粽子机是质次价高的鸡肋吗?运用兰切斯特方程分析中四的 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 03:16:26
随着粽子机的曝光,网上对粽子机性能的评价铺天盖地。粽子机是好飞机吗?反对派们认为粽子机是质次价高,因为粽子机质量不如歼20,价格超

过歼10歼11。反对者们的理由充分吗?当然不,按照反对者们的逻辑任何一款中型机都是质次价高——质量不如同一代的重型机,价格高过上一代的战

斗机。那么反对者们说错了吗?也未必,粽子机确实质量不如歼20,价格超歼10歼11。不知道粽子机的价格,不知道粽子机的速度、航程、载弹量和雷

达能力,现在网上对粽子机的一切讨论都是空对空,而且都是“三代比粽子机便宜,粽子机比三代能力强”这类拿优点比缺点的逻辑把戏。作为外行,

我肯定无法从细节上评价粽子机,但是这并不妨碍我从宏观角度探讨粽子机的价值。这是我这个帖子的目的——通过兰切斯特方程讨论中四的性价比,

看看什么样的中四是好飞机,什么样的是鸡肋。
    在具体讨论之前,先确定下各种飞机的价格:重四(按F22算,基于统计口径不同,为1.3-2亿),中四(按F35算,1亿+),三代(按F18e/f算,

8000万),因此设定中四单价为重四的70%,三代为50%,也就是买1架重四能买1.4架中四或2架三代。在下面的计算中将讨论1单位的重四VS1.4单位的中

四VS2单位的三代。
    符号定义:假设重四的单位战斗力a=1,数量A=1;中四单位战斗力b(待定),数量B=1/70%=1.4(保证各种飞机总价格一样);三代单位战斗力

c=0.5(与重四相比一分钱一分货),数量C=2。


1、兰切斯特方程(这一段的所有内容可以从百度上搜索到)

    兰切斯特方程又称兰彻斯特战斗理论或战斗动态理论,是应用数学方法研究敌对双方在战斗中的武器、兵力消灭过程的运筹学分支。1915年,英国

工程师F.W.兰彻斯特在《战斗中的飞机》一文中,首先提出用常微分方程组描述敌对双方兵力消灭过程,定性地说明了集中兵力的原理。

    兰切斯特把战斗简化为两种基本情况:远距离交火和近距离集中火力杀伤。

    远距离交火时,一方损失率既和对方兵力成正比,也和己方兵力成正比,以微分方程表示即为
     dM/dt=-nMN,dN/dt=-mNM
其中M和N分别为红军和蓝军的战斗单位数量,m和n分别为红军和蓝军的平均单位战斗力。两个方程相除消掉dt后积分得
     mM-nN=D
D是积分常数,这表明即任一方的实力和本身战斗单位的数量成线性关系,也称兰切斯特线性律。
   
    近距离集中火力杀伤时,一方损失率仅和对方战斗单位数量成正比,而和己方战斗单位数量无关,即
     dM/dt=-nN,dN/dt=-mM
两个方程相除消掉dt后积分得
     mM^2-nN^2=D
即任一方实力和本身战斗单位数量的平方成正比,也称兰切斯特平方律。

2、重四VS中四

    都是四代机,双方互相发现时已经可以算作近距离交战,按兰切斯特平方律计算。

    当重四中四同归于尽时有
      aA^2-bB^2=0
解出b=0.49。这就是说,只要中四的单机战斗力达到重四的一半,那么同等价格的中四就比重四有优势。中四是好飞机的条件是——中四只要能以重四价格70%达到重四战斗力的50%——这是个很容易达到的条件。

