卫 鑫 姜 宁
(1.海军大连舰艇学院 大连 116018)(2.中国人民解放军91550部队 大连 116023)
随着新型反舰导弹技术性能的日益提高,舰艇防空反导领域的对抗愈加激烈,箔条冲淡干扰作为舰载无源干扰的重要手段,越来越受到人们的重视,技术也日趋成熟[1]。然而,由于冲淡干扰实施的时机不易掌握,导致训练和演习中对抗新型反舰导弹的效果一般。因此,研究探讨冲淡干扰实施的时机和布设方式,提高冲淡干扰对抗效能,是非常有必要的。
冲淡干扰,是指敌反舰导弹末制导雷达开机前,由被攻击舰艇向本舰周围发射若干干扰弹,形成多个假目标,使敌反舰导弹末制导雷达开机搜索时首先跟踪假目标,以“冲淡”其对目标舰艇捕捉概率,从而达到保护本舰的目的[2]。
根据冲淡干扰的战术特点,诱饵必须在末制导雷达开机前发射并有效形成。干扰实施过早,受风向、舰艇机动以及箔条留空时间的影响,可能无法有效保护我方舰艇;冲淡干扰实施过迟,末制导雷达已经跟踪上目标,则失去干扰的意义[3]。准确把握干扰弹的发射时机是决定冲淡干扰成败的关键。
影响冲淡干扰效果的主要有以下几个方面:
1)来袭导弹的方位和速度;
2)末制导雷达的开机距离;
3)导弹自控终点的散布、方位搜索和距离波门的初位置[4];
4)我方无源干扰设备的反应时间;
5)风向、风速等气象参数;
6)舰艇的航向、航速。
其中我方舰艇的航向、航速、无源干扰设备的反应时间以及风向、风速可以掌握,而敌方导弹的来向、发射时机及末制导雷达的开锁时间在实战中则很难准确把握。可以利用本舰雷达对反舰导弹运动航迹的实时观测数据,来建立箔条冲淡干扰的发射时机模型。
设舰载雷达发现反舰导弹时的距离为Rt,导弹相对于我舰的飞行速度为Vm,干扰弹发射系统的反应时间、冲淡申请及指控批复时间、干扰弹飞行时间与展开成箔条干扰云的时间总和记为tc,则冲淡干扰的最早有效时间为:
设反舰导弹末制导雷达开锁时距离我舰的距离为Ron,则冲淡干扰的最迟有效时间tcmin理论上应该在末制导雷达开锁前,取:
由于敌方末制导雷达开锁距离Ron未知,因此tcmin无法确定,为了有效地实施冲淡干扰,根据箔条弹的滞空时间tc0,按以下方法选取最迟有效时间tcmin:
其中,ΔRmin为末制导雷达的距离分辨率[5]。
易知,当选取的冲淡干扰发射时机t∈[tcmin,tcmax],若末制导雷达还没开锁,则选取的冲淡干扰发射时机有效。若末制导雷达已开机,则可使用有源干扰机对末制导雷达实施压制干扰,通过缩小末制导雷达的探测暴露区来配合冲淡干扰的实施[6]。当发射的冲淡箔条弹已展开形成箔条云后,关闭有源干扰机。
把握好实施冲淡干扰的时机,关键是掌握敌方导弹发射时机及末制导雷达的开锁时间。然而,在海战中敌方掌握有发射导弹的主动权,防御方很难确定来袭导弹的发射时刻、制导类型等参数,但是可以通过分析反舰导弹的战斗过程来确定实施干扰的时机。
一般来讲,反舰导弹的战斗过程可以分为以下阶段:预警探测阶段(发现目标)、战术决策阶段(选择目标);导弹发射、自控飞行阶段;自导飞行阶段。根据导弹发射各阶段的特点,利用发射导弹前的征兆以及末制导雷达开机搜捕规律,来引导发射冲淡诱饵。通过舰载电子侦查、雷达设备观测以及上级指挥引导,判断敌反舰导弹所处战斗阶段,从而确定实施的时机,制定干扰方案[7]。
具体各阶段的对策如下:
1)敌导弹发射阶段,利用舰载对空警戒雷达掌握导弹发射时机,确定冲淡干扰实施时机。
(1)敌飞机、舰艇向舰艇逼近并稳定航向时。这说明飞机、舰艇上的导弹攻击雷达已经锁定了目标,并准备发射导弹,根据干扰云留空时间和飞机的距离,视情发射干扰弹。
(2)敌空中目标弹机分离。飞机发射反舰导弹后撤出战斗,明显是导弹已经发射,末制导雷达即将开机,应立即准备实施冲淡干扰。
