步兵三角队形作战能力的评估

滕 臣，李忠新

（南京理工大学机械工程学院，南京 210094）

步兵三角队形作战能力的评估

滕 臣，李忠新

（南京理工大学机械工程学院，南京 210094）

结合步兵战斗队形——三角队形的实际作战特点，考虑战斗中可能出现的具体情况，提出相关假设，并依据此假设分别建立了枪械的命中概率模型和命中有防护目标、无防护目标后的毁伤模型。具体地分析了敌我双方进行三次有效交火（存在死伤）后的队形变化情况，最终得出该步兵战斗队形的完成目标任务的概率，并以此概率值评估该三角队形的作战能力。

三角队形，命中概率，毁伤，作战能力

引言

战斗队形是为进行战斗将兵力兵器展开所形成的队形。步兵班战斗队形分为进攻战斗队形和防御战斗队形，进攻战斗队形通常分为一（二）路队形、一字队形、三角队形和梯队队形。其中三角队形是典型的进攻队形，而今眼下陆军分队是采用最多的战术队形，分为正三角、倒三角、双三角、锯齿三角几种。正三角队形，重于火力的集中突破，大多适用于快速突击和抢占阵地，突破力很强；倒三角较为保守，但是可以形成密集的火力交叉，而且队友彼此之间可以相互掩护和支援，是3人战术小组的最佳选择，但是，如果有队员被敌击中丧失战斗能力，此队形就会立即被破坏。

对持轻武器的步兵分队来说，评价三角队形的作战能力，即评价该队形下3名队员协力配合完成作战任务的能力，即该3人小组的综合射击效率。

1 基本假设和战场想定

步兵三角队形的作战能力，是指该队形在确定的作战环境即战场想定中，完成具体的作战任务的能力，因而在动态评估之前，必须对战场环境进行一定的假设。本文的战场想定为：在开阔地域，3名上身着防弹衣、头戴钢盔战士持某突击步枪，对藏于掩体后的一名未着防弹衣、未戴钢盔、持某突击步枪的恐怖分子发动进攻，3名战士成三角队形如下页图1所示。

交火假设：①双方使用武器射击时，平均弹道与目标中心重合；②三角队形中的3名队员体型相近，其正面对敌面积相同；③在敌暴露自己、开枪射击的同时，3名队员能够作出迅速还击，即认为双方的一次射击在同时发生。

图1 战场想定图

2 三角队形射击效率评定模型

2.1 枪械射击命中概率的计算模型

命中概率［1］为在一定的射击条件下，命中弹数和发射弹数的比值，主要取决于目标大小、散布面大小、射击方向以及散步中心对目标中心的相对位置。

2.1.1 恐怖分子对进攻方战士的命中概率［3］

图2 正面人工散布面与目标的分布

当进攻方战士向恐怖分子发动攻击的时候，恐怖分子为了防御自然会抓住战士进攻阶段对战士进行射击，假设为人工正面散布射击，且为连发。其中，散布面为恐怖分子对进攻方的正面投影面积ABCD如图2，则单发命中某一战士的概率p1-n，it可由式（1）求得：

式中：Si为某个目标的面积；S为目标区域ABCD的面积；2lz为区域高度；2lx为人工散布正面宽度；p1-n为单发命中区域ABCD的概率，如下式：

设连发M发子弹，实施正面人工散布射击后有N发子弹落到目标区域内，则恐怖分子连发命中某一个战士it的概率为：

2.1.2 进攻方战士对恐怖分子的命中概率［2］

恐怖分子对进攻方战士进行射击时，必然会露出头部于掩体之外，这时，进攻方战士同时发现目标，根据假设必然会同时对恐怖分子进行射击，而且是连发射击，此时命中该恐怖分子的概率为：

式中，M为某名战士实施连发射击的发射弹数；pn-1，jr=1，ig表示该战士对恐怖分子单发的射击命中概率，即1-1时的单发命中概率：

式中，2lx为目标的宽度，2lz为目标的高度。

2.2 枪械命中敌我目标后毁伤概率的计算模型

当枪械实施正面人工散布射击随机命中目标，就有可能命中人体的各个部位。对身着防弹衣、戴钢盔的目标，就有可能击中有防护部位，也可能击中无防护部位，两种情况所造成的毁伤是不同的。

