姜义 王瑶 孙超

（海军航空大学 烟台 264001）

1 引言

海洋战略是近代以来各国极为重视的一种国家战略。近年来，随着当前国际形势变化，我国把海洋战略提升到一个新的高度。南海作为我国最大的领海，自然资源极为丰富，战略位置极为重要。当前国际形势依然复杂严峻，不排除有个别国家，企图夺占我岛礁，霸占我海上资源，对我国家利益造成严重威胁。必须立足现有形势，依托既有岛礁，充分发挥岸防火力，粉碎敌夺岛企图。保护好我们南海的每一个岛礁是摆在我们国家战略面前一个极为重要的课题，因此研究南海岛礁海上目标特性具有极为重要的实战价值。

2 对海作战目标特性分析需求

目前我南海岛礁部署的主要岸防火炮为某型单管火炮、某型多管火炮，遂行的主要作战任务包括打击近海目标和换乘编波之敌，以阻敌登岛夺岛，并对我方舰艇海上作战给与火力支援。

阻敌登岛作战一个重要内容是研究目标特性［1］，目标的各类技战术指标是影响我射击命中概率的一个重要因素，之前的研究大多只结合我们实际对射击的效能进行评估优化，很少通过分析研判目标特性，进而对射击进行合理优化，分析敌情目标是提高火炮效能的重要手段，本文重点对我南沙岛礁守备部队所面临的潜在目标进行分析，为以后针对不同目标提高火炮射击效能提供支撑。

从目前南海的敌占岛屿情况来看，越南、台湾所占岛屿较多，其中越国近年来多次试图侵占我既有岛屿，组织多次夺岛演练，曾派遣小型快艇、假装渔船在近海对我岛礁实施观察，对我威胁较大［2］。从敌海洋军事战略来看，越南海军提出了“陆守海进”战略思想，其海上军事力量多以小型、快速、隐身装备为主，具有较强近海突击作战能力；台湾当局以“快速反应、决战境外”的作战指导，实施“有效吓阻、防卫固守”的战略方针，极有可能在出现局部冲突时，对我岛礁实施夺岛作战［3］。随着美国重返亚太战备再次成为当前美国的核心战略，美国海军作为世界上头号军事力量，具有随时参战的可能，考虑到在当前形势下，其大规模参战可能性不大，可能更多的是采取对越南、台湾军事力量进行支援或加强，以实现其盟友军事行动，达到进一步遏制我国战略发展的目的［4］。

3 对海作战目标特性分析模型

3.1 目标命中面积分析模型

射击命中概率取决于目标命中面积大小、弹着散布范围、射角误差以及中央弹道分布。分析目标命中面积大小对于提高射击命中概率有重要作用［5］。

目标命中面积可解释为在弹丸即将命中目标瞬间，目标沿弹丸运动的相对速度方向，在弹丸的命中散布平面上所做的投影面积。对于舰艇来说，就是沿弹丸触舰的运动方向，舰艇吃水线以上部分在水平面上所做的投影面积，即为舰艇的目标命中面积［6］。由于弹丸速度远大于舰艇速度，此处近似取弹丸的触舰速度方向，而非弹丸相对舰艇的相对速度方向。

现代舰艇形体复杂，通常采取等效方法，将舰艇吃水线以上部分近似看作一个矩形体。

图1 舰艇近似矩形示意图

舰艇长为L，舰宽为B，将舰艇甲板面看作椭圆，根据椭圆形面积公式：

取矩形体等效长

C=0.785L≈0.8L

所以舰体近似看作矩形体。该矩形体在弹丸触舰方向上的投影面积近似为矩形［7］。

射击诸元相同的情况下，由于随机概率误差，火炮的炸点散布呈椭圆形分布［8］。

图2 火炮炸点散布示意图

采用几何面积图形法比较目标命中面积与弹着散布范围，分以下几种情况讨论。

第一种情况，射击方向与舰艇方向相同，目标命中矩形面积中心与弹着散布中心重合，对于不同的命中面积目标，目标命中面积越小，命中概率越小，反之同理。

图3 第一种情况示意图

第二种情况，射击方向与舰艇方向相同，目标命中矩形面积中心与弹着散布中心重合，对于不同的弹着散布范围大小，弹着散布范围越大，命中概率越小，反之同理。

图4 第二种情况示意图

第三种情况，射击方向与舰艇方向不同，目标命中矩形面积中心与弹着散布中心重合，面积相同，目标命中面积不同时，目标命中面积越大，命中概率越大，反之同理。

第四种情况，射击方向与舰艇方向不同，目标命中矩形面积中心与弹着散布中心重合，面积相同，射击方向不同时，舰艇方向与射击方向重合度越高，命中概率越大，反之同理。

图5 第三种情况示意图

图6 第四种情况示意图

第五种情况，弹着散布中心与目标命中面积中心不重合，且发生偏移量较大时，此时命中概率为零，目标命中面积大小与一发命中概率无关。

图7 第五种情况示意图

根据以上分析可得，通常情况下，在弹着散布中心与目标命中面积中心重合时，目标命中面积越大，则命中概率越大，弹着散布中心与目标命中面积中心不重合时的情况除外。

3.2 目标运动速度影响分析模型

接收到目标指示后，射击指挥员或自动火控系统将开始计算各射击诸元，即为射击准备，射击诸元误差主要由测定目标现在坐标的误差、计算目标提前量的误差、计算弹道气象修正量的误差、计算系统工作误差四部分组成。目标运动速度将影响计算目标提前量的误差［9］。

