新型驱护舰编队防空队形配置(能找出点什么?自己看吧)

<P>　基金项目:“十五”军队重点科研资助项目　作者简介:谭安胜(1963-　),男,山东荣成人,在读博士生;邱延鹏,男,山东省人,硕士;汪德虎,男,安徽人,教授、博士生导师。</P>
<P>                           新型驱护舰编队防空队形配置                                          *谭安胜1,邱延鹏2,汪德虎1(1.海军大连舰艇学院,辽宁大连　116018;2.海军某驱逐舰支队,浙江舟山　316041)　　摘　要:根据新型驱护舰编队和现代防空作战的特点,从电子对抗、火力协同、指挥通信和区域掩护四个方面对编队防空队形配置进行研究,提出了编队防空队形配置的基本要求,建立了编队防空队形配置论证的数学模型并进行了仿真,通过对仿真结果的认真分析得出了实用性的结论。　以往的编队防空队形主要考虑对飞机携带常规炸弹进行轰炸时的防御要求进行论证的。现代条件下,水面舰艇编队面对不断增大的反舰导弹的威胁,对反舰导弹的防御问题成为编队防御中的重点与难点问题,而随着水面舰艇装备的不断发展,由新型驱护舰组成的水面舰艇编队,在对空防御武备方面有了长足的发展,“矛”和“盾”的这一变化,为编队对空防御队形配置提出了新的要求。1　编队防空队形配置的基本要求[1]防空武器最有效地使用;降低敌打击效果;电子器材的电磁兼容性;严密观察、自由机动、便于指挥。为此编队防空队形配置应考虑如下因素:·为保障防空武器的有效使用,必须建立火力协同和选择必要次数的杀伤区;·为降低敌空中打击效果,应规定舰间最小距离,以防止敌同时杀伤相邻两个舰艇;·为保持无线电器材的电磁兼容性,必须确定能保障排除或大大降低电子器材相互干扰的舰艇最小距离,或编队中的舰艇使用不同波段的电子器材;·严密观察要靠舰艇的相互配置保障,不应有技术和目视器材观察不到的扇面;·应规定队形的最大纵深和宽度,以保障机动自由、可靠的舰间超短波通信及舰艇导航雷达的相互观察。·考虑保障电子战时的最小舰舰间距;·考虑舰艇防空武器的射击扇面和保障武器使用的安全。舰载防空武器是防空导弹系统、防空火炮系统、电子战器材、侦察搜索器材、战术伪装器材等。防空导弹系统是最有效的防空武器。为便于区分,本文将防空导弹按射程分为:近程(5km～15km)、中近程(15km～25km)、中程(25km～50km)、中远程(50km～100km)和远程(大于100km)。近程防空导弹主要用于本舰的自卫,而中近程以上防空导弹可保证舰艇编队的火力协同。目前,装备于海军水面舰艇的防空导弹主要是近程和中近程防空导弹武器系统。2　编队防空队形舰舰间距的确定驱护舰编队防空队形舰舰间距的确定应从以下几个方面论证:适应反导电子对抗的要求;满足指挥通信的要求;满足编队区域防空火力的掩护要求;满足火力协同的要求。2.1　适应反导电子对抗要求的舰舰间距编队中任一舰艇在对威胁本舰的反舰导弹进行无源冲淡干扰且干扰成功,即导弹跟踪其所发射的箔条云时,不应对后续舰构成威胁,因为导弹在跟踪所捕捉的目标后,其飞行高度通常很低,此时当后续舰通过导弹与箔条云的连线,尽管未被导弹捕捉,也存在着被导弹击中的危险。因此,必须保证导弹在击中箔条云之前,后续舰不穿越导弹和假目标的连线。在研究问题时,取临界状态即当导弹击中箔条云时,后续舰刚好通过导弹与箔条云的连线,因此,我们要论证的是在这种情况下,舰艇编队在不同队列角时所需要的最小间距。为此建立如下数学模型。2.1.1.　数学模型min(R)s.t.R≥[-Ry(sinθ+cosθ.ctgθ)-Vf.ctgθ.sinf.tf-(Vj+Vfcosf).tf-Vj.tx]/[-sinα(ctgα+ctgθ]Rsinα-(Rycosθ+Vf.sinf.tf)&lt;00≤θ≤3600≤α≤1800≤Vf≤100≤f≤360式中:R=f(Ry,Vf,f,Vj,tx,tf,θ,α)—舰舰间距(km);Ry—舰艇发射箔条云的距离(m);Vj—舰艇的航速(m/s);Vf—风速(m/s);f—风向角(°);θ—导弹来袭方向(°);α—编队的队列角(°);tx—箔条云的形成时间(s);tf—导弹击中箔条云的飞行时间(s)。