航母编队在对岸进攻中电子干扰飞机空域配置方法*

罗金涛 金嘉旺 刘晓东

(1.海军工程大学电子工程学院 武汉 430033)(2.92730部队 三亚 572016)



航母编队在对岸进攻中电子干扰飞机空域配置方法*

罗金涛1,2金嘉旺1刘晓东1

(1.海军工程大学电子工程学院 武汉 430033)(2.92730部队 三亚 572016)

航母编队在对岸进攻中,通常会指派电子干扰飞机前出在一定的空域里对敌进行电磁压制,以提高编队空中突击能力。基于电子干扰飞机任务,提出了电子干扰飞机空域配置的基本要求,运用解析法确定了电子干扰飞机前出距离。根据电子干扰飞机支援干扰所面临的实际问题,分析了干扰波束覆盖干扰飞机机身不同位置的情况下,干扰飞机支援干扰行动所采取的不同干扰方式,确定了电子干扰飞机作战空域的设置及行动方法。最后通过实例进行了分析计算,为对岸进攻中电子干扰飞机空域配置提供了参考依据。

配置; 电子干扰飞机; 航母编队; 空域; 对岸进攻

Class Number E837

1 引言

电子进攻是海上舰艇编队电子战的作战模式之一,是编队电子战实施突防的武器。舰艇编队电子进攻能力是舰艇编队战斗力的重要组成部分,也是复杂电磁环境下赢得海上战争胜利的关键因素之一。航母编队在远离本土对敌陆上目标实施进攻作战时,依赖各类舰载飞机对敌进行搜索识别、电磁压制和火力打击。美国空军《作战条例》明确规定,为提高战机的生存能力,任何作战飞机在遂行空中作战任务时,都必须配有随队电子战飞机护航[1]。因此,研究电子干扰飞机配置方法,对提高航母编队远海作战能力具有重要的理论价值和军事意义。

2 航母编队在对岸进攻中电子干扰飞机作战过程分析

为了研究航母编队在对岸进攻中电子干扰飞机空域配置方法,有必要首先分析航母编队在对岸进攻中电子干扰飞机的作战过程。

配置有预警机、攻击机和电子干扰飞机的航母编队对岸进攻时,其作战过程一般可以描述为:预警机在目标威胁扇面,前出一定的距离进行搜索,其预警雷达发现目标后,经过识别达到威胁程度等级或等级任务要求,立即通过战术数据链与攻击机通信,将目标位置及战术要素(包括敌雷达的型号、数量、功率等)传给攻击编队。攻击编队接受引导后降低飞行高度低空进入目标区,在攻击编队发起攻击前0～4分钟,电子干扰飞机对敌实施干扰,压制敌防空兵器或发射反辐射导弹摧毁敌岸基防空雷达,掩护攻击机进行突击。电子战兵力在掩护突击时,视情可采取远距干扰和伴随干扰两种方式[2]。在对陆基等平台稳定性高、防空武器射程远时通常采取伴随干扰方式,与攻击机协同动作提高生存率和突防率。攻击编队距目标一定距离(取决于敌地空导弹或武器射程)时,突然跃升至空对地导弹发射高度,机载火控雷达开机再次锁定目标,发射空对地导弹后火控雷达关机并低空返航。随着未来攻击机航电系统综合一体化,攻击机将具备一定的电子压制和打击能力,可同时遂行电磁压制任务,并将电磁压制伴随整个攻击过程[3]。战法如图1所示。

图1 航母编队对岸进攻战法示意图

3 电子干扰飞机空域配置基本要求

电子干扰飞机是携带电子干扰设备对敌雷达和通信系统进行干扰的军用飞机。明确电子干扰飞机的任务是研究其空域配置的前提。信息化条件下海上进攻作战是“由兼容的打击组成的利剑”,也是诸兵种实施的联合进攻作战行动[4]。电子干扰飞机与预警机、攻击机结合起来,是对敌进攻作战的重要力量,其任务是使敌方空防体系失效,掩护己方飞机顺利执行攻击任务。

因此,电子干扰飞机的空域配置必须满足以下基本要求[5]:

1) 前出距离需考虑电子干扰飞机的留空时间;

2) 空域配置需兼顾对预警机、攻击机和防空哨戒舰等前出兵力的掩护;

3) 前出距离能为编队提供一定的防御纵深;