2.2.1 枪械命中步兵有防护部位的毁伤

因为防护的作用，弹丸击中防护后就存在穿透和穿不透两种情况，根据穿甲公式德尔马式（6）［3］，可计算出有可能击穿防弹衣所必须的速度：

式中：M为弹丸质量；v为弹丸穿透甲板所必须的速度；d为弹丸直径；b为甲板厚度。

K，α，β，γ是根据实验来确定的，可以取α= 0.75、β=0.5、γ=0.7，K是考虑钢甲机械性能和弹丸结构等影响的修正系数，其值如下页表1所示。

表1 修正系数K值

式中，β0和β1分别是估计的逻辑常数和估计的速度系数。

当确定弹丸具有该碰击速度，肯定能击穿防弹衣时，根据剩余速度计算式（8），可求出弹丸击穿防弹衣后的剩余速度［3］。

式中：Vr为弹丸的剩余速度；V0为弹丸的着速；e为防护甲的厚度；A为弹丸的平均着靶面积；M为弹丸的质量；θ为弹丸的着角。

K，α，β，γ，λ是根据每种材料分别确定的常数。

防弹衣被贯穿，并不意味着战士被杀伤，还要看贯穿防弹衣后的弹丸的剩余能量是否具有杀伤能力。因为防弹衣所防护的部位都是人体的关键部位，一旦被击中，即存在生命危险，因此，可采用以动能为标准的杀伤判据［2］：凡破片（或枪弹）所具有动能不小于规定值78 J，即认为具有杀伤能力，并称之为杀伤破片。因此，人员的杀伤概率如下式：

2.2.2 枪械命中敌我无防护部位的毁伤

对于我进攻方战士来说，若被击中下肢无防护部位，即失去了运动的能力，但并不能立即死亡，所以将原地卧倒转为火力掩护。

对于防御方恐怖分子，因藏于掩体后面进行射击，所以主要躯干都被掩体保护，只有向进攻方战士射击时露出的没有戴钢盔的头部成为了进攻方的射击目标，所以一旦被进攻方击中，就视为立即丧失生命。

毁伤判定方法，同样采取动能判定标准。

2.3 枪械的射击效率

枪械最终的射击效率由枪械射击的命中概率和毁伤概率组成，因此，防御方恐怖分子对进攻方战士有防护部位的射击效率，即恐怖分子杀死进攻方某一名战士的概率：

式中求解命中概率时所用到的Si为某一名战士身穿防护的面积。

恐怖分子致伤进攻方某一名战士的概率：

式中求解命中概率时所用到的Si为某一名战士无防护的面积，即下肢面积。

进攻方战士射击恐怖分子的杀伤概率：

式中求解命中概率时所用到的2lx，2lz分别为一次射击回合中恐怖分子所暴露部分的宽度和高度。

3 三角队形射击效率［5］求解

3.1 第1次交火情况分析

根据假设，双方同时开火，所以在1次交火中进攻方完成任务的概率为式（12）所求得，当n=3时的pf-j。在该次交火中，恐怖分子对战士们的杀伤概率由式（10）、式（11）求得的，当n=3时pf-j，dead、pf-j，injury，而一次交火后，进攻方三角队形可能会有如下变化：

表2 一次交火后

其中，若该次交火没有击毙恐怖分子，则受伤的战士将选择卧倒射击，掩护其他进攻人员继续攻击，受伤战士受敌面积为有防护面积。其中以下情况：3人全部阵亡、3人全部伤残、1人死亡2人伤残、2人死亡1人伤残均视为任务失败。

