陈 榕,严建钢,粘松雷

(海军航空工程学院,山东 烟台 264001)

编队对岸打击作战中舰机协同研究

陈 榕,严建钢,粘松雷

(海军航空工程学院,山东 烟台 264001)

针对编队对岸上目标进行巡航导弹攻击时的舰机协同问题,根据巡航导弹航路区域和目标的方位、距离以及编队队形,建立了反潜直升机安全警戒扇面角模型。以此为基础,分析了不同威胁条件下舰机协同的问题,运用仿真计算,得到了安全警戒扇面角与警戒半径的关系,给出了切实可行的舰机协同方法,可辅助指挥员进行战术决策。

编队,巡航导弹,舰机协同,警戒扇面

引 言

海上编队对岸打击作战是削弱敌战争潜力、支援海军其他兵力作战的有力手段,其主要方式有 3种:①舰载航空兵对岸基目标实施空中突袭;②舰载巡航导弹对岸基目标实施精确打击;③舰炮对沿岸目标实施近距离炮击[1-3]。驱护编队主要使用巡航导弹和舰炮对岸攻击。但是舰炮射程有限,攻击时编队受到的敌方威胁较大,一般只作为辅助攻击手段。而对地攻击巡航导弹具有射程远、巡航高度低、雷达反射面积小、红外特征不明显等特点,是驱护编队对岸突击作战的首选武器。

“攻防一体”是现代海上作战的特点之一。对敌岛岸目标进行导弹攻击的同时,驱护编队自身也受到敌潜艇等兵力的威胁,因此,编队的对潜防御始终伴随对地攻击的全过程。编队舰载反潜直升机是编队对潜防御的主要兵力之一,如何做好其与巡航导弹的空域协同具有重要的战术意义。

1 编队对岸突击作战舰机协同

驱护编队占领攻击阵位后,可出现两种对岸攻击态势:①直接攻击态势;②迂回攻击态势。直接攻击态势是指攻击距离不满足导弹航路规划要求的态势;迂回攻击态势是指攻击距离满足导弹航路规划要求的态势。

巡航导弹发射前,首先根据作战任务特点、作战区域地形地貌及对方防空兵力部署等,确定任务航线规划和任务分配,装订有关数据[4]。其巡航高度和航路区域对舰载反潜直升机的作战行动影响巨大。驱护编队对岸突击作战舰机协同是指根据巡航导弹的射程、攻击距离、方位、导弹航路规划区域、敌威胁主要扇面等因素,确定导弹最佳的航路区域和舰载反潜直升机的安全活动空间。舰机协同的目的是避免巡航导弹和反潜直升机的行动在空间上发生交叉[5]。

驱护编队发射巡航导弹攻击敌岸目标时,需同时出动反潜直升机担任航空反潜任务。巡航导弹进入巡航段后,海面巡航高度一般为7m～ 25m。而反潜直升机的任务高度一般为 15 m～ 200m空域,其与巡航导弹的协同对于反潜直升机的安全及任务的完成至关重要。

2 舰载对地攻击巡航导弹航路区域

(1)模型的建立

假定载舰位于点F1处,突击目标位于点F2处,巡航导弹从发射至命中目标过程中,若其航路只存在一个规划点,则根据椭圆的定义可知:巡航导弹的航路区域为以O为中心F1、F2为焦点、AB为长轴、CD为短轴的一个椭圆,如图1所示。

图 1 巡航导弹航路区域

其中,

M为巡航导弹的最大有效射程,F1F2=N,为载舰与目标的距离。

可证明,增加航路点个数或是以小于导弹最大有效射程的航程来规划航路,导弹航路规划点必定在此椭圆内。因此,将该椭圆区域称为导弹的最大航路规划区[6]。上述导弹最大航路规划区表示为:

(2)多舰协同对岸突击作战时的巡航导弹航路规划区

式(2)实际为单舰发射对地攻击巡航导弹航路规划区模型。以此为基础,可推导出多舰协同对岸突击作战时的巡航导弹航路规划区模型。

假定,驱护编队3艘驱逐舰,呈“品”字型战斗队形对敌岸目标实施巡航导弹突击,且目标位于巡航导弹最大有效射程之内。1号舰、2号舰、3号舰及目标的坐标分别为 (x1,0),(0,y2),(x3,0)及(xm,ym)。由单舰发射对地攻击巡航导弹航路规划区模型及如下坐标转换公式[7]:

可得 1号舰发射对地攻击巡航导弹航路规划区模型为:

同理可得2号、3号舰发射对地攻击巡航导弹航路规划区模型。

3 反潜直升机与巡航导弹的协同

(1)本舰反潜直升机与本舰巡航导弹的协同

图2 反潜直升机安全警戒扇面角

假定,载舰受到敌潜艇的威胁扇面为±90°扇面,反潜直升机警戒半径为R,则反潜直升机安全警戒的扇面角U1,U2如图 2所示,其模型为:

假定,载舰坐标 (10,0),目标坐标(1 000,1 000),R=200,M=1 600。由式(5)可得U1随 R变化关系如图 3所示,U2随R变化关系如图 4所示。