3、中四VS三代

    四代VS三代的战斗模型不能简单的用兰切斯特线性律或平方律分析。把战斗模式分成两阶段,第一阶段中三代冲向四代,四代单方面攻击,这一阶

段四代没有损失,三代损失按远距离交战的兰切斯特线性律计算。第二阶段三代与四代缠斗,这一阶段三代四代都有损失,损失按近距离交战的兰切斯

特平方律计算。
    新的模型提到了新的未知数——两阶段的时间比。因此引入新的约束条件——三四代交换比,不同的三四代交换比将导致不同的两阶段的时间比。
帖子中给出了不同的重四三代交换比下(1:5,1:10)中四与三代的战斗情况。这里假设中四的单位战斗力将将满足与重四的对抗,即中四与三代的单位

战斗力均为0.5,即重四的50%。

    假设重四与三代的交换比为1:5。先计算进入第二阶段后,三代VS重四达到同归于尽的最小数量C1。由兰切斯特平方律得
     cC1^2-aA^2=0
解得C1=1.4。三代VS重四第一阶段满足兰切斯特线性律
     dC/dt=-aAC
解得C=C0exp(-aAt),C0是开始时三代机的数量,这里C0=5。解得第一阶段时间t=1.27。
   
    下面计算2数量的三代VS1.4数量的中四。第一阶段由兰切斯特线性律得
     dC/dt=-bBC,C=C0exp(-bBt)=2*exp(-0.7*1.27)=0.82
第二阶段满足兰切斯特平方律
     bB^2-cC^2=D
由b=c=0.5,B=1.4,C=0.82解出积分常数D=0.66。因此三代机全灭后,中四剩余数量B1=sqrt(D/b)=1.15。
就是说,当重四与三代的交换比为1:5时,即使中四的单位战斗力与三代相当,同等价格的中四能以20%的损失全歼三代。

    下面计算此时三代与中四的交换比。计算过程类似于前面计算三代VS重四的过程。由兰切斯特平方律得三代VS中四达到同归于尽的最小数量C1。
     cC1^2-bB^2=0,C1=1.4
三代VS中四第一阶段满足兰切斯特线性律
     dC/dt=-bBC,C=C0exp(-bBt),C0=Cexp(bBt)=1.4*exp(0.7*1.27)=3.4
就是说,当重四与三代的交换比为1:5时,即使中四的单位战斗力与三代相当,中四VS三代的交换比仍能达到1:2.43。

    类似的计算过程可得当重四与三代的交换比为1:10时,即使中四的单位战斗力与三代相当,同等价格的中四能以7%的损失全歼三代,中四VS三代的

交换比仍能达到1:3.96。


    最后计算下当重四VS三代交换比小到多少时,2数量的三代能与1.4数量的中四同归于尽(这意味着相对于三代,中四没有优势)。
    中四与三代同归于尽时,进入第二阶段的三代数量可以由兰切斯特平方律得到,这个数量为1.4。第一阶段满足兰切斯特线性律,三代机数量随时间

变化的规律为
     C=C0exp(-bBt),1.4=2*exp(-0.7*t),t=0.51
重四与三代同归于尽时,进入第二阶段的三代数量可以由兰切斯特平方律得到,这个数量为1.4。第一阶段满足兰切斯特线性律,三代机数量随时间变化

的规律为
     C=C0exp(-aAt),C0=1.4*exp(0.7*0.51)=2
就是说,当重四与三代的交换比为1:2时,中四相对于三代才没有优势。不过注意到重四三代两者的价格,此时重四相对于三代也没有优势了!


结论
1、中四不是重四的廉价候补,它是空军的主要力量。如果说重四是飞行员眼中的好飞机,那么中四就是空军司令眼中的好飞机;重四适合于局部战争,

中四适合于全面战争。
2、相对于中四,三代的短板太大。三代无法取代中四,这是代差!