4) 电子干扰飞机的作战行动空域应在预警机(或防空哨戒舰)的指挥引导范围内。

航母编队兵力配置需要确定参考的基准点,而该基准点与编队状态有关。如果航母编队在航渡中,则其相对基准点是航母;如果航母编队在综合作战区,则相对基准点为综合作战区的圆心。电子干扰飞机的空域配置,用相对于基准点的前出距离、方位和巡航高度三个要素描述[6]。其中,方位以编队的威胁轴为基准,威胁轴的确定方法在很多文献中已有讨论,在此不再赘述;巡航高度指电子干扰飞机在执行巡逻任务时,选定的适宜于远距离或长时间飞行的高度。本文重点讨论电子干扰飞机前出相对于基准点的距离和实施干扰时的航路。

4 电子干扰飞机前出距离计算方法[5～7]

4.1 取值区间计算

电子干扰飞机空域配置的基本要求1)～3),实际是约束电子干扰飞机的前出距离。根据基本要求1),从电子干扰飞机的留空时间因素考虑,电子干扰飞机前出的最大距离为

S电子干扰飞机=v电子干扰飞机(t电子干扰续航-t电子干扰储备

-t巡逻和作战)/2

(1)

其中,S电子干扰飞机为电子干扰飞机在保证巡逻时间的前提下,远离基准点的最大距离;t电子干扰续航为电子干扰飞机续航时间;t电子干扰储备为电子干扰飞机储备时间;t巡逻和作战为上级需求的电子干扰飞机巡逻和作战时间;v电子干扰飞机为电子干扰飞机巡航速度。

电子干扰飞机的前出距离取值区间为(0,S电子干扰飞机)。根据基本要求2),需要对前出兵力提供掩护。

4.2 电子干扰飞机在预警机引导下前出距离计算

4.2.1 预警机不后撤

当预警机发现敌地面警戒雷达后依然在巡逻空域巡航,不后撤,电子干扰飞机前出迎敌,如图2所示。可以描述为:当预警机在A点巡航时发现了敌地面警戒雷达在D点,AD之间的距离为预警机的探测距离。经识别确认是敌地面警戒雷达后,向编队发出警报,该过程持续时间为t1;然后预警机指挥引导位于B点的电子干扰飞机前出迎敌,占领攻击阵位C点,该过程持续时间为t2;在敌地面警戒雷达位于我电子干扰飞机最大有效干扰范围时实施干扰,此时我电子干扰飞机位于C点;AD之间的距离应大于敌地空导弹的最大有效射程,即在敌地面对预警机使用武器之前,电子干扰飞机对敌地面至少完成一次干扰。

图2 电子干扰飞机在预警机引导下实施雷达干扰过程图(预警机不后撤)

得出以下关系式:

t总=t1+t2

(2)

D探测=D预电+DBC+D我电干

(3)

D探测>D敌地空

(4)

DBC

(5)

D预电>D故地空-D我电干-DBC

(6)

其中,DBC为电子干扰飞机前出迎敌距离,根据电子干扰飞机的留空时间选择;D探测为预警机的探测距离,事实上当威胁对象(飞机、水面舰艇、导弹或固定目标)不同时,探测距离有明显的差异,因此该参数需根据威胁对象确定,本文仅以敌地面警戒雷达作为威胁对象;D我电干为我电子干扰飞机最大有效干扰距离;D敌地空为敌地空导弹最大有效射程;D预电为电子干扰飞机阵位与预警机阵位之间的水平距离(为正时,表明电子干扰飞机前出距离比预警机大;反之,表明电子干扰飞机前出距离比预警机小)。

4.2.2 预警机后撤

当预警机发现敌地面警戒雷达后迅速后撤,并指挥引导电子干扰飞机前出迎敌,如图3所示。可以描述为:预警机在A点巡航时发现了敌地面警戒雷达在D点,AD之间的距离为预警机的探测距离。经识别确认是敌地面警戒雷达后,向编队发出警报,该过程持续时间为t1;然后预警机开始后撤,同时指挥引导位于B点的电子干扰飞机前出迎敌,占领攻击阵位C点,该过程持续时间为t2,此时预警机后撤到E点;DE之间的距离应大于敌地空导弹的最大有效射程,即在敌地面对预警机使用武器之前,电子干扰飞机对敌地面至少完成一次干扰。

图3 电子干扰飞机在预警机引导下实施雷达干扰过程图(预警机后撤)

得出以下关系式:

t总=t1+t2

(7)

D探测=D预电+DBC+D我电干

(8)

D探测+DAE>D敌地空

(9)