2.1.2　仿真结果及分析应用上述模型进行仿真计算,图1是舰舰间距随风向变化曲线,图2是舰舰间距随队列角变化曲线。图1　舰舰间距随风向变化曲线图2　舰舰间距随队列角变化曲线从图1、图2中可以看出:(1)当编队速度一定的情况下,顶风时风速越大,舰舰间距要求增大,而顺风时舰舰间距可以减小;(2)风向风速一定的情况下,编队速度越大,所要求的舰舰间距越大;(3)其他条件一定的情况下,队列角越大,所要求的舰艇间的间距越小。2.1.3　结论*编队中单舰电子对抗时编队易采用大间隔的线列配置,最佳防御队形是向敌方位队或单纵队。*当编队采用方位队时,队列角应取120°～150°,舰舰间距不小于25～30cab,编队指挥员应根据当时的风向、风速和编队航速进行确定。*当编队对来袭导弹进行电子对抗时应进行适当的机动,避免顶风航行。*编队对来袭导弹进行电子对抗的同时应进行火力协同抗击,确保编队安全。2.2　满足指挥通信要求的舰舰间距高技术条件下的现代海战场态势瞬息万变,信息多流量大,对通信保障的要求越来越高,当前,我编队C3I系统尚不完善,编队信息难以共享,在电磁环境十分复杂,通信干扰对抗异常激烈的战场环境下,无线电通信受干扰时,为保障指挥通信畅通,须启用原始而可靠的仅受海上能见度影响的视觉通信。海上实践经验表明:在中等能见度的情况下,手旗通信距离可达4nm,某型舰装备的15英寸探照灯和某型护卫舰装备的12英寸探照灯的通信距离可达10nm。通过上述分析,为保证编队舰舰可靠通信,舰舰间距应不大于40cab。2.3　满足编队区域防空火力掩护要求的舰舰间距在由中近程防空导弹和近程防空导弹混编的水面舰艇编队中,利用中近程防空导弹对编队进行掩护是新型驱护舰编队组成防空队形的基本要求。2.3.1　数学模型基本假设:(1)来袭目标对被攻击舰的航路捷径为0;(2)来袭目标总能在足够远的距离被发现,第一发导弹在杀伤区的远界与目标相遇。“中近程”导弹对攻击邻舰目标的抗击次数的计算模型为:max(N)s.tsqrt(D21(t)-H2-P2)+Vm(t+tzc)-　　sqrt(D20(t)-H2-P2)=0Dqmax=φ(LT,H,Vm)Djmax=Ψ(LT,Vm)0≤P≤Pmax0≤α≤360R≥0D(t)=a5t5+a4t4+a3t3+a2t2+a1t+　　　a0,a5,…,a0为常数t(D)=b5D5+b4D4+b3D3+b2D2+　　　b1D+b0,b5,…,b0为常数250≤Vm≤3×340式中:N=f(R,Vm,α,Dqmax,Dqmin,Djmax,P,D(t))—射击次数函数;R—舰舰间距(cab);Vm—目标速度(m/s);α—目标进入角(°);Dqmax—“中近程”导弹对目标杀伤区远界(m);Dqmin—“中近程”导弹对目标杀伤区近界(m);Djmax—点防御舰空导弹对目标的杀伤区远界(m);D(t)—“中近程”导弹斜距与飞行时间的关系(m);t(D)—“中近程”导弹飞行时间与斜距的关系(s);Pmax—“中近程”导弹对目标的最大航路勾径(m);LT—目标类型。2.3.2　仿真结果及分析图3、图4分别是编队中近程导弹对导弹目标和飞机目标射击次数与舰舰间距的变化曲线。从图3可以看出,当来袭目标是亚音速导弹时,编队中“中近程”导弹武器系统对其它舰的掩护能力与舰舰间距的大小有关。随着舰舰间距的增大,对各个方向的来袭目标,平均抗击次数逐渐减小。当舰舰图3　射击次数与舰舰间距关系(导弹目标)间距小于17cab时平均抗击次数变化不大,之后抗击次数下降显著。