图8 目标命中提前点误差分解

目标提前量的概率误差计算表达式为［10］

式中：Dxt为目标提前点横轴误差，m；Dyt为目标提前点纵轴误差，m；Vm为目标实际速度，m/s；t为弹丸飞行时间，s；α为目标实际航向，rad或°；Ev为目标速度的概率误差，Ev=1nm～2nm；EH为目标航向的概率误差，EH=0.0349rad～0.0524rad或EH=2°～3°。

由于

Dt为目标提前点的概率误差［11］。

所以，将Dxt、Dyt代入得

展开合并同类项，化简可得

其中弹丸飞行时间t取决于火炮到目标点的距离和弹丸飞行速度［12］，假定火炮到目标点的距离为定值已知，弹丸飞行速度与目标特性无关，当前只分析目标特性对火炮射击的影响，暂不考虑弹丸速度问题，假设为定值。

在以上假设基础上，由式可见，Dt取决于三个变量，即Vm、EH、Ev，其中EH、Ev为概率误差，与目标特性无关，Ev的取值范围为1kn～2kn，EH的取值范围为 0.0349rad～0.0524rad［13］。

首先讨论Ev与Dt的关系，对Dt函数求Ev偏导数，得

所以

对该函数运用Matlab工具建立模型图像。

图9 Dt随Vm和EH变化模型

由图可以看出当目标航速为0时，目标提前点的概率误差Dt为0，当目标航速Vm逐渐增大时，当Dt也呈明显递增趋势，而对于目标航向概率误差EH，随着EH的增大，Dt没有明显递增或递减趋势，可以判断目标航向概率误差EH对于目标提前点的概率误差Dt的影响极为有限，而在实际运用过程中也确实如此，EH量级极小，对误差影响很小，通常取最大误差0.0524rad，而目标航速Vm是目标提前点概率误差Dt的重要影响因素，了解掌握目标航速和机动能力具有重要价值［14］。

4 典型对海作战对象目标特性分析

下面对越南、台湾、美国潜在海上作战目标进行分析。

4.1 越南近海主要目标特性分析

目前，越南海军可能用于夺岛作战的轻型水面舰艇共27艘，两栖登陆舰艇3艘。其中猎豹级隐身导弹护卫舰是越南较为先进舰型，航速快、隐身性能好，满载排水量1600t，推进最大航速可达26kn，整船采用反辐射材料涂装，加之燃气和燃油机静音性能好，隐身性能较强。西格玛级轻型隐身导弹护卫舰是越南采购自荷兰的较为新型护卫舰，其一体化集成度较高，舰载武器装备较为先进，配备搜索雷达、导航雷达、火控雷达、声呐等，具有较高的隐身能力、电子战能力和探测性能。黄蜂Ⅰ级、Ⅱ级导弹快艇是越南相对早期的舰型，排水量小，航速快是其最大特点。毒蜘蛛导弹快艇、波克级导弹快艇和闪电级导弹快艇具有高隐身性能和高干扰能力，具有较强近海侦测打击能力［2］。具体参数见表1。

表1 越南轻型和两栖舰艇主要参数

通过表1比较发现，黄蜂Ⅰ级、Ⅱ级导弹快艇、波克级导弹快艇、闪电级导弹快艇目标命中面积在243.36 m2～457.76m2之间，远小于猎豹3.9级导弹护卫舰1128.288m2，航速在34kn～42kn之间，远大于猎豹3.9级导弹护卫舰、西格玛级导弹护卫舰以及771A两栖登陆艇航速，总体命中面积小、航速快，这四种舰型在最高航速下，我方部署的火炮射击命中概率将有所降低［14］。

