航母编队远程防空兵力配置方法∗

（海军大连舰艇学院舰船指挥系 大连 116018）

1 引言

对空防御一直是航母编队在作战中重点关注的问题，通常航母编队将兵力按照远、中、近进行配置以实现大纵深、多层次的防御体系，兵力配置是航母编队实施防空作战的前提和基础[1]。其中，远程防空兵力由预警机、歼击机、防空哨舰等兵力组成。

文献[2～4]通过总结航母编队预警机阵位确定原则，按先敌发射和敌抢先机建立了预警机阵位配置数学模型；文献[5]在对舰载战斗机执行航母防空作战任务问题进行描述的基础上，推导出了舰载战斗机巡逻阵位与拦截距离的关系；文献[6～9]针对防空哨戒舰所承担的作战任务，提出以打击距离和拦截效果两个方面来建立防空哨舰配置模型。以上文献基于防空作战分别对预警机、歼击机、防空哨舰等兵力的阵位配置进行了研究，不足之处在于：把预警机、歼击机、防空哨舰等兵力孤立对待，分别研究在防空作战中各自阵位的配置，没有从体系作战综合考虑远程防空兵力的配置问题。本文研究是在建立起三者关联的基础上，综合考虑远程防空兵力体系的配置问题。

2 航母编队远程防空兵力配置理论

研究航母编队远程防空兵力配置问题，关键在于梳理远程防空兵力在防空作战中担负的任务、配置制约因素及相互关系，这是远程防空兵力配置理论研究的逻辑起点，同时也是模型建立的依据。

2.1 航母编队远程防空兵力任务

预警机是为扩大航母编队对空预警的空中平台，其任务是：在指定空域内巡逻警戒，远距离发现、识别、跟踪空中目标，特别是低空和超低空来袭目标，为航母编队提供防空预警，为舰载歼击机远程拦截敌机提供指挥引导[2]。

防空哨舰是为扩大航母编队对空预警而前出的舰艇，通常由防空作战能力较强的战斗舰艇来担任，其任务是：在指定海域内巡逻警戒，远距离发现、识别、跟踪空中目标，侧重于中高空来袭目标（与预警机形成互补），对航母编队周围一定空域内的空中目标进行识别，在引导范围内指挥舰载战斗机前出拦截敌机[8]。

歼击机在航母编队防空作战中担任重要角色，其任务是：在指定空域内警戒飞行，发现敌机后迅速前出拦截以阻止其威胁航母编队，并掩护预警机、防空哨舰等远程预警兵力[5]。

2.2 航母编队远程防空兵力配置制约因素

通过对远程防空兵力任务的梳理，可以总结出远程防空兵力配置必须考虑以下制约因素：

1）预警机和防空哨舰前出能为航母编队提供一定的预警距离和预警扇面；

2）预警机和歼击机前出距离需要考虑自身的留空时间；

3）歼击机前出距离需要保证对敌机及时发起攻击，以阻止敌机对航母编队、预警机、防空哨舰使用武器；

4）歼击机的行动空域需要在预警机或防空哨舰的指挥引导范围内。

由此可以看出三者之间的关联：预警机和防空哨舰前出增大了航母编队对空预警，为歼击机前出拦截敌机提供反应时间和指挥引导；歼击机前出拦截敌机减轻航母编队中近程防空作战压力，并掩护预警机、防空哨舰等远程预警兵力。

2.3 航母编队远程防空兵力配置方法

航母编队兵力的配置需要确定参考的基准点，而这个基准点与编队的状态有关。如果航母编队在航渡中，相对基准点是航母；如果航母编队在综合作战区，相对基准点则是综合作战区的圆心。兵力配置用相对于基准点的前出距离和方位两个要素来描述[10]。根据航母编队防空作战特点，由里向外分别配置航母、近程防空兵力、中程防空兵力、远程防空兵力。根据作战区域划分，由里向外分别设置近程防空区、中程防空区、交叉识别区、远程防空区等[11]。按照威胁程度，远程防空兵力由里向外分别配置防空哨舰、预警机、歼击机，其中预警机和歼击机需要配置在交叉识别区之外，配置方位以编队的威胁轴为基准[12]，关于威胁轴的确定在很多文献中已有讨论，在此不再赘述。

防空哨舰和预警机为编队提供防空预警，歼击机为编队提供防空纵深，原则上预警距离和防空纵深越大越好。远程防空兵力前出后在巡逻线上往返航行，发挥探测性能和拦截优势，可为编队提供一定的预警和防御扇面角度。远程防空兵力前出距离、预警距离（防空纵深）、预警扇面角度（防御扇面角度）、探测距离（拦截距离）构成了三角函数关系。根据以上讨论，远程防空兵力配置需要综合考虑相对于基准点的前出距离、预警距离（防空纵深）、预警扇面角度（防御扇面角度）、巡逻线长度等影响因素。

3 航母编队远程防空兵力配置模型

3.1 前出距离确定

预警机和歼击机需要配置在交叉识别区之外，预警机和歼击机续航时间（tXH）、备份时间（tBF）、巡航速度（VJJJHS）是一定的，前出距离取决于巡逻时间（tXL）。