PS:虽然兰切斯特方程对士气、战术、增援和撤退等战场上的重要因素没有考虑进去,但对战斗的一般规律仍有指导意义,这也是我用兰切斯特方程分

析中四价值的依据。
    坦率的说,用兰切斯特方程得到的结果是我没想到的,粽子机不是外贸机,不是重四的备份与补充,那也是对抗美国的东西——歼20是和美国打冷

战用的,粽子机是和美国打朝鲜战争级别的热战甚至世界大战用的。粽子机的特点不是技术上多先进——那是歼20的任务——是在满足4S基础上的性价

比!随着粽子机的曝光,网上对粽子机性能的评价铺天盖地。粽子机是好飞机吗?反对派们认为粽子机是质次价高,因为粽子机质量不如歼20,价格超

过歼10歼11。反对者们的理由充分吗?当然不,按照反对者们的逻辑任何一款中型机都是质次价高——质量不如同一代的重型机,价格高过上一代的战

斗机。那么反对者们说错了吗?也未必,粽子机确实质量不如歼20,价格超歼10歼11。不知道粽子机的价格,不知道粽子机的速度、航程、载弹量和雷

达能力,现在网上对粽子机的一切讨论都是空对空,而且都是“三代比粽子机便宜,粽子机比三代能力强”这类拿优点比缺点的逻辑把戏。作为外行,

我肯定无法从细节上评价粽子机,但是这并不妨碍我从宏观角度探讨粽子机的价值。这是我这个帖子的目的——通过兰切斯特方程讨论中四的性价比,

看看什么样的中四是好飞机,什么样的是鸡肋。
    在具体讨论之前,先确定下各种飞机的价格:重四(按F22算,基于统计口径不同,为1.3-2亿),中四(按F35算,1亿+),三代(按F18e/f算,

8000万),因此设定中四单价为重四的70%,三代为50%,也就是买1架重四能买1.4架中四或2架三代。在下面的计算中将讨论1单位的重四VS1.4单位的中

四VS2单位的三代。
    符号定义:假设重四的单位战斗力a=1,数量A=1;中四单位战斗力b(待定),数量B=1/70%=1.4(保证各种飞机总价格一样);三代单位战斗力

c=0.5(与重四相比一分钱一分货),数量C=2。


1、兰切斯特方程(这一段的所有内容可以从百度上搜索到)

    兰切斯特方程又称兰彻斯特战斗理论或战斗动态理论,是应用数学方法研究敌对双方在战斗中的武器、兵力消灭过程的运筹学分支。1915年,英国

工程师F.W.兰彻斯特在《战斗中的飞机》一文中,首先提出用常微分方程组描述敌对双方兵力消灭过程,定性地说明了集中兵力的原理。

    兰切斯特把战斗简化为两种基本情况:远距离交火和近距离集中火力杀伤。

    远距离交火时,一方损失率既和对方兵力成正比,也和己方兵力成正比,以微分方程表示即为
     dM/dt=-nMN,dN/dt=-mNM
其中M和N分别为红军和蓝军的战斗单位数量,m和n分别为红军和蓝军的平均单位战斗力。两个方程相除消掉dt后积分得
     mM-nN=D
D是积分常数,这表明即任一方的实力和本身战斗单位的数量成线性关系,也称兰切斯特线性律。
   
    近距离集中火力杀伤时,一方损失率仅和对方战斗单位数量成正比,而和己方战斗单位数量无关,即
     dM/dt=-nN,dN/dt=-mM
两个方程相除消掉dt后积分得
     mM^2-nN^2=D
即任一方实力和本身战斗单位数量的平方成正比,也称兰切斯特平方律。

2、重四VS中四

    都是四代机,双方互相发现时已经可以算作近距离交战,按兰切斯特平方律计算。

    当重四中四同归于尽时有
      aA^2-bB^2=0
解出b=0.49。这就是说,只要中四的单机战斗力达到重四的一半,那么同等价格的中四就比重四有优势。中四是好飞机的条件是——中四只要能以重四价格70%达到重四战斗力的50%——这是个很容易达到的条件。