4.2 台湾近海目标特性分析

当前台湾海军装备种类轻型快艇48艘，光华六号导弹快艇31艘，微型导弹突击艇4艘，锦江级巡逻舰12艘，沱江级巡逻舰1艘。微型导弹突击艇，是台湾当局基于光华六号导弹快艇研发的新型突击快艇，预计成军规模60艘，于2019年交付首批4艘舰型，2029年前交付最后一批该型舰艇，该艇设计理念较为先进，外形设计具有雷达隐身功能，船体采用新型轻便加固材料，在兼顾强度同时，使船体更轻，载重量更大，艇全长31.4m，全宽5.4m，满载排水量50t，满载最大航速35kn，续航里程100nm。沱江级巡逻舰，是台方研制的首艘双体船，目前装备1艘，计划到2026年前12艘列装完毕。该型舰近海战斗能力强，吃水浅，能够迅速接近并攻击目标，船体制作工艺先进，一体化程度高，包括舰上火炮、桅杆在内均进行隐身处理，动力方面采用柴油推动力，采取隐蔽烟囱排放设计，发热性降低，使总体雷达反射面大副降低，隐身性能显著提高。

台湾海军现役两栖登陆舰艇共203艘，包括船坞登陆舰、两栖登陆指挥舰、中海级战车登陆舰、中和级战车登陆舰、美字级中型登陆舰、联字级步兵登陆舰、501级登陆艇、1466级登陆艇、1610级登陆艇等型号，大部分为二战前后美军为台军提供的舰型，装备老旧，技术落后，其中排水量较大的有两栖指挥舰2艘、舰长100m，舰宽15m，最大排水量3698t，最大航速12节，中海级战车登陆舰1艘，舰长99.97m，舰宽15.24m，最大排水量4850t，最大航速12节，台湾预计于2021年前建成2艘新型船坞登陆舰，可装载两栖突击车、满载排水量10600吨，舰长153m，舰宽23m，最大航速21.5节。

通过表2比较发现，沱江级巡逻舰、锦江级巡逻舰、微型导弹突击艇、光华六号导弹快艇目标命中面积在135.6m2～769.6m2之间，远小于中海级、中和级战车登陆舰2872.8m2，航速在27kn～38kn之间，远大于中和级战车登陆舰航速，总体命中面积小、航速快，这四种舰型在最高航速下，我方部署的火炮射击命中概率将有所降低。

表2 台湾轻型和两栖舰艇参数

4.3 美国近海目标特性分析

美国轻型水面舰艇主要包括两种舰型，即濒海战斗舰（LCS）和近岸巡逻舰，濒海战斗舰是美国近年来新提出的一种舰艇设计，最新型号濒海战斗舰充分发挥了濒海战舰的战斗特点，在具有轻型舰艇航速快、隐身好、战术灵活等特点外，同时还兼具反潜、侦察和海上拦截等多种能力，模块化的设计方式使其系统配载更加灵活，能够针对不同类型作战任务装配不同模组，达到作战使用要求［15］。美军另一种轻型巡逻艇飓风级沿海巡逻艇共有13艘，该艇是支援美特种部队逐行特种作战的主要艇种，岛礁对海防御的任务之一就是防小股敌特袭扰，因此我岛礁对海防卫对此舰种应引起重视。

美国两栖登陆舰艇数量众多，技术先进，装载能力、隐身能力、投送能力都很强，大型两栖登陆舰艇典型代表是黄蜂级通用两栖突击舰，可以搭载3艘LCAC气垫登陆艇，中小型两栖战舰代表是圣安东尼奥级两栖船坞运输舰，现役11艘，计划建造26艘，可以搭载2艘LCAC气垫登陆艇，或者1艘LCU通用登陆艇。LCAC气垫登陆艇是美国海军进行登岛作战的主要突击艇种，该艇可以在较为复杂的岸滩进行登陆，世界上70%的岸滩都能满足登陆要求，使其具有较强的广泛应用性，高达40节的航速为其实施抢滩登陆提供强大机动能力，该艇自诞生以来就成为美国海军夺岛作战的有力武器。

通过表3比较发现，飓风级沿海巡逻艇、LCAC气垫登陆艇目标命中面积在304m2～337m2之间，航速在35 kn～40kn之间，属于典型目标命中面积小，航速快，射击命中难的目标。自由级和独立级濒海战斗舰目标命中面积稍大，但速度快于飓风级沿海巡逻艇、LCAC气垫登陆艇，达到44kn～47kn，也将对我射击命中概率产生较大影响。

表3 美国轻型和两栖舰艇参数

5 结语

1）目标航速与射击命中概率呈负相关，目标命中面积与射击命中概率呈正相关。即目标航速越小，射击命中概率就越大；目标命中面积越大，射击命中概率就越大；反之同理。

2）越南海军黄蜂Ⅰ级、Ⅱ级导弹快艇、波克级导弹快艇、闪电级导弹快艇四种舰型，台湾海军沱江级巡逻舰、锦江级巡逻舰、微型导弹突击艇、光华六号导弹快艇四种舰型，美国海军飓风级沿海巡逻艇、LCAC气垫登陆艇，自由级和独立级濒海战斗舰四舰型，共十二种型舰对我射击命中概率影响较大，实战中应重点识别，给予高度重视。