舰艇编队舰空导弹安全区域内协同使用研究

余鹏飞，由大德，张发强

(海军大连舰艇学院导弹与舰炮系，辽宁 大连 116018)

舰艇编队舰空导弹安全区域内协同使用研究

余鹏飞，由大德，张发强

(海军大连舰艇学院导弹与舰炮系，辽宁 大连 116018)

舰艇编队对空防御作战是编队作战的主要内容和作战样式。本文以常用编队防空队形为例，介绍了编队队形配置原则和编队防空队形配置方法。通过建立坐标系和相对位置表示，确定了编队舰空导弹作战区域。在充分分析编队舰空导弹作战区域的基础上，结合编队舰空导弹使用安全，确定了编队舰空导弹的射击禁区和安全区域。研究了编队舰空导弹安全区域内的协同使用问题，为编队舰空导弹作战使用提供指导作用，具有十分重要的现实意义。

舰艇编队;安全区域;协同使用

0 引言

舰艇编队对空防御作战是编队的主要防御作战样式，编队防空队形的不同和舰空导弹作战性能的差异会对编队舰空导弹的协同使用产生极大影响。针对编队防空队形实际，在确保编队内舰艇安全的基础上，深入研究编队舰空导弹协同使用问题，有利于编队战术行动统一实施和防空反导效能充分发挥，具有极强的现实意义［1］。

1 编队防空队形

编队防空队形是影响编队防空能力的重要因素［2］，编队防空队形的不同将影响编队舰空导弹作战区域的大小，从而影响火力重叠区的火力密度［3］。在编队舰艇类型、数量、武器和探测设备已经确定的情况下，研究编队防空队形，有利于提高编队防空反导能力。

首先，综合考虑反舰导弹来袭态势和各舰舰空导弹实际状态等因素，按照编队防空队形配置原则要求，确定编队防空队形。这样，有利于编队舰艇安全、指挥统一和内部通信联系;有利于编队实施各种战术机动;有利于编队舰空导弹的作战使用;有利于编队舰空导弹与舰炮、电子战等其他武器的协同使用和射击安全。

编队防空队形应根据作战需要，主要以线型队形为主。在来袭方向不明确时，应选择菱形队;在来袭方向明确时，应选择方位队和梯队，并将来袭目标置于编队队列线的垂直方向上。编队防空队形应根据现有装备实际和战场情况灵活设置，具体配置方法如下［4］:

1)基本防空队形为舰间距离25～30链的方位队;

2)目标为单方向攻击时，应使目标来袭方向与编队队列线垂直;

3)目标为多方向攻击时，避免使任意目标来袭方向处于我编队的队列线上。

结合上述配置方法，本文以梯队为例，研究编队舰空导弹使用安全问题。

图1 编队常见防空队形示意图Fig.1 Chart for usual warship formation

2 编队舰空导弹作战区域

在已知编队编成的情况下，防空反导效能的最大化是编队指挥员最关心的问题。结合已有舰空导弹，在确保射击安全的基础上，最大限度发挥舰空导弹防空反导效能，是编队指挥员实现作战意图的重要内容［5］。

2.1 编队坐标系及坐标表示

如图2所示，假设编队由2艘舰艇组成，以O1舰位置为原点，O1舰正横向右方向为坐标x轴，O1舰舰首方向为y轴建立编队坐标系。假设O2舰相对于O1舰的队列角为θ，舰间距离为L。因此，O2舰的坐标Lx和Ly如下:

假设∠O1O2M=ω，∠O2O1M=β，目标M袭击O1舰，平均速度为Vm，目标与2舰距离分别为D和T，来袭方向与2舰舰首方向夹角分别为α和γ，航路捷径分别为PA=0和PB。因此，目标M的坐标Dx和Dy如下:

图2 舰艇编队及来袭目标坐标示意图ig.2 Chart for the coordinate of warship formation and target

2.2 作战区域的确定

编队舰空导弹作战区域的确定需要综合考虑编队各舰的开火远界和停火近界。假设O1舰装备A型舰空导弹，发射区射界为［SAj，SAy］，平均速度为VA;O2舰装备B型舰空导弹，发射区射界为［SBj，SBy］，平均速度为VB。两型舰空导弹均可在360°范围内毁伤来袭目标。