3、中四VS三代

    四代VS三代的战斗模型不能简单的用兰切斯特线性律或平方律分析。把战斗模式分成两阶段,第一阶段中三代冲向四代,四代单方面攻击,这一阶

段四代没有损失,三代损失按远距离交战的兰切斯特线性律计算。第二阶段三代与四代缠斗,这一阶段三代四代都有损失,损失按近距离交战的兰切斯

特平方律计算。
    新的模型提到了新的未知数——两阶段的时间比。因此引入新的约束条件——三四代交换比,不同的三四代交换比将导致不同的两阶段的时间比。
帖子中给出了不同的重四三代交换比下(1:5,1:10)中四与三代的战斗情况。这里假设中四的单位战斗力将将满足与重四的对抗,即中四与三代的单位

战斗力均为0.5,即重四的50%。

    假设重四与三代的交换比为1:5。先计算进入第二阶段后,三代VS重四达到同归于尽的最小数量C1。由兰切斯特平方律得
     cC1^2-aA^2=0
解得C1=1.4。三代VS重四第一阶段满足兰切斯特线性律
     dC/dt=-aAC
解得C=C0exp(-aAt),C0是开始时三代机的数量,这里C0=5。解得第一阶段时间t=1.27。
   
    下面计算2数量的三代VS1.4数量的中四。第一阶段由兰切斯特线性律得
     dC/dt=-bBC,C=C0exp(-bBt)=2*exp(-0.7*1.27)=0.82
第二阶段满足兰切斯特平方律
     bB^2-cC^2=D
由b=c=0.5,B=1.4,C=0.82解出积分常数D=0.66。因此三代机全灭后,中四剩余数量B1=sqrt(D/b)=1.15。
就是说,当重四与三代的交换比为1:5时,即使中四的单位战斗力与三代相当,同等价格的中四能以20%的损失全歼三代。

    下面计算此时三代与中四的交换比。计算过程类似于前面计算三代VS重四的过程。由兰切斯特平方律得三代VS中四达到同归于尽的最小数量C1。
     cC1^2-bB^2=0,C1=1.4
三代VS中四第一阶段满足兰切斯特线性律
     dC/dt=-bBC,C=C0exp(-bBt),C0=Cexp(bBt)=1.4*exp(0.7*1.27)=3.4
就是说,当重四与三代的交换比为1:5时,即使中四的单位战斗力与三代相当,中四VS三代的交换比仍能达到1:2.43。

    类似的计算过程可得当重四与三代的交换比为1:10时,即使中四的单位战斗力与三代相当,同等价格的中四能以7%的损失全歼三代,中四VS三代的

交换比仍能达到1:3.96。


    最后计算下当重四VS三代交换比小到多少时,2数量的三代能与1.4数量的中四同归于尽(这意味着相对于三代,中四没有优势)。
    中四与三代同归于尽时,进入第二阶段的三代数量可以由兰切斯特平方律得到,这个数量为1.4。第一阶段满足兰切斯特线性律,三代机数量随时间

变化的规律为
     C=C0exp(-bBt),1.4=2*exp(-0.7*t),t=0.51
重四与三代同归于尽时,进入第二阶段的三代数量可以由兰切斯特平方律得到,这个数量为1.4。第一阶段满足兰切斯特线性律,三代机数量随时间变化

的规律为
     C=C0exp(-aAt),C0=1.4*exp(0.7*0.51)=2
就是说,当重四与三代的交换比为1:2时,中四相对于三代才没有优势。不过注意到重四三代两者的价格,此时重四相对于三代也没有优势了!


结论
1、中四不是重四的廉价候补,它是空军的主要力量。如果说重四是飞行员眼中的好飞机,那么中四就是空军司令眼中的好飞机;重四适合于局部战争,

中四适合于全面战争。
2、相对于中四,三代的短板太大。三代无法取代中四,这是代差!