(3)敌空中目标在其反舰导弹的有效攻击距离内转向远离。这种情况和前一种情况一样,只是没有探测到弹机分离的现象。应按导弹已经发射的情况对待。
2)敌导弹自控飞行阶段,利用舰载对空警戒雷达或其它探测设备在较远距离上发现来袭导弹,引导发射冲淡干扰。
如发现快速小目标向本舰飞行,判明是导弹来袭,应根据发现距离及导弹飞行速度判断,发射冲淡干扰弹。考虑到冲淡干扰发射准备时间、箔条弹飞行时间、形成时间,若敌方导弹距离我舰艇小于23 km时,不进行冲淡干扰[8]。
3)敌导弹自导飞行阶段,末制导雷达已经开机并跟踪上目标,已经错过了冲淡实施的最有利时机。可利用舰载有源干扰破坏末制导雷达的跟踪状态,使其重新进入搜索状态而错捕跟踪冲淡诱饵。这种复合式干扰成功的关键是有源干扰的有效,无源冲淡诱饵的布放时机必须合适,有源和无源干扰的协同配合协调一致,实施难度较大。
为了使反舰导弹末制导雷达开机时能优先搜索到假目标,并且尽可能使舰艇处于假目标干扰云中间,冲淡干扰的布设方向和位置至关重要。常用的冲淡布设方式有:舰艇轴对称“冲4”、舰艇轴对称“冲2”、导弹轴对称“冲4”、导弹轴对称“冲2”等。
传统的冲淡干扰布设不考虑导弹的来袭方向,以本舰为中心,以舰艇艏艉线为轴线,在本舰±45°、±135°方向均匀地布设假目标干扰云(通常为4个),假目标对称分布在舰船艏艉轴线两侧,如图1所示。
采用舰艇轴对称“冲4”布设方法,操作简单,系统响应速度快[9]。当战场态势危急时,对来袭导弹的搜索规律不了解时,为节省时间,可采用此种布设方式。
舰艇轴对称“冲4”布设方法没有考虑导弹的来袭方向,很可能在导弹来袭方向上,舰艇并没有受到假目标的有效保护,从而使舰艇处于“首当其冲”的危险境地,大大降低了冲淡干扰效果。
如图2所示的舰艇轴对称“冲4”干扰态势中,诱饵A、C可以有效形成干扰,而诱饵D已处于地方导弹末制导雷达搜索远界之外,不能起到干扰效果。
对来袭导弹而言,诱饵B与我舰处于同一距离区域上,而方位角相差不大,某些类型的导弹将会在小区域内先进行选大,即选择反射面积大的目标(我舰)作为一个目标参与二次选择。在此种干扰态势下,相当于诱饵B及D都未起到干扰效果,我舰船被捕捉的概率为1/3,远高于期望的1/5,干扰效果大打折扣。因此,在实际使用中,常采用导弹轴对称取代舰艇轴对称方式[10]。
当确定导弹来袭方向时,为避免软、硬武器电磁不兼容,提高冲淡干扰效果,采用导弹轴对称“冲4”布设方式,如图3所示。
4个诱饵假目标分布以± 45°、± 135°对称地分布在导弹来袭方向轴线两侧,这样不管末制导雷达采用何种搜索方式,都能确保首先搜索到冲淡诱饵而跟踪假目标。一般在情况不太紧急、预警时间充裕、系统响应速度可以满足作战要求的情况下,舰船第一次发射冲淡干扰时,可采用导弹轴对称“冲4”这种样式。
实战中,为了保证冲淡诱饵假目标包围真目标的态势保持得越长越好。为也可以采用首发“冲4”、补发“冲2”的原则。补充发射的时机间隔(周期),由舰艇的航速、航向,当时的风向、风速,箔条诱饵假目标的留空时间等要素确定。
新型反舰导弹普遍具有较强的目标搜捕能力,在装订的搜索区内,根据目标的RCS信息,具有大、小两种捕获模式;根据目标距离信息,具有远、近两种捕获模式;根据目标角度信息,具有左、中、右、航控电压最小等四种捕获模式[11]。
由于冲淡干扰弹形成干扰云RCS远小于舰艇RCS,当反舰导弹装订“选大”模式时,常规的冲淡干扰布设方式将无法对反舰导弹实施有效干扰。在导弹轴对称“冲4”布设方法基础上通过对舰艇前方进行增射箔条弹的方法,扩大该位置箔条云的RCS,使其大于舰艇的RCS,从而形成有效的冲淡干扰态势。如图4所示。
