舰艇编队烟幕干扰运用方法研究＊

刘 林 张 东 朱亚飞

（1.91202部队司令部 葫芦岛 125004）（2.92493部队司令部 葫芦岛 125001）

1 引言

近年，随着激光制导和电视制导武器在军事上日益广泛的使用，电子对抗有了一个崭新的局面。目前，激光和电视制导武器命中概率高，它已对目标构成了严重的威胁，但由于烟幕的吸收、反射和散射作用，会使导引头上接收的能量大大衰减，降低了导弹的命中概率，本文研究了编队条件下水面舰艇烟幕干扰的使用原则和影响干扰效果的主要因素。

2 烟幕对抗光电制导武器的过程

烟幕作战的遮蔽作用一是吸收、反射、散射入射光，我们定义为物理遮蔽作用；二是烟幕产生、随风飘移的位置，它必须挡住入射光的光路，我们定义为几何遮蔽作用，本文只研究几何遮蔽作用。

实际作战中，导弹、烟幕和目标（舰艇）三者都是运动的。相对的瞬间位置不断变化，烟幕不但要具有良好的吸收和散射特性，而且要布放在导弹来向和目标（舰艇）之间，才能降低半主动激光导引头上的能量，使导弹失去目标（舰艇）位置变化信息，从而破坏导弹的自动跟踪。

实际干扰过程是：敌导弹首先跟踪我舰，我舰载武器发现导弹，当判断为激光制导时，发射烟幕弹，形成烟幕墙，遮住舰艇，舰艇进行正确的战术机动，降低导弹对我舰的命中概率。

3 烟幕遮挡效果的目标函数［1］

在各种随机因素的作用下、导弹在无导引下飞行的弹道散布误差的概率分布为正态分布。本文只考虑侧向散布误差。舰艇在烟幕遮挡下，导弹在方位上的脱靶概率：

式中Ps为舰艇在导弹自导头搜索范围（或视场）内时，舰艇在烟幕遮蔽下，导弹飞过烟幕，在方位上命中舰艇的概率。

4 舰艇、烟幕运动及导弹运动的数学模型

4.1 舰艇编队队形［2］

海军舰艇作战任务不同，编队规模及队形也不同，研究三艘舰艇便可研究编队下烟幕作战各种可能，如图1所示：

令舰间距离R12＝12L，要求2R12

sinα≥0.5，α≥30°，α取30，其中α为看齐角。

4.2 坐标系选取

因为导弹自导距离远大于飞行高度，故可采用平面坐标系，在导弹的侧向平面进行研究。设舰艇航向为0°，X正向表示舰首方向，Y正向表示舰右舷。这样研究可以满足所需要精度的要求。

图1 三艘舰艇编队烟幕作战态势

4.3 舰艇运动方程

1）建立B舰方程，A舰和C舰依据B舰得出

式中：ΔT为步度；J为舰艇回转运动时的惯性时间与步度的比值；Vs为舰速；Ns为舰航向；Dt为舰回转战术直径；STA为舰回转角度，右转为＋，左转为－；ΔT·K为舰转后直航的时间。

式（4）可以表示用舰艇直航、转向、转向后直航或回转等运动。

2）建立A舰方程

3）建立C舰方程

4.4 烟幕的运动方程［3］

烟幕弹从发射到成烟的过程大约6s，烟幕基本形状是烟幕墙，基本运动是沿着风向而运动。令导弹自导飞行时间为Ti，则烟幕方程为

式中：Xshi、Yshi为发射烟幕弹时舰的瞬时坐标值；dls为烟幕发射装置距舰中心的距离；Tf为烟幕发射装置到爆炸点的飞行时间；bj为爆距；N为烟幕发射舷方位，左舷发射为－，右舷发射为＋；Tdt为告警时刻时间零点，烟幕弹发射时刻迟后的时间；Wd为真北风向；Vw为风速。

4.5 导弹目标连线的数学模型

导弹的导引规律是制导系统把敏感到的目标信息转换成导弹操纵指令的解析公式，有四种自导引方法［4］。追综法，固定前置角法，比例接近法，平行接近法，本文用平行接近法，设初始导弹威胁方位为Rro时，在自导过程中Rro不变，导弹以等速飞行，距目标的瞬时距离为Roi