DBC

(10)

D预电

(11)

D预电>D敌地空-D我电干-DBC-DAE

(12)

其中,D预推引为预警机对电子干扰飞机的指挥引导范围。

这样,可以得出电子干扰飞机阵位与预警机阵位之间的水平距离,在限定了电子干扰飞机的前出距离后,预警机前出的最大距离由此可以确定。如果预警机的前出距离需要增加,电子干扰飞机为了能对其掩护需要适当的减少巡逻和作战时间,以增加自身的前出距离。

4.3 计算分析结论

综上所述,可以确定为了掩护预警机、攻击机和防空哨戒舰等前出兵力,电子干扰飞机可前出的距离为D掩护。这样也就确定了电子干扰飞机可以前出的最大距离:Dmax=min{S电子干扰飞机,D掩护}。

可以看出,电子干扰飞机的巡逻时间需求约束了电子干扰飞机可以前出的距离。为了得到电子干扰飞机的掩护,电子干扰飞机的前出距离又约束了预警机、攻击机和防空哨戒舰等前出兵力的最大前出距离。因此,电子干扰飞机的前出距离实质上是在电子干扰飞机的巡逻和作战时间需求、预警机、攻击机和防空哨戒舰等前出兵力的前出距离之间进行平衡。

5 电子干扰飞机实施干扰航路分析

电子干扰飞机随飞行编队前出一定距离实施干扰时,不是固定在一个点上,而是根据自身和目标的战技特性按照一定航路飞行,以此增强对目标的干扰效果和提高己方飞机的生存概率。由于机载电子干扰设备装载机身的位置不同,再加上干扰波束覆盖范围受到装备自身技术性能的限制,干扰波束并不能水平覆盖机身360°范围。而干扰波束覆盖机身位置的不同会对电子干扰飞机实施干扰时的飞行航线选择产生重要影响,通常有以下几种情况[8]:

5.1 干扰波束覆盖机身左右两侧情况

如图4所示:一架电子干扰飞机和两架攻击机组成混合编队,编队的电子干扰飞机配置在攻击机群飞行序列的适当位置,与攻击机群一起编队飞行,当到达敌火力射程范围(图中圆形实线)外沿分开,专用电子干扰飞机实施远距离干扰,攻击机群在电子干扰飞机的掩护下对目标实施突击,由于干扰波束覆盖机身的两侧,因此电子干扰飞机的航线在目标方向呈横向跑道型。

图4 干扰波束覆盖机身左右两侧干扰示意图

5.2 干扰波束覆盖机头和机尾情况

如图5所示:由于干扰波束位于电子干扰飞机的头部和尾部,因此电子干扰飞机在干扰时,只能以机头或机尾对准雷达实施干扰,此种情形电子干扰飞机的航线相对目标方向呈纵向跑道型。

图5 干扰波束覆盖机头和机尾干扰示意图

干扰波束覆盖机头和机尾的另外的一种干扰方法如图6所示,一架电子干扰飞机和两架攻击机组成混合编队,编队的电子干扰飞机配置在攻击机群飞行序列的适当位置与攻击机群一起编队飞行,当到达敌火力射程范围(图中圆形实线)外沿分开,专用电子干扰飞机实施远距离干扰,攻击机群沿虚线曲线所示对目标进行突击,在攻击机群完成战斗任务后,电子干扰飞机掩护攻击机群随编队一起返回。

图6 混合飞行编队随行干扰示意图

6 电子干扰飞机空域配置的评价指标

通过以上分析,结合对岸进攻作战中指挥员对突击行动的关切,可以总结出评价电子干扰飞机空域配置的指标如下:

1) 电子干扰飞机的前出距离和电子干扰飞机在巡逻和作战空域的执勤时间;

2) 威胁方向上是否能掩护预警机、攻击机和防空哨戒舰等前出兵力[9]。

7 实例分析计算

7.1 设定基本作战参数

预警机的战术技术性能如下:对舰船发现距离为360km,对地面警戒雷达发现距离为400km,对电子干扰飞机的指挥引导距离为320km,巡航高度为8000m,巡航速度为480km/h,续航时间为6h20min,转弯半径为8km。红方电子干扰机续航时间为3h,巡航速度为800km/h,转弯半径为800m,上级提出的巡逻和作战时间为2h,储备时间20min,空中待战时前出迎敌距离小于280km,最大有效干扰距离180km。红方发现敌机后,综合识别并发出警报时间为10s。蓝方地空导弹最大有效射程为300km、速度为4Ma(1Ma=1126km/h)。

