空军工程大学“战斗机空战效能评估”－－Su-27、F-15C不 ...

　　一篇论文，《战斗机空战效能评估的综合指数模型》（作者：董彦非，王礼沅，张恒喜，空军工程大学工程学院 西安 710038）里有一个评估方法和评估表格。以作者论文的“空战效能评估的综合指数模型”及相关分项能力计算方法，得出几种战斗机的空战效能比较。看了结论，不要惊讶！结论确实是：Su-27、F-15C竞然不敌幻影2000-5！
   
    全文在30楼里贴出来了。另外请参考33楼，《飞机设计手册第四分卷---军用飞机设计》，有类似的结论。

　　战斗机空战效能的高低，决定了空战装备质量。因此，往往需要对战斗机的空战效能进行评估、比较。当然，如果经验性的比较，往往不够准确，得出的结论也不一定正确。因此，尽量去量化，以数学模型来进行评估比较是比较科学的方法。不过，决定空战胜负的因素，不仅仅是战斗机本身，还与飞行员的素质和能力直接相关。

　　大家都习惯直接而简单，所以先贴表格，根据综合指数模型评估7种战斗机的空战能力，机型、挂载方案和计算结果如表1：

　　

　　评估表格的说明：

　　从评估结果可以看出，Su-27、F-15C和幻影2000-5等第三代重型超音速战斗机空战效能最高；F-16和Mig-29等第三代轻型战斗机空战效能次之；而二代机F-5E和Mig-21的空战效能最低。评估结果较好地反映了不同机型间空战效能的差别。Su-27，F-15C，幻影2000-5挂载有先进中距空空导弹，因此攻击力较高，F-15C挂载有AIM-120，AIM-9X等先进中近距导弹，但效能却低于幻影2000-5，主要原因是其雷达反射截面积大，生存力较低；Su-27和F-15情况相似，而幻影2000-5的尺寸小，雷达反射面积小，生存力高，因此最后的效能评估值高。

　　再看论文的结论：

　　（1）战斗机空战效能评估的综合指数模型较好地解决了指数法模型中存在的问题，经计算验证，模型合理、可行，符合空战规律和概率论原理；
　　（2）综合指数法提供了合理构建战斗机空战效能评估的思想和模型。在具体计算中应该在该建模思想的指导下，综合考虑具体可获得的数据情况，并结合参数敏感性分析以及课题任务等因素合理调整具体的计算模型；
　　（3）效能评估结果是针对一定配置和挂载方案下的计算结论，仅具有参考价值。

　　再回过头看论文，简述如下，详见图片：

　　１、求空对空作战效能指数Ｃ时选取影响空战的7个主要因素来衡量飞机空对空作战能力：机动性、火力、探测目标能力、操纵效能、生存力、航程和电子对抗能力。
　　２、对数法在评估战斗机空战能力时综合了机动性、火力、探测目标能力、操纵效能、生存力、航程和电子对抗能力这7种能力。但是模型中对于这7种能力的处理却不尽合理。按照相关性来说，火力和探测能力相关，机动性和操纵效能相关，生存力和电子对抗能力相关，航程和其它性能无关。但是处理中将操纵效能、生存力、航程和电子对抗能力系数相乘，将机动性、火力和探测目标能力相加，再将这两部分相乘，违背了这些分项能力之间的相互关系，也不符合概率论原理。
　　３、对数法在数据处理上采用自然对数来“压缩”数值大小，这样做的主要目的是为了使各分项参数计算取值范围接近，使得在最后综合求解总效能值时各分项数值匹配。但是由于各分项计算方法和数值差别很大，仅仅靠自然对数调整无法做到数值范围匹配和统一。
此外，对数法中对各分项能力指数的计算中，采用了大量当时战斗机的一些极限性能数据值，经过十余年的发展，有些值发生了较大变化，相应的计算模型也要作相应的修正。
　　４、综合指数法求空战效能指数Ｃ选取影响空战的6个主要因素来衡量飞机空对空作战能力：火力、态势感知能力、机动能力、操纵性、生存力（含电子对抗能力）和作战半径。

　　空战能力＝火力×态势感知能力＋生存能力＋机动能力×操纵能力＋作战半径系数

　　把“火力×态势感知能力”看作一个单项性能Att，衡量攻击能力；
　　把“机动能力×操纵能力”作为一个单项Mane，衡量人机结合的机动性，Sur表示生存能力，Radius表示续航能力。

　　综合指数法中空战效能指数C表示为：Ｃ＝0.45 X Att + 0.25 X Sur + 0.2 X Mane + 0.1 X Radius

　　火力指数，态势感知能力、空战各种武器的使用效果及使用频率给武器不同的权值（分别为：中距弹为0.6，格斗弹为0.3，航炮为0.1），其中：空空导弹的火力参数考虑最大实际有效射程R（km）、允许发射总高度差ΔH（km）、发射包线总攻击角Aatt（°）、导弹最大过载nmymax、导弹最大跟踪角速度ωmax（°／s）、总离轴发射角Aoff（超前及滞后离轴角之和，°）、单发杀伤概率（Pk）、同类导弹挂架数量n和导弹制导类型系数Ty等9个参数。
　　作战飞机生存力系数可用雷达反射截面（RCS）、电子对抗能力和飞机的几何尺寸；
　　电子对抗系数；
　　空战效能模型中机动性：操纵效能系数和为机动性参数决定；其中机动性能数又与：飞机最大瞬时转弯角速度，最大稳定盘旋过载，飞机的最大可用加力，推力比飞机正常起飞重量所得的推重比（代表加速性能），飞机最大巡航飞行马赫数，SEP为最大平飞单位重量剩余功率...等参数相关。

