b

1）如圖6（a）所示，Bqx≥2b ，此時我預(yù)警機(jī)強(qiáng)效區(qū)能有效覆蓋敵來襲的所有可能路線，在前出距離允許的情況下，預(yù)警機(jī)配置縱深較大，配置策略較靈活。

2）如圖6（b）所示，2b′≤Bqx＜2b ，此時我預(yù)警機(jī)強(qiáng)效區(qū)有效覆蓋能力有限，為了能對敵來襲的所有可能路線上的目標(biāo)進(jìn)行有效預(yù)警，預(yù)警機(jī)可配置在 B1B2B3B4和兩個區(qū)域內(nèi)，顯然區(qū)域B1B2B3B4距離我方編隊(duì)較近，對預(yù)警機(jī)防護(hù)較強(qiáng)，區(qū)域距離敵方防空火力太近，通常在我空中優(yōu)勢、通信能力明顯、前出距離范圍大時采用。

3）Bqx＜2b′，此時我預(yù)警機(jī)前出部署只能部分覆蓋敵來襲的所有可能路線，不能避免漏警情況的發(fā)生。此時，預(yù)警機(jī)應(yīng)減少前出距離，及時機(jī)動拉大敵我之間的距離，提升防空兵力待戰(zhàn)等級，隨時攔截?cái)惩环辣?。同時可向上級請求增派預(yù)警兵力。

通過敵方來襲路線橢圓的短軸長度和為敵來襲路線的臨界點(diǎn)間的距離，選擇合適的強(qiáng)效區(qū)寬度，從而確定最佳的巡邏線長度。

5 結(jié)語

本文研究了單架預(yù)警機(jī)的陣位配置，提出了預(yù)警機(jī)陣位參數(shù)的確定方法和一般流程。但是，預(yù)警機(jī)前出到指定區(qū)域執(zhí)行預(yù)警探測任務(wù)過程中，會面臨著戰(zhàn)場環(huán)境制約、敵方干擾和威脅、我方掩護(hù)兵力協(xié)同度不高等因素的影響，導(dǎo)致無法完成預(yù)期任務(wù)。因此，多預(yù)警機(jī)的協(xié)同配合就顯得尤為重要。而如何選擇多架預(yù)警機(jī)的前出距離、巡邏線長度、進(jìn)入任務(wù)區(qū)的航線等作戰(zhàn)參數(shù)，對保證任務(wù)區(qū)域的穩(wěn)定覆蓋，最大發(fā)揮裝備的設(shè)計(jì)性能，是一項(xiàng)十分重要的課題。在后續(xù)學(xué)習(xí)中將著重對多預(yù)警機(jī)協(xié)同的陣位配置研究。