当舰舰间距大于25cab时平均抗击次数下降到2次以下,当舰舰间距大于32cab时由于部分扇面进入的目标的航路捷径大于最大航路捷径,图4　射击次数与舰舰间距关系(飞机目标)因而对被掩护舰的保护能力急剧下降。当来袭目标是超音速导弹时,“中近程”导弹武器系统对该类目标的平均抗击次数只有1.5次,并且随着舰舰间距的增大而减小,但抗击次数均在1次以上,可以对目标实施一次齐射。可见在编队中“中近程”导弹武器系统对编队的掩护能力对导弹目标来说是有限的。由于“中近程”舰空导弹对导弹目标的最大航路捷径为32.4cab,所以根据以上分析,对导弹目标“中程”武器系统对编队的掩护在确保一次齐射且满足一定杀伤概率情况下的舰舰间距应小于32cab。当来袭目标是作战飞机时,“中近程”武器系统对目标的平均抗击次数与舰舰间距的变化曲线如图4所示。当飞机的飞行高度在1000m以下时,“中近程”武器系统对目标的杀伤区远界是18km。由于假定目标总能在足够远处被发现,即第一发舰空导弹在杀伤区远界与目标相遇,由于杀伤区纵深比较大,随着舰舰间距的增大,对目标的平均抗击次数的减少与导弹目标相比并不很显著,当飞机速度为250m/s,舰舰间距小于45cab的范围内,抗击次数都在2.5次以上,当飞机速度提高至400m/s时,舰舰间距小于45cab的范围内抗击次数在2次以上。所以在同样舰舰间距的条件下,对低空和超低空的飞机目标用“中近程”导弹掩护编队时,其掩护能力比导弹目标提高显著。当飞机的飞行高度在1000m以上时,“中近程”武器系统对目标杀伤区的远界达25km,随着舰舰间距的增大,对目标的抗击次数变化不十分显著,当目标速度在250m/s时,舰舰间距小于45cab时,平均抗击次数在4次以上,当目标速度在400m/s时,舰舰间距小于45cab时,平均抗击次数在3次以上。对编队的掩护能力明显提高。·7·　　　　　　　　　　　　　　　　　　　谭安胜,等:新型驱护舰编队防空队形配置　　　　　　　　　(总第28-439)　　　　　　　　　　　　　　　　　　</P>
<P>　基金项目:“十五”军队重点科研资助项目　作者简介:谭安胜(1963-　),男,山东荣成人,在读博士生;邱延鹏,男,山东省人,硕士;汪德虎,男,安徽人,教授、博士生导师。</P>
<P>                           新型驱护舰编队防空队形配置                                          *谭安胜1,邱延鹏2,汪德虎1(1.海军大连舰艇学院,辽宁大连　116018;2.海军某驱逐舰支队,浙江舟山　316041)　　摘　要:根据新型驱护舰编队和现代防空作战的特点,从电子对抗、火力协同、指挥通信和区域掩护四个方面对编队防空队形配置进行研究,提出了编队防空队形配置的基本要求,建立了编队防空队形配置论证的数学模型并进行了仿真,通过对仿真结果的认真分析得出了实用性的结论。　以往的编队防空队形主要考虑对飞机携带常规炸弹进行轰炸时的防御要求进行论证的。现代条件下,水面舰艇编队面对不断增大的反舰导弹的威胁,对反舰导弹的防御问题成为编队防御中的重点与难点问题,而随着水面舰艇装备的不断发展,由新型驱护舰组成的水面舰艇编队,在对空防御武备方面有了长足的发展,“矛”和“盾”的这一变化,为编队对空防御队形配置提出了新的要求。1　编队防空队形配置的基本要求[1]防空武器最有效地使用;降低敌打击效果;电子器材的电磁兼容性;严密观察、自由机动、便于指挥。为此编队防空队形配置应考虑如下因素:·为保障防空武器的有效使用,必须建立火力协同和选择必要次数的杀伤区;·为降低敌空中打击效果,应规定舰间最小距离,以防止敌同时杀伤相邻两个舰艇;·为保持无线电器材的电磁兼容性,必须确定能保障排除或大大降低电子器材相互干扰的舰艇最小距离,或编队中的舰艇使用不同波段的电子器材;·严密观察要靠舰艇的相互配置保障,不应有技术和目视器材观察不到的扇面;·应规定队形的最大纵深和宽度,以保障机动自由、可靠的舰间超短波通信及舰艇导航雷达的相互观察。