　　
　　
　　
　　

　　一篇论文，《战斗机空战效能评估的综合指数模型》（作者：董彦非，王礼沅，张恒喜，空军工程大学工程学院 西安 710038）里有一个评估方法和评估表格。以作者论文的“空战效能评估的综合指数模型”及相关分项能力计算方法，得出几种战斗机的空战效能比较。看了结论，不要惊讶！结论确实是：Su-27、F-15C竞然不敌幻影2000-5！
   
    全文在30楼里贴出来了。另外请参考33楼，《飞机设计手册第四分卷---军用飞机设计》，有类似的结论。

　　战斗机空战效能的高低，决定了空战装备质量。因此，往往需要对战斗机的空战效能进行评估、比较。当然，如果经验性的比较，往往不够准确，得出的结论也不一定正确。因此，尽量去量化，以数学模型来进行评估比较是比较科学的方法。不过，决定空战胜负的因素，不仅仅是战斗机本身，还与飞行员的素质和能力直接相关。

　　大家都习惯直接而简单，所以先贴表格，根据综合指数模型评估7种战斗机的空战能力，机型、挂载方案和计算结果如表1：

　　

　　评估表格的说明：

　　从评估结果可以看出，Su-27、F-15C和幻影2000-5等第三代重型超音速战斗机空战效能最高；F-16和Mig-29等第三代轻型战斗机空战效能次之；而二代机F-5E和Mig-21的空战效能最低。评估结果较好地反映了不同机型间空战效能的差别。Su-27，F-15C，幻影2000-5挂载有先进中距空空导弹，因此攻击力较高，F-15C挂载有AIM-120，AIM-9X等先进中近距导弹，但效能却低于幻影2000-5，主要原因是其雷达反射截面积大，生存力较低；Su-27和F-15情况相似，而幻影2000-5的尺寸小，雷达反射面积小，生存力高，因此最后的效能评估值高。

　　再看论文的结论：

　　（1）战斗机空战效能评估的综合指数模型较好地解决了指数法模型中存在的问题，经计算验证，模型合理、可行，符合空战规律和概率论原理；
　　（2）综合指数法提供了合理构建战斗机空战效能评估的思想和模型。在具体计算中应该在该建模思想的指导下，综合考虑具体可获得的数据情况，并结合参数敏感性分析以及课题任务等因素合理调整具体的计算模型；
　　（3）效能评估结果是针对一定配置和挂载方案下的计算结论，仅具有参考价值。

　　再回过头看论文，简述如下，详见图片：

　　１、求空对空作战效能指数Ｃ时选取影响空战的7个主要因素来衡量飞机空对空作战能力：机动性、火力、探测目标能力、操纵效能、生存力、航程和电子对抗能力。
　　２、对数法在评估战斗机空战能力时综合了机动性、火力、探测目标能力、操纵效能、生存力、航程和电子对抗能力这7种能力。但是模型中对于这7种能力的处理却不尽合理。按照相关性来说，火力和探测能力相关，机动性和操纵效能相关，生存力和电子对抗能力相关，航程和其它性能无关。但是处理中将操纵效能、生存力、航程和电子对抗能力系数相乘，将机动性、火力和探测目标能力相加，再将这两部分相乘，违背了这些分项能力之间的相互关系，也不符合概率论原理。
　　３、对数法在数据处理上采用自然对数来“压缩”数值大小，这样做的主要目的是为了使各分项参数计算取值范围接近，使得在最后综合求解总效能值时各分项数值匹配。但是由于各分项计算方法和数值差别很大，仅仅靠自然对数调整无法做到数值范围匹配和统一。
此外，对数法中对各分项能力指数的计算中，采用了大量当时战斗机的一些极限性能数据值，经过十余年的发展，有些值发生了较大变化，相应的计算模型也要作相应的修正。
　　４、综合指数法求空战效能指数Ｃ选取影响空战的6个主要因素来衡量飞机空对空作战能力：火力、态势感知能力、机动能力、操纵性、生存力（含电子对抗能力）和作战半径。

　　空战能力＝火力×态势感知能力＋生存能力＋机动能力×操纵能力＋作战半径系数

　　把“火力×态势感知能力”看作一个单项性能Att，衡量攻击能力；
　　把“机动能力×操纵能力”作为一个单项Mane，衡量人机结合的机动性，Sur表示生存能力，Radius表示续航能力。

　　综合指数法中空战效能指数C表示为：Ｃ＝0.45 X Att + 0.25 X Sur + 0.2 X Mane + 0.1 X Radius

　　火力指数，态势感知能力、空战各种武器的使用效果及使用频率给武器不同的权值（分别为：中距弹为0.6，格斗弹为0.3，航炮为0.1），其中：空空导弹的火力参数考虑最大实际有效射程R（km）、允许发射总高度差ΔH（km）、发射包线总攻击角Aatt（°）、导弹最大过载nmymax、导弹最大跟踪角速度ωmax（°／s）、总离轴发射角Aoff（超前及滞后离轴角之和，°）、单发杀伤概率（Pk）、同类导弹挂架数量n和导弹制导类型系数Ty等9个参数。
　　作战飞机生存力系数可用雷达反射截面（RCS）、电子对抗能力和飞机的几何尺寸；
　　电子对抗系数；
　　空战效能模型中机动性：操纵效能系数和为机动性参数决定；其中机动性能数又与：飞机最大瞬时转弯角速度，最大稳定盘旋过载，飞机的最大可用加力，推力比飞机正常起飞重量所得的推重比（代表加速性能），飞机最大巡航飞行马赫数，SEP为最大平飞单位重量剩余功率...等参数相关。