3.2 第2次交火情况分析

情况1：1人继续进攻（1-1）。

当n=1时利用式（12）求得该次交火中，战士们完成任务的概率pf-j，若该次交火没有击毙恐怖分子，而被恐怖分子击中致使伤亡，则任务失败。

情况2：2人继续进攻（2-1）。

此时进攻方的正面散布面的投影面积仍为ABCD，所以命中该区域的概率不变。当n=2时，利用式（12）求得完成任务的概率 pf-j，由式（10）、式（11）求得，当n=2时pf-j，dead、pf-j，injury，而这次交火后，进攻方队形可能会出现如下变化：

表3 情况2交火后

若在该次交火中没有击毙恐怖分子，而进攻方被恐怖分子射击成情况：2人死亡、2人伤残、1死1残，均被视为任务失败。按表3所示情况下继续战斗，第3次交火中完成任务的概率：

情况3：2人卧倒射击，1人继续进攻（3-1）。

正面散布面的投影面积不变，概率公式不变。这次交火后，进攻方队形可能会出现如下变化：

表4 情况3交火后

表中pf-j，dead，wd为恐怖分子击中卧倒射击人员的概率，卧倒人员的面积为头部面积。若在该次交火中，没有击毙恐怖分子，则该情况下只有最后3种剩余战斗队形可以继续对恐怖分子发起进攻，其余的剩余战斗队形将被认为任务失败。按表4所示情况下继续战斗，第3次交火中完成任务的概率：

情况4：1人卧倒射击，2人继续进攻（3-1）。

正面散布面的投影面积不变，概率公式不变。这次交火后，进攻方队形可能会出现如下变化：

表5 情况4交火后

若在该次交火中没有击毙恐怖分子，而进攻方按表5所示情况下继续战斗，第3次交火中完成任务的概率：

情况5：1人卧倒射击，1人继续进攻（2-1）。

正面散布面的投影面积不变，概率公式不变。这次交火后，进攻方队形可能会有下页表6变化。

若在该次交火中没有击毙恐怖分子，而进攻方按表6所示情况下继续战斗，第3次交火中完成任务的概率：

3.3 第3次交火后完成任务的概率

3次交火完成任务的概率p=p1+p2+p3。式中，第1次、第2次、第3次交火完成任务的概率分别为：

表6 情况5交火后

考虑步枪弹匣容弹量因素，并根据以往战例，一般与敌进行有效（有人伤亡）交火3次，足以分出胜负，确定完成任务与否。

4 结论

通过分析研究，最终得出了步兵三角队形在预定假设条件下完成预想战斗任务的概率，并可将此概率视为该队形的作战能力。分析过程中，采用轻武器射击效率评定指标，充分考虑敌我人员的不同状态，分别建立了轻武器命中概率模型和命中条件下对不同命中目标的毁伤模型；具体分析了敌我3次交火中，进攻方三角队形的变化，分析的过程具有科学性和实践性。

［1］李伟如.射击与命中的科学［M］.北京:兵器工业出版社，1994.

［2］郭 凯，徐 诚.基于武器射击效率的枪械系统作战效能评估方法［J］.兵工学报，2007，28（2）:148-152.

［3］美国陆军装备部.终点弹道学原理［M］.北京:国防工业出版社，1988.

［4］Nation Institute of Justice.Ballistic Resistance of Body Armor NIJ Standard-0101.06［S］.US:National Institute of Standards and Technology，2008.

［5］徐 波.概率统计及其应用［M］.成都:电子科技大学出版社，2009.

Estimation on Combat Capability of Infantry Triangle Formation

TENG Chen，LI Zhong-xin
（School of Mechanical Engineering，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，China））

Combing with the operational characteristics of triangle formation，one infantry combat formation，and considering the specific situation that may arise in a battle，some hypothesis is put forward. On the basis of the hypothesis，mathematic models of hit and damage probabilities of the two different conditions of the armor and the body are established.Changes of the formation in three effective firefight of casualties between the two sides are concretely analyzed.The formation's probability to accomplish the home task is obtained finally，which could be used to estimate the combat capability of the triangle formation.

triangle formation，hit probability，damage，combat capability

TJ22

A

1002-0640（2014）11-0084-05

2013-09-05

2013-12-07

滕 臣（1987- ），男，江苏徐州人，硕士研究生。研究方向：突击步枪口径效能分析。