·考虑保障电子战时的最小舰舰间距;·考虑舰艇防空武器的射击扇面和保障武器使用的安全。舰载防空武器是防空导弹系统、防空火炮系统、电子战器材、侦察搜索器材、战术伪装器材等。防空导弹系统是最有效的防空武器。为便于区分,本文将防空导弹按射程分为:近程(5km～15km)、中近程(15km～25km)、中程(25km～50km)、中远程(50km～100km)和远程(大于100km)。近程防空导弹主要用于本舰的自卫,而中近程以上防空导弹可保证舰艇编队的火力协同。目前,装备于海军水面舰艇的防空导弹主要是近程和中近程防空导弹武器系统。2　编队防空队形舰舰间距的确定驱护舰编队防空队形舰舰间距的确定应从以下几个方面论证:适应反导电子对抗的要求;满足指挥通信的要求;满足编队区域防空火力的掩护要求;满足火力协同的要求。2.1　适应反导电子对抗要求的舰舰间距编队中任一舰艇在对威胁本舰的反舰导弹进行无源冲淡干扰且干扰成功,即导弹跟踪其所发射的箔条云时,不应对后续舰构成威胁,因为导弹在跟踪所捕捉的目标后,其飞行高度通常很低,此时当后续舰通过导弹与箔条云的连线,尽管未被导弹捕捉,也存在着被导弹击中的危险。因此,必须保证导弹在击中箔条云之前,后续舰不穿越导弹和假目标的连线。在研究问题时,取临界状态即当导弹击中箔条云时,后续舰刚好通过导弹与箔条云的连线,因此,我们要论证的是在这种情况下,舰艇编队在不同队列角时所需要的最小间距。为此建立如下数学模型。2.1.1.　数学模型min(R)s.t.R≥[-Ry(sinθ+cosθ.ctgθ)-Vf.ctgθ.sinf.tf-(Vj+Vfcosf).tf-Vj.tx]/[-sinα(ctgα+ctgθ]Rsinα-(Rycosθ+Vf.sinf.tf)&lt;00≤θ≤3600≤α≤1800≤Vf≤100≤f≤360式中:R=f(Ry,Vf,f,Vj,tx,tf,θ,α)—舰舰间距(km);Ry—舰艇发射箔条云的距离(m);Vj—舰艇的航速(m/s);Vf—风速(m/s);f—风向角(°);θ—导弹来袭方向(°);α—编队的队列角(°);tx—箔条云的形成时间(s);tf—导弹击中箔条云的飞行时间(s)。2.1.2　仿真结果及分析应用上述模型进行仿真计算,图1是舰舰间距随风向变化曲线,图2是舰舰间距随队列角变化曲线。图1　舰舰间距随风向变化曲线图2　舰舰间距随队列角变化曲线从图1、图2中可以看出:(1)当编队速度一定的情况下,顶风时风速越大,舰舰间距要求增大,而顺风时舰舰间距可以减小;(2)风向风速一定的情况下,编队速度越大,所要求的舰舰间距越大;(3)其他条件一定的情况下,队列角越大,所要求的舰艇间的间距越小。2.1.3　结论*编队中单舰电子对抗时编队易采用大间隔的线列配置,最佳防御队形是向敌方位队或单纵队。*当编队采用方位队时,队列角应取120°～150°,舰舰间距不小于25～30cab,编队指挥员应根据当时的风向、风速和编队航速进行确定。*当编队对来袭导弹进行电子对抗时应进行适当的机动,避免顶风航行。*编队对来袭导弹进行电子对抗的同时应进行火力协同抗击,确保编队安全。2.2　满足指挥通信要求的舰舰间距高技术条件下的现代海战场态势瞬息万变,信息多流量大,对通信保障的要求越来越高,当前,我编队C3I系统尚不完善,编队信息难以共享,在电磁环境十分复杂,通信干扰对抗异常激烈的战场环境下,无线电通信受干扰时,为保障指挥通信畅通,须启用原始而可靠的仅受海上能见度影响的视觉通信。海上实践经验表明:在中等能见度的情况下,手旗通信距离可达4nm,某型舰装备的15英寸探照灯和某型护卫舰装备的12英寸探照灯的通信距离可达10nm。通过上述分析,为保证编队舰舰可靠通信,舰舰间距应不大于40cab。2.3　满足编队区域防空火力掩护要求的舰舰间距在由中近程防空导弹和近程防空导弹混编的水面舰艇编队中,利用中近程防空导弹对编队进行掩护是新型驱护舰编队组成防空队形的基本要求。