防空反导作战中,软、硬武器的的电磁互扰将严重影响了反导的综合效果,因此必须考虑各类武器间的电磁兼容问题。下面仅从作战使用的角度出发,分析冲淡干扰和舰空导弹在频域、时域、空域上的电磁兼容性。
舰载电子战系统侦察设备工作频段通常为2GHz~18GHz,箔条弹干扰频段为 7GHz~18GHz。舰空导弹武器系统目标指示雷达频段为2GHz~4GHz、跟踪雷达频段通常为12GHz~18GHz、导弹遥控指令发射装置频段通常为10GHz~15GHz、发射频段为15GHz~18GHz。
由此可见,无源干扰频段除了与目标指示雷达频段兼容外,与舰空导弹武器系统其它设备的工作频段都不兼容。
冲淡干扰作用的时机是在导弹末制导雷达开机前,导弹末制导雷达开机距离通常为6km~22km,因此冲淡干扰的时机通常在8km~24km左右。近程防空武器通常在距离我舰25 km左右发现目标,15km左右稳定跟踪,10km左右实施打击。
由以上分析可知,通常情况下,冲淡干扰与舰空导弹在时域上不兼容。新型中远程反舰导弹射程较远,雷达开机距离在60km以上,当舰艇通过预警机、上级指挥所掌握来袭导弹目标指示的情况下,在远离我舰位置实施冲淡干扰,与舰空导弹在时域上是兼容的[12]。
舰空导弹武器系统接收目标指示后,跟踪雷达或红外跟踪器搜索并稳定跟踪,直至发射导弹将目标摧毁。在此期间,跟踪雷达或红外跟踪器始终对准来袭的空中目标。
冲淡干扰方式通常布设4个诱饵假目标与导弹来袭方向成45°和135°夹角,干扰弹不在跟踪雷达天线波束内,因此通常情况下,冲淡干扰与舰空导弹在在空域上是兼容的。不过,在目标指示不精确的情况下,跟踪雷达要在距离、俯仰上搜索,箔条云有可能被捕捉到,这时二者可能存在不兼容问题。
综上所述,在预警距离较远、掌握来袭导弹制导体制的情况下,可通过计算合理选择布设时机,实施冲淡干扰;在单舰防空作战状况下,预警距离较近、对来袭导弹制导体制和抗干扰措施不明时,不进行冲淡干扰,只进行舰空导弹抗击。
针对冲淡干扰在单舰反导作战中的战术使用时机、布设方式和软硬武器电磁兼容性进行了定性分析和探讨,提出了实施的方法和建议,为提高冲淡干扰效果提供重要的参考。
[1]姜宁.舰艇编队无源干扰作战使用问题的探讨[J].航天电子对抗,2000(1):38-39.
[2]胡生亮,金嘉旺,林龙.单舰反导的冲淡干扰效果评估方法及模型研究[J].战术导弹技术,2007(4):51-52.
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[5]蔡雪芳,张强.编队协同反导的冲淡干扰决策研究.[J]. 舰船电子工程,2013,33(5):40.
[6]丁军辉,邹铁军,杜江.舰艇冲淡干扰效果评估模型研究.[J].舰船电子对抗,2005,28(5):11-12.
[7]刘维国,池晓春,赵鹤群.对反舰导弹实施冲淡式干扰试验方法[J].舰船电子对抗,2008,31(1):45.
[8]陈奇,姜宁,吕明山等.基于效能的海军演习效果评估方法及关键技术[J].系统工程与电子技术,2013,35(6):1227.
[9]胡生亮,林龙.反舰导弹末制导参数对箔条冲淡干扰效果影响分析[J].舰船科学技术,2007,29(3):100.
[10]夏雄志,金嘉旺,胡生亮.舰艇编队箔条冲淡干扰效果研究建模与仿真[J].舰船电子工程,2007,27(4):43-44.
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[12]王睿,姜宁,陈奇.基于训练效果评估需求的战场电磁环境复杂度研究[J].舰船电子工程,2015,38(4):91-92.