由图 3、图 4可知 ,当 t=2.59时 ,R=200,即U=51.1°即当警戒半径为 200 km时,反潜直升机安全警戒扇面角为 51.1°。由以上分析可知,当巡航导弹以最大航路区规划航路时,反潜直升机提供 200 km反潜警戒幕的扇面角只有 51.1°,无法满足驱护编队反潜警戒的需求。

若巡航导弹只在椭圆下半区规划航路,反潜直升机的警戒扇面可达U=134.8°,能够大幅扩展反潜直升机的安全活动空间,增大反潜直升机战术使用的灵活性。

图 3 U1随 R变化情况

图 4 U 2随 R变化情况

(2)反潜直升机与多舰巡航导弹的协同

驱护编队对敌岸严密设防区域的纵深目标实施精确打击时,单舰火力无法满足打击要求,通常需要多舰发射巡航导弹对敌岸目标协同攻击。多舰协同攻击时,巡航导弹航路对反潜直升机的安全活动空间的影响更加复杂。

驱护编队 3艘驱逐舰呈“品”字型战斗队形对敌岸目标实施巡航导弹突击。1号舰、2号舰、3号舰及目标的坐标分别为(10,0),(0,10),(-10,0)及(1 000,1 000)。若情报显示,敌潜艇威胁扇面为-90°,则由以上分析可知反潜直升机安全警戒扇面角U3的数学模型为:

由式(6)可得U3随 R变化关系如图 5所示。

若情报显示,敌潜艇威胁扇面为+90°,则由以上分析可知反潜直升机安全警戒扇面角U2的数学模型为:

图 5 U3随R变化情况

由式(4)可得U3随 R变化关系如图 5所示。

由式(6)和图(5)可得,当敌潜艇威胁扇面为-90°,反潜直升机警戒半径 R=200,巡航导弹全区域规划航路时,安全警戒扇面角U=51.8°。但是,如果1号舰、2号舰、3号舰发射的巡航导弹皆在椭圆下半区规划航路,且反潜直升机警戒半径R＞10时,安全警戒扇面角U=90°,能够在主要威胁扇面的所有区域执行反潜警戒任务。

由式(7)及图 (4)可得当敌潜艇威胁扇面为+90°,巡航导弹全区域规划航路时,反潜直升机的警戒半径R＞475时,反潜直升机才能够在威胁扇面遂行警戒任务。但是,当 1号舰、2号舰、3号舰发射的巡航导弹皆在椭圆上半区规划航路,反潜直升机的警戒半径 R＞ 10时,U=arctan(100/99-10/x)。当 R=200时 ,U=43.3°。

4 小 结

本文推导出了舰载反潜直升机与巡航导弹协同作战时,反潜直升机安全警戒扇面角模型。针对不同的威胁扇面,计算得到了反潜直升机安全警戒扇面角与警戒半径之间的关系,为指挥员的指挥决策提供了依据。研究的方法可推广至不同目标方位、距离、不同编队发射阵型的情况下,反潜直升机安全警戒扇面角的建模分析和舰机协同方法研究。

[1] 王剑飞,武文生,李红星,等.美军航母战斗群空袭火力对地攻击效能分析[J].火力与指挥控制,2006,31(6):23-26.

[2] 王剑飞,武文军,彭小龙,等.美军航母战斗群空袭火力及其效能分析 [J].情报指挥控制系统与仿真技术,2005,27(1):24-30.

[3] 刘春军,张汉军.美军航母编队在对岸攻击作战中的运用[J].现代军事,2002,26(2),61-62.

[4] 袁 俊.巡航导弹发展及其在未来战争中的作用[J].飞航导弹,2000,29(8):41-45.

[5] 许 腾.海军战术协同论[M].北京:海潮出版社.2004.

[6] 吕贵礼,谭安胜.远程机动岸导与海上编队战术协同研究[J].指挥控制与仿真,2009,31(3):21-25.

[7] 王 超,王义涛.编队协同防空作战中的电磁兼判断模型 [J].火力与指挥控制,2011,36(6):64-66.

[8] 《数学手册》编写组.数学手册 [M].北京:高等教育出版社,2004.

Research on Ship and Aircraft Coordination in Ship Formation Operation Against Shore

CHEN Rong,YAN Jian-gang,N IAN Song-lei
(Navy Aeronautica l Engineering Institute,Yantai 264001,China)

According to the characteristic of cruisemissile path area and the bearing and distance of target and formation order,the alter sector model of anti-submarine helicop ter is presented.Then,the problem on Ship and Aircraft Coordination of different condition is researched.Sim ulation is carried out subsequently,the relationship betw een alter sector angle and alter radius is presented,and feasible m ethodsof Ship and Aircraft Coordination is given.This research and its result can assist the comm ander to make tactics decision.

destroyer and frigate formation,cruisemissile,ship and aircraft coordination,alert sector.

E83

A

1002-0640(2012)12-0099-03

2011-10-11

2012-01-18

陈 榕 (1984- ),男 ,江西新余人 ,博士研究生 ,研究方向:海军兵种作战数理战术分析。