1)开火远界

开火远界是确保舰空导弹与目标在杀伤区远界相遇的起始点，主要与防空雷达探测距离、舰空导弹系统反应时间和杀伤区远界有关。开火远界的确定要兼顾以上3个因素，只有当发现目标距离不大于舰空导弹的发射区远界时，才能发射舰空导弹。

两型舰空导弹开火远界LAk和LBk及编队开火远界Lk可由下式表示:

式中:DT为防空雷达探测距离;TMZ为舰空导弹目标指示时间;TJC为指挥员决策时间;TDF为舰空导弹系统反应时间;tAy和tBy分别为两型舰空导弹在各自杀伤区远界与目标的相遇时间;DAy和DBy分别为两型舰空导弹杀伤区远界。

2)停火近界

防空反导时，舰空导弹应在目标完成任务近界前毁伤目标。因此，停火近界是防空反导作战的终止点。除了受舰空导弹杀伤区近界影响外，停火近界还与目标完成任务近界有关。

假设目标完成任务近界距离为rm，两型舰空导弹停火近界LAs，LBs和编队停火近界Ls可由下式表示:

式中:DAj和DBj分别为两型舰空导弹杀伤区近界;tAj和tBj分别为两型舰空导弹在各自杀伤区近界与目标的相遇时间;tAm和tBm分别为两型舰空导弹在rm与目标的相遇时间。

2.3 射击禁区与安全区域

使用安全是结合作战需要和武器性能实际，在确保武器使用不影响编队安全的前提下，通过调整武器使用顺序，实现抗击纵深充分利用、抗击时间无缝连接和防空反导效果最优目的的1项研究内容［6］。编队舰空导弹的使用除了要考虑把握发射时机和提高作战效能以外，还应考虑到由于多艘舰艇和多型舰空导弹的参与对编队安全产生的影响，而舰空导弹射击禁区和安全区域就是其中1项重要影响因素。

舰空导弹的最大射程一般大于编队内舰间距离，同时还要在低空或超低空抗击掠海飞行的反舰导弹。在舰空导弹射击过程中，这些因素都将对发射舰艇和舰空导弹弹道周围一定区域内编队其他舰艇的安全构成威胁，这些区域就是舰空导弹射击禁区，而射击禁区外的舰空导弹作战区域就是舰空导弹安全区域。

舰艇最小安全距离是影响编队舰空导弹射击禁区与安全区域的重要因素，指非本舰舰空导弹对本舰构成威胁的最小距离。设O1舰的最小安全距离为r1，O2舰的最小安全距离为r2。当SAy＞L－r2时，A型舰空导弹会受到O2舰的影响。如图3所示，区域CNHG是O2舰相对于A型舰空导弹的射击禁区，而除此之外的A型舰空导弹射界其他区域就是其安全区域。

3 协同使用研究

编队舰空导弹协同使用，关键在于根据编队内舰艇位置关系、目标作战参数和舰空导弹平均速度确定舰空导弹的使用顺序。本文以编队舰空导弹抗击单目标为例，介绍安全区域内编队舰空导弹协同使用情况。

3.1 不同来袭方向时的协同使用情况

图3 编队舰空导弹火力分配示意图Fig.3 Chart for firepower assignment of warship formation's anti-air missiles

如图3所示，过O1做O2舰最小安全距离圆的切线，与开火远界分别交于G和H;同样过O2做O1舰最小安全距离圆的切线，与开火远界分别交于J和K。O1舰射击禁区GO1N与O2舰射击禁区JO2K的公共区域O1AO2B为编队舰空导弹共同射击禁区。令SBy＜SAy，r2＜r1，则L＜SBy－r1＜SAy－r2，此时2舰都存在射击禁区。两型舰空导弹开火远界相交于W2和W7。经O1分别做O2A和O2B的垂线O1U和O1V，垂足为F和E。同时，分别延长O1J和O1K交开火远界于W3和W6。因此，根据目标不同来袭方向，编队舰空导弹协同使用情况如表1所示。

由此可知，编队舰空导弹除在前2种情况的部分区域内进行共同抗击外，其他均为单独抗击，本文不作说明。

表1 目标不同来袭方向时编队舰空导弹协同使用情况Tab.1 Warship formation's anti-air missiles coordinated application when target came from any directions