DQCJL为在保证巡逻时间的前提下，远离基准点的最大距离。

防空哨舰前出距离结合歼击机掩护来讨论。

3.2 预警距离确定

预警兵力前出后需要在一定长度的巡逻线上往返航行，该巡逻线与威胁轴垂直。为方便研究，以巡逻线远离基准点的长边进行讨论。

如图1所示，设直线OO′为巡逻线，垂直于威胁轴，图中两个圆分别是预警兵力在巡逻线两个端点O和O′的探测范围，这样扇面HMN则是预警兵力的预警扇面。

图1 预警兵力配置图

由图1可知，预警兵力提供的最大预警距离为

DYJ为预警兵力在威胁轴上提供的预警距离；DQC为预警兵力巡航时阵位相对于基准点的最大值；为巡逻线OO′的长度。

预警兵力的前出距离、巡逻线长度与提供的预警距离、预警扇面角度存在关系式：

φ为预警兵力提供的预警扇面角度，以基准点为圆心，以DYJ为半径。

当预警兵力在巡逻线上从O点航行到O′点，预警扇面边缘MH上的KH段依然在预警兵力的监视范围内，KH段长度即是航母编队所需的最小预警距离（DYJJL）。表达式为

通过以上讨论可以看出，预警兵力的前出距离约束了在威胁轴上能提供的预警距离，前出距离、预警距离和巡逻线长度决定了预警扇面角度。

3.3 掩护距离确定

歼击机前出后需要掩护预警机、防空哨舰等远程预警兵力，而歼击机作战又依赖于预警机提供的反应时间和指挥引导。当预警机前出距离确定后，预警距离和预警扇面角度按照三角函数关系变化，也必然对防空哨舰、歼击机前出距离形成约束。如图2所示，以H点为基准点，DHO为预警机前出距离，DHP为防空哨舰最大前出距离，DHQ为歼击机最小前出距离。从最不利情形来讨论，当敌机从A点开始突防，歼击机恰好在巡逻线的另一端点Q′，收到警报后立即返航到点Q，此时敌机航行至点B进入歼击机攻击距离内（DJJJGJ），歼击机在点Q发射空空导弹对敌机发起攻击，空空导弹在点C与敌机相遇。此时，要求OC两点之间的距离必须大于敌机对预警机攻击距离（DDKGJ），PC两点之间的距离必须大于敌机对防空哨舰攻击距离（DDJGJ），HA两点之间的距离则是航母编队所需的最小预警距离（DYJJL）。

图2 远程防空兵力前出距离

得出以下关系式：

歼击机提供的防御扇面角度（θ）为

4 实例仿真

首先设定基本作战参数。红方预警机对低空战斗机发现距离为400km，巡航速度480km/h，续航时间6h；防空哨舰对空探测距离300km；红方歼击机续航时间为3h20min，巡航速度为1000km/h，上级提出的巡逻时间为2h，备份时间20min，对敌机攻击距离为50km，空空导弹航速4Ma。蓝方战斗机巡航速度1000km/h，对预警机攻击距离为80km，对防空哨舰攻击距离为150km。

根据式（1）可以得出红方歼击机前出最大距离为500km。

根据式（2）～（7），进行仿真，当预警机前出距离分别为270km、280km、……、410km、420km时，预警距离与预警扇面角度对应关系如图3所示。预警机前出距离一定时，预警扇面角度随预警距离增大线性递减；预警扇面角度一定时，预警距离随预警机前出距离增大而增大。

图3 预警扇面角度随预警距离变化图

从关系式中可以看出，当预警机前出距离确定时，掩护预警兵力所需的预警距离取决于歼击机巡逻线长度。根据式（8）～（9），进行仿真，当预警机前出距离分别为270km、280km、……、410km、420km时，掩护预警兵力所需预警距离与歼击机巡逻线长度对应关系如图4所示。预警机前出距离一定时，掩护预警兵力所需预警距离与歼击机巡逻线长度呈线性增长；掩护预警兵力所需预警距离一定时，随着歼击机巡逻线长度增加，预警机前出距离不断减小。

图4 编队所需预警距离与歼击机巡逻线长度关系图

根据式（10）～（12），进行仿真，预警机前出距离与歼击机、防空哨舰前出距离对应关系如图5所示。歼击机、防空哨舰的最大前出距离随预警机前出距离呈线性增长。

根据式（13），进行仿真，当歼击机前出距离分别为310km、320km、……、450km、460km时，歼击机提供的防御扇面角度与歼击机巡逻线长度对应关系如图6所示。当歼击机前出距离一定时，歼击机提供的防御扇面角度与歼击机巡逻线长度基本呈线性增长；当歼击机提供的防御扇面角度一定时，歼击机巡逻线长度随着歼击机前出距离增大而增大。

图5 歼击机和防空哨舰前出距离随预警机前出距离变化图

图6 歼击机防御扇面角度随巡逻线长度变化图

5 结语

本文提供了航母编队远程防空兵力配置方法。远程防空兵力的配置是航母编队遂行防空作战的重要环节，本文通过梳理远程防空兵力之间配置的制约因素及相互关系，着眼于体系作战，建立了远程防空兵力配置模型。通过实例，分析了模型中有关参数对远程防空兵力配置的影响。这些工作为航母编队远程防空兵力的配置提供了定量的理论方法。