PS:虽然兰切斯特方程对士气、战术、增援和撤退等战场上的重要因素没有考虑进去,但对战斗的一般规律仍有指导意义,这也是我用兰切斯特方程分

析中四价值的依据。
    坦率的说,用兰切斯特方程得到的结果是我没想到的,粽子机不是外贸机,不是重四的备份与补充,那也是对抗美国的东西——歼20是和美国打冷

战用的,粽子机是和美国打朝鲜战争级别的热战甚至世界大战用的。粽子机的特点不是技术上多先进——那是歼20的任务——是在满足4S基础上的性价

比!
买1架重四能买1.4架中四或2架三代???错了错了


楼主的分析有力道。佩服。你的结论还有一些装备有相似的结论,最明显的就是重型和中型坦克的配置。重型和中型运输机。驱逐舰以及卡车。

楼主的分析有力道。佩服。你的结论还有一些装备有相似的结论,最明显的就是重型和中型坦克的配置。重型和中型运输机。驱逐舰以及卡车。
如果不是单纯双方同兵种消灭呢?

福岛战争,英国航母差点被打掉,那用你的算式怎麼计?
~~~LZ有心人,油菜大大地.....
如果不是单纯双方同兵种消灭呢?

福岛战争,英国航母差点被打掉,那用你的算式怎麼计?
你这个问题五角大楼为此已经争论数十年
用这个公式模拟空战是要悲剧的。。。
楼主有心了。用兰彻斯特方程解决军棋推演的问题很广泛,用在这里也很有道理。
原来看到有个用高等数学计算胸部大小的,今天在此看到计算战斗力的,都是牛人啊。
不知道是空八所还是哪个牛所得人有篇空战兰开斯特方程的论文.
很可惜空1师按照这个论文先被南霸天痛扁现在又被南边的新霸主扁.
如果哪位老兄还在兰开斯特方程用计算空战,小心被人破口大骂.
好帖子,用心且理性
逻辑初始条件合理
分析有力道
分析有力道
深深滴向神奇地运用这个方程揭示过去、现代及未来空战规律的空某所致敬,哦,好像网上有消息说还有某设计单位也有参与,那就顺致了...........!
粽子有标准4S,对付F35,T50没问题
重4使用超巡对中四掠袭
何解?
假设太多,结论吗,不敢相信。
LZ太猛了,居然用数学来计算,虽然对里面的参数有疑义,但偶还是坚决鼓励LZ。中四是肯定需要的,不然棍子、筷子过时的时候,哪个机种来替代呢?以后的空中形势需要中四。
banson99 发表于 2012-7-10 22:34
不知道是空八所还是哪个牛所得人有篇空战兰开斯特方程的论文.
很可惜空1师按照这个论文先被南霸天痛扁现在 ...
你能不说“兰开斯特”吗?
看到方程我就没耐心看下去了
involute 发表于 2012-7-10 23:54
你能不说“兰开斯特”吗?
与我等草民的侃侃大谈中四性能的臆测相比,这才是专业科学的思路和态度。
虽然无法判断这样的计算是否严谨,但感觉很给力。
雪无垠 发表于 2012-7-11 00:14
与我等草民的侃侃大谈中四性能的臆测相比,这才是专业科学的思路和态度。
虽然无法判断这样的计算是否严 ...
问题是人家那个叫兰切斯特啊,我回的哥们儿张口就是兰开斯特。
中四现在曝光的就F35一种,千呼万唤始出来是粽子机,再加上犹抱琵琶半遮面的T50,这三种飞机具体的性能参数都是谜团,更无论其他。我的推导选用的参数有问题,我承认;我选用的兰切斯特方程有缺陷,我也承认;这么复杂的问题,怎么可能是这么两个字加几个公式就说明白的。

看我的论述,我希望大家不是去挑细枝末节的毛病,那有一大堆我清楚。我希望大家看到我推导背后的东西——兰切斯特线性律与平方律——四代完虐三代,这是线性律;中四相对重四有优势,这是平方律。中四是廉价次品,但它不仅仅是廉价次品。