式中：Vm为导弹飞行速度；T1为总的对抗时间。

5 烟幕遮挡舰艇效果判定步骤与方法

首先讨论一般有烟幕弹时，遮挡效果的判定步骤与方法，根据一舰有烟幕的判定方法，可以得出两艘舰有烟幕弹的方法，三艘舰进行烟幕干扰时的方法可以类推［5］。

一舰有烟幕弹的情况下，此烟幕对本舰的遮挡效果及对其它舰的遮挡效果。

两舰有烟幕弹的情况下，对本舰的遮挡效果是其自身烟幕的遮挡效果与另一舰对其遮挡效果的综合效果。

遮挡效果判定分五步，说明如下：

1）判导弹威胁方位Rr是否在烟幕遮挡区里。即使Rr处在遮挡区里，由于舰是体目标，烟幕是否真正把舰艇阻挡住，还需第两步继续判断。

2）判烟幕是否挡住了舰艇，破坏了导弹对舰艇的跟踪。

3）判舰艇在烟幕遮挡期间内，能否机动到导弹的搜索或较宽视场范围外。舰艇机动到搜索或视场角范围外围去了，此时Pn＝100%，否则要进行Pn的具体计算。

4）计算导弹在方位上的脱靶概率Pn的方法见前面，这里不再重复。由于篇幅所限，以上4步具体判别公式略去。

5）两舰有烟幕弹的情况下，对舰的遮挡效果是其自身烟幕的遮挡效果与另一舰对其遮挡效果的综合效果。

编队条件下遮挡效果用PN表示，PN的计算步骤与单舰烟幕遮挡效果的计算，方法原则上是一样的，只不过编队条件下遮挡效果是多种遮挡效果的叠加，并得出相应结论，限于篇幅，这里只给出两种情况的干扰效果角度区域图。编队条件下情况较复杂。组合种类较多。我们对多种情况进行了计算模拟，并得出相应结论。

6 烟幕干扰效果分析及使用方法

6.1 烟幕干扰效果分析

影响干扰效果的变量很多，但是高灵敏度的变量是导弹来向。下面用图形的方式表示两种情况下的干扰效果的角度区域。

1）A舰发射烟幕弹，A舰被跟踪，风向为90°，γr和PN的关系如图2所示：

图2 A 舰发射烟幕弹，A 舰被跟踪，风向为90°，γr和PN的关系

图3 A 舰、B 舰发射烟幕弹，A 舰被跟踪，风向为90°，γr 和PN的关系

从图中可以看出，γr＝60°～140°时遮挡率PN最好。γr＝－30°～－60°时，遮挡率PN居中，γr＝0°～－30°－150°～－180°没有遮挡效果，此区为盲区。基于PN划分的三个分区之间的界限实际是模糊的，随着风向、风速舰艇机动不同而不同。

2）A舰、B舰发射烟幕弹，A舰被跟踪，风向为90°，γr和PN的关系如图3所示。从图中可以看出原来的－150°～－180°时的盲区情况已发生变化，此时的盲区为－170°～－180°，0°～－30°。变化的原因是B舰发射烟幕弹时，它对A舰有遮挡效果。有遮挡效果的区域是A舰与B舰连线方向在导弹来袭方向附近。大量的计算机模拟结果表明：某舰发射烟幕时对其它舰遮挡效果的条件是此舰与其它舰连线的方向在导弹来袭方位附近。所以在编队条件下，现有舰艇的烟幕干扰设备在一定条件下才具备支援友邻舰艇的能力。

6.2 编队条件下水面舰艇烟幕干扰的使用原则

1）发现来袭导弹是光电制导或者制导体制不明时，根据作战需要可以立即发射烟幕弹。

2）威胁从那个舷向来，向那个舷向发射烟幕弹。

3）只有一舰有烟幕弹装备的条件下，威胁来自左舷时，将此舰放在左边最好。同样当威胁来自右舷时，将此舰放在右边最好。

4）当两舰有烟幕条件下，威胁来自左舷；A舰和B舰

有烟幕装备最好；威胁来自右舷，A舰和C舰有烟幕装备最好。

7 结语

烟幕是对付光电制导武器的一种重要作战手段。随着光电制导武器的不断发展，烟幕干扰战术技术的进一步研究显得十分必要。舰艇烟幕干扰装置的战术性能还不能完全适应海上作战的要求，有待进一步改进和完善。

［1］姜宁，迟忠先.舰艇烟幕使用与布放的仿真研究［J］.系统工程与电子技术，2000（8）：66－71.

［2］姜宁，孙国桢.水面舰艇烟幕干扰的使用研究［C］.锦州：第九届电子对抗年会论文集，1995，8：35－39.

［3］牛燕雄，汪岳峰，张雏，等.激光制导武器的对抗系统［J］.红外与激光工程，1998（2）：20－23.

［4］姜宁.电子对抗仿真系统中的多属性决策理论模型与方法研究［D］.大连理工大学，2000：55－57.

［5］庞永杰，徐玉如，倪绍毓，等.船舶在复杂海况下的实时运动仿真［J］.船舶工程，1998（1）：40－43.