2.3.1　数学模型基本假设:(1)来袭目标对被攻击舰的航路捷径为0;(2)来袭目标总能在足够远的距离被发现,第一发导弹在杀伤区的远界与目标相遇。“中近程”导弹对攻击邻舰目标的抗击次数的计算模型为:max(N)s.tsqrt(D21(t)-H2-P2)+Vm(t+tzc)-　　sqrt(D20(t)-H2-P2)=0Dqmax=φ(LT,H,Vm)Djmax=Ψ(LT,Vm)0≤P≤Pmax0≤α≤360R≥0D(t)=a5t5+a4t4+a3t3+a2t2+a1t+　　　a0,a5,…,a0为常数t(D)=b5D5+b4D4+b3D3+b2D2+　　　b1D+b0,b5,…,b0为常数250≤Vm≤3×340式中:N=f(R,Vm,α,Dqmax,Dqmin,Djmax,P,D(t))—射击次数函数;R—舰舰间距(cab);Vm—目标速度(m/s);α—目标进入角(°);Dqmax—“中近程”导弹对目标杀伤区远界(m);Dqmin—“中近程”导弹对目标杀伤区近界(m);Djmax—点防御舰空导弹对目标的杀伤区远界(m);D(t)—“中近程”导弹斜距与飞行时间的关系(m);t(D)—“中近程”导弹飞行时间与斜距的关系(s);Pmax—“中近程”导弹对目标的最大航路勾径(m);LT—目标类型。2.3.2　仿真结果及分析图3、图4分别是编队中近程导弹对导弹目标和飞机目标射击次数与舰舰间距的变化曲线。从图3可以看出,当来袭目标是亚音速导弹时,编队中“中近程”导弹武器系统对其它舰的掩护能力与舰舰间距的大小有关。随着舰舰间距的增大,对各个方向的来袭目标,平均抗击次数逐渐减小。当舰舰图3　射击次数与舰舰间距关系(导弹目标)间距小于17cab时平均抗击次数变化不大,之后抗击次数下降显著。当舰舰间距大于25cab时平均抗击次数下降到2次以下,当舰舰间距大于32cab时由于部分扇面进入的目标的航路捷径大于最大航路捷径,图4　射击次数与舰舰间距关系(飞机目标)因而对被掩护舰的保护能力急剧下降。当来袭目标是超音速导弹时,“中近程”导弹武器系统对该类目标的平均抗击次数只有1.5次,并且随着舰舰间距的增大而减小,但抗击次数均在1次以上,可以对目标实施一次齐射。可见在编队中“中近程”导弹武器系统对编队的掩护能力对导弹目标来说是有限的。由于“中近程”舰空导弹对导弹目标的最大航路捷径为32.4cab,所以根据以上分析,对导弹目标“中程”武器系统对编队的掩护在确保一次齐射且满足一定杀伤概率情况下的舰舰间距应小于32cab。当来袭目标是作战飞机时,“中近程”武器系统对目标的平均抗击次数与舰舰间距的变化曲线如图4所示。当飞机的飞行高度在1000m以下时,“中近程”武器系统对目标的杀伤区远界是18km。由于假定目标总能在足够远处被发现,即第一发舰空导弹在杀伤区远界与目标相遇,由于杀伤区纵深比较大,随着舰舰间距的增大,对目标的平均抗击次数的减少与导弹目标相比并不很显著,当飞机速度为250m/s,舰舰间距小于45cab的范围内,抗击次数都在2.5次以上,当飞机速度提高至400m/s时,舰舰间距小于45cab的范围内抗击次数在2次以上。所以在同样舰舰间距的条件下,对低空和超低空的飞机目标用“中近程”导弹掩护编队时,其掩护能力比导弹目标提高显著。当飞机的飞行高度在1000m以上时,“中近程”武器系统对目标杀伤区的远界达25km,随着舰舰间距的增大,对目标的抗击次数变化不十分显著,当目标速度在250m/s时,舰舰间距小于45cab时,平均抗击次数在4次以上,当目标速度在400m/s时,舰舰间距小于45cab时,平均抗击次数在3次以上。对编队的掩护能力明显提高。·7·　　　　　　　　　　　　　　　　　　　谭安胜,等:新型驱护舰编队防空队形配置　　　　　　　　　(总第28-439)　　　　　　　　　　　　　　　　　　</P>
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