请楼主将重四和中四交换一个位置再计算一遍,看看啥结果。
banson99 发表于 2012-7-10 22:34
不知道是空八所还是哪个牛所得人有篇空战兰开斯特方程的论文.
很可惜空1师按照这个论文先被南霸天痛扁现在 ...
外行胡说一下,说错轻排。

兰切斯特方程是个带有统计性质的半经验方程。带有统计性质,这意味着要有足够的样本。空军师之间对抗,战机数量2V2、4V4,8V8就算多的了,但是从统计的角度这个样本的数量还不够。如果是分析的对象是红旗军演级别的对抗呢,甚至更大的局部战争甚至世界大战呢,兰切斯特方程还没有用吗?我不信。

兰切斯特方程是描述战争行为的,不是战斗的。兰切斯特方程不考虑士气、指挥官的素质、实时增援和撤退,这些因素对于2V2意义很大,但是对局部战争以上级别的对抗却可以不考虑——这些战斗级别的行为在战争面前太渺小了。

那个牛人写的东西未必是错的,不过他给错人了。用兰切斯特方程给出的结论是给战区司令甚至三军总司令看的,不是给空军师长看的。
楼主很勤奋,好久没有看到有人愿意写这么多了,部分理论并不认同,但还是要支持楼主。
involute 发表于 2012-7-11 00:42
问题是人家那个叫兰切斯特啊,我回的哥们儿张口就是兰开斯特。
音译何须较真
楼主用心了,支持楼主


没有数据在怎么分析也是猜测,这么多假设是写不了论文的

没有数据在怎么分析也是猜测,这么多假设是写不了论文的
这个公式只适合陆军,能不能用于空军无法证实,毕竟作战方式完全不同,另外,这个方程在规模化作战的情况下比较有意义,现代空战基本不可能有成百上千的有大机群进攻的情况吧
支持楼主的论述,用心之人
这总比张口就来的强多了!
还是佩服楼主
landlordcd 发表于 2012-7-11 00:42
中四现在曝光的就F35一种,千呼万唤始出来是粽子机,再加上犹抱琵琶半遮面的T50,这三种飞机具体的性能参数 ...
首先楼主用心,支持一下[:a15:]

我以前没有见过这公式
不过感觉上这公式像是计算古代攻城战一样,建一个炮台之后对方会自动走过来似的
将机动性忽视得非常彻底

比如这公式要假设3代机吃了第一波由四代机发出的导弹然后狗斗,
事实上现在导弹是发射后不管,不会乖乖的留下来和你狗斗

隐身机交战主要是打对方节点与自己节点被打
同样情况下,那一款战机有更高成功率保护自己节点,和击破对方节点
这个价值是几何级数

简单的说,我自己觉得,这公式有太多地方计算不了.
可能用来计陆军交换比会比较靠谱,


用这个式子真心是要悲剧的。。。。。
不知道是空八所还是哪个牛所得人有篇空战兰开斯特方程的论文.
很可惜空1师按照这个论文先被南霸天痛扁现在 ...
那不是方程错了,是系数没选对
讨厌装,讨厌大神
更讨厌装大神
与我等草民的侃侃大谈中四性能的臆测相比,这才是专业科学的思路和态度。
虽然无法判断这样的计算是否严 ...

乃觉得MD造球电之前用这方程算过吗?
球电的潜在买家算过吗?
武器是干嘛使的?武器是要压倒对手的!
Do you understand?
条件设定都不能服人
还谈什么推定
首先赞楼主能沉下心来研究。
不过兰切斯特方程是100年前的东西,现在与当年的作战方式,武器装备都有差别,那么方程的基本假设是否还适用呢?
乃觉得MD造球电之前用这方程算过吗?
球电的潜在买家算过吗?
武器是干嘛使的?武器是要压倒对手的! ...
我觉得这玩意不是给军火商看的,是给军方高级决策者看的,效费比也是购买武器的一个重要参考因素。