7.2 计算电子干扰飞机的前出距离

由式(1)得S电子干扰飞机=300km,即电子干扰飞机前出距离的取值区间为(0,300)。

情况1:当预警机发现敌机后保持巡航不后撤,由式(2)～式(6)得D预电=-60km,D掩护=360km,此时,预警机前出距离的取值区间为(0,360)。电子干扰飞机的巡逻和作战空域与预警机的距离不能超过320km,否则预警机无法对电子干扰飞机实施指挥引导。

情况2:当预警机发现敌机后后撤,由式(7)～式(12)得D预电=-60km,D掩护=360km,DAE>168km,此时,预警机前出距离的取值区间为(0,360)。电子干扰飞机的巡逻和作战空域与预警机的距离不能超过320km,所以电子干扰飞机空中待战时前出迎敌距离小于212km,否则预警机无法对电子干扰飞机实施指挥引导。

8 结语

电子进攻系统是电子战飞机的重点研究方向,随着科学技术的不断发展和信息化程度的不断增强,电子干扰飞机的作用将更加突显,技术将更趋完善[10]。本文以电子干扰飞机任务为分析起点,明确了电子干扰飞机配置的基本要求,运用解析法确定了电子干扰飞机的前出距离,分析了干扰波束覆盖干扰飞机机身不同位置的情况下,干扰飞机支援干扰行动所采取的不同干扰方式,确定了电子干扰飞机作战空域的设置及行动方法,并通过实例进行分析计算,为电子干扰飞机空域配置提供了参考依据。

[1] 唐海燕,袁刚辉.EB-52H电子战攻击机——美空军重建独立电子进攻能力的标志[J].现代兵器,2005,33(8):22-24.

[2] 段垣丽,王春阳,朱正友.外军电子干扰装备及战法研究[J].飞航导弹,2011,5:37-41.

[3] 孙青,陶建锋,张宁.电子战技术的发展现状与趋势[J].航天电子对抗,2005,21(5):28-31.

[4] 杜一平.海上作战论[M].北京:军事科学出版社,2010:497-500.

[5] 沈治河,朴成日.航母编队在对空防御中歼击机空域配置方法[J].指挥信息系统与技术,2012,3(3):43-45.

[6] 徐圣良,吴晓锋,王振波,等.航母编队进入综合作战区后巡逻机阵位研究[J].舰船电子工程,2008,28(3):43-45.

[7] 沈治河,朴成日.航母编队在对空防御中预警机空域配置的方法[J].指挥控制与仿真,2012,34(6):14-17.

[8] 余立志,张新如,李传杰.干扰飞机多方式干扰警戒雷达效果仿真[J].雷达科学与技术,2013,11(3):251-254.

[9] 沈治河.舰艇警戒幕防空队形的最佳配置[J].海军大连舰艇学院学报,1993,16(3):9-12.

[10] 李朝荣,郭宝录,乐洪宇.电子战飞机的发展动向与分析[J].舰船电子工程,2009,29(3):32-36.

Disposition Method of Electronic Jamming Airplane in the Ground Attack of the Carrier Formation

LUO Jintao1,2JIN Jiawang1LIU Xiaodong1

(1. College of Electronics, Naval University of Engineering, Wuhan 430033)(2. No. 92730 Troops of PLA, Sanya 572016)

In a carrier formation, electronic jamming aircraft(EJA) is often sent to a centain airspace in order to improve the attack capabilities. In this paper, the basic requirementsfor airspace disposition of EJA are put forward on the basis of tasks of EJA, the forward-distanceis identified in a analytical method. In terms of the practicali ssues confronted by EJAsupporting jamming operation, this paper analyses multiple jamming modes of the EJA under the condition that the electromagnetic wave bunchiness covers different positions of the EJA’sairframe, and identifies the disposition method and action plan of EJA. The conclusion is calculated and analyzed through a typical example, which sheds light on the airspace disposition of EJA in the ground attack finally.

disposition, electronic jamming aircraft, aircraft carrier formation, airspace, ground attack

2014年7月8日,

2014年8月27日

罗金涛,男,硕士研究生,研究方向:海军电子对抗作战指挥辅助决策。金嘉旺,男,教授,研究方向:海军电子对抗作战指挥辅助决策。刘晓东,男,硕士,副教授,研究方向:海军信息对抗理论和运用。

E837

10.3969/j.issn1672-9730.2015.01.010