3.2 共同抗击目标时的协同使用情况

两型舰空导弹共同抗击目标的区域为共同作战区域。令λ=VA/VB，由于两型舰空导弹的平均速度已知，λ为常值。μ=D/T，设μk和μs分别为共同作战区域远界和近界处目标与2舰距离之比，最大值μmax=1/sinβ。当μ＜λ时，A型舰空导弹与目标相遇时间更短，优先使用;当μ＞λ时，B型舰空导弹优先使用;当μ=λ时，两型舰空导弹可同时与目标M在临界点Sm相遇，此时进行抗击顺序转换。

当目标来袭方向位于(W1，V)和(U，W8)时，μs＜1＜μk，T随着D的减小，先减小至PB再增大，μ由μk增大至μmax再减小至μs。此时，根据λ与μ的关系，编队舰空导弹协同使用情况如表2所示。同样，当目标来袭方向位于(V，W3)和(W6，U)时，μs＜μk＜1，T随着D的减小而减小，μ由最大值μk减小至μs。此时，根据λ与μ的关系，编队舰空导弹协同使用情况如表3所示，表中的“完毕”指共同抗击完毕。

表2 目标位于(W1，V)和(U，W8)来袭时编队舰空导弹协同使用情况Tab.2 Warship formation's anti-air missiles coordinated application when target came from(W1，V)和(U，W8)

表3 目标位于(V，W3)和(W6，U)时编队舰空导弹协同使用情况Tab.2 Warship formation's anti-air missiles coordinated application when target came from(V，W3)和(W6，U)

4 结语

本文介绍了编队防空队形、编队坐标系和坐标表示方式，分析了编队舰空导弹的作战区域，针对编队舰空导弹的使用安全，具体研究了其射击禁区和安全区域。确定了编队舰空导弹在安全区域内不同来袭方向和共同抗击目标时的协同使用问题，为编队舰空导弹的协同使用有一定指导意义。但研究范围还处于理想状态，同时缺乏对多种武器系统的综合考虑，需要进一步研究。

［1］马玉林，罗翔，郭万海.舰艇编队防空能力评估［J］.舰船电子工程，2007，(1):50 －53.

MA Yu － lin，LUO Xiang，GUO Wan-hai.Evaluation on the air-defence operational ability of warship formation［J］.Ship Electronic Engineering，2007，(1):50 －53.

［2］韩庆，李振冲.谈谈舰船编队的队形［J］.现代舰船，1995，(7):13 －16.

HAN Qing，LI Zhen-chong.Discussing on the warship formation［J］.Modern Ship，1995，(7):13 －16.

［3］姜青山，马良，侯晓峰.基于航路捷径的舰艇编队防空间距配置方法［J］.海军大连舰艇学院学报，2008，(5):6 －9.

JIANG Qing-shan，MA Liang，HOU Xiao-feng.Deployment distance method of cooperative air-defence for warship formation based on shortcut flight course［J］.Journal of Dalian Naval Academy，2008，(5):6 －9.

［4］张晓峰，王瑞瑜，邢昌风.舰艇编队防空火力射击冲突问题研究［J］.指挥控制与仿真，2008，(2):51 －54.

ZHANG Xiao-feng，WANG Rui-yu，XING Chang-feng.Study on air-defence of warship formation in fire conflict course［J］.Command Control and Simulation，2008，(2):51－54.

［5］赵国钢，孙永侃，王立强.驱护舰编队防空火力分配决策模型研究［J］.现代防御技术，2007，(1):45 －48.

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Research on coordinated application of warship formation's anti-air missiles in security region

YU Peng-fei，YOU Da-de，ZHANG Fa-qiang
(Department of Missile and Shipborne Gun，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China)

Air defense is an important content and style of the warship formation operation.This paper introduces the principles of warship formation pattern and methods of its air defense pattern，with some common ones as examples.By building up the coordinate system and showing the relative positions，warship formation's anti-air missiles operational region is fixed.Based on analyzing the operational region，combined with its application safety，the forbidden and security region is confirmed.The coordinated application of warship formation's anti-air missiles in the security region is studied，which has guidance effect and realistic significance on the application of the warship formation's anti-air missiles.

warship formation;security region;coordinated application

E927

A

1672－7649(2011)12－0103－04

10.3404/j.issn.1672－7649.2011.12.025

2011－03－07;

2011－04－11

余鹏飞(1984－)，男，硕士研究生，研究方向为水面舰艇进攻与防御战术。