罗木生,张 毅,王培源
(海军航空大学,山东 烟台 264001)
在岛礁夺控等濒海海域作战中,使用空舰导弹打击岛礁区水面舰艇目标就是一项重要任务。然而,岛礁的存在严重影响空舰导弹的作战使用,制约其对水面舰艇目标的打击效果。因此,剖析岛礁影响机理,研究并提出降低或消除岛礁对空舰导弹作战影响的应对措施具有重要的意义。
围绕对舰打击作战的相关研究较丰富。重点开展了多平台协同导弹攻击[1-2]、反舰导弹射击方式方法[3-4]、攻击航路规划[5]、巡航高度确定[6]、末端搜索攻击方法[7]和提高突防效果手段措施[8]等方面的研究。这些成果主要针对开阔海域,但为打击岛礁环境水面目标提供了借鉴。针对岛礁区环境,侧重在反舰导弹搜捕能力影响因素[9]、捕捉判定方法[10]与搜捕概率[11]的研究,这些定量研究成果有助于分析岛礁环境对空舰导弹作战的影响,为研究和提出应对岛礁影响的技战术措施奠定了基础。
岛礁海域水深较浅,通常星罗棋布地分布着大小、形状和地貌各异的岛屿、礁石。若靠近繁忙的国际航道或靠近大陆,岛礁海域将有较多的渔船、商业运输船只经过。在具有重要军事价值的岛礁上,可能建有对空、对海预警探测的雷达系统,甚至部署有对空防御的武器系统,如地空导弹武器系统等。
为了降低被发现概率和提高突防能力,空舰导弹巡航飞行时,其高度较低,通常在20 m~50 m 左右;当与目标距离小于一定值时,空舰导弹将进一步降高至5 m~20 m,甚至可低至3 m。而略微较大的岛礁,其高度都将超过5 m,甚至可超过100 m,给空舰导弹的使用带来严重的影响。
因此,为避免与岛礁碰撞、提高飞行安全,在规划空舰导弹打击方案时,要确保航路不经过岛礁。考虑到空舰导弹自控飞行存在一定误差,应使得航路附近一定距离范围内没有岛礁。
空舰导弹导引头开机搜索目标时,是根据目标的红外、雷达回波等特征来判断是否存在目标。当岛礁的特征与水面舰艇目标类似,或者远大于水面舰艇目标的特征,都可能导致空舰导弹不能将水面舰艇从岛礁背景特征中判识出来。
尤其是对于雷达导引头的空舰导弹,若水面舰艇目标靠近岛礁至一定距离,将出现岛礁、水面舰艇两者的回波出现粘连重合,导致无法判识出水面舰艇目标;若岛礁的雷达回波较强,甚至可能湮没水面舰艇的回波,也同样无法搜索、判识出水面舰艇目标。
当空舰导弹导引头搜索到多个目标时,需根据一定规则进行目标选择。若岛礁与水面舰艇目标均在搜索范围内,且均判为目标,那么导弹发射前设定的目标选择规则就非常重要。
考虑到水面舰艇的机动,其与岛礁的相对位置将发生变化,两者的目标特征也将因其与空舰导弹的相对位置、方位而发生变化,导致难以根据设定的目标选择规则正确的选中预定的水面舰艇目标进行打击。尤其是岛礁数量较多时,能够正确选中预定水面舰艇目标的难度较大。
在空舰导弹作战中,通常力图实现对目标隐蔽突然的打击,从而缩短对方预警时间。由于地球曲率的限制,水面舰艇对掠海飞行空舰导弹的探测距离有限、预警时间较短。但若岛礁上部署了对空预警探测系统,其雷达部署位置较高,可以发现更远距离的目标,可为水面舰艇提供更长的预警时间。
根据理论视距计算公式,即
式中,D视距表示理论视距的最大值,km;h空舰弹表示空舰导弹的飞行高度,m;H雷达表示雷达的高度,m。
显然,当雷达高度越高,其理论视距越远。假设空舰导弹飞行速度0.9 MHz,水面舰艇舰载雷达高10 m、岸基雷达高100 m,则可得出两者对不同飞行高度空舰导弹的视距与预警时间,如表1 所示。
表1 舰载雷达与岸基雷达理论视距和预警时间
可见,在岛礁上对空预警探测系统的信息支援下,对空舰导弹的预警时间将增加一倍左右,尤其是对于飞行高度较低的空舰导弹。
水面舰艇发现来袭空舰导弹后,通常可用舰空导弹、舰炮等对空防御系统实施抗击。由于水面舰艇发现来袭目标的距离较近、预警时间较短,考虑到对空防御系统反应时间、舰空导弹飞行时间、拦截效果评估时间等,水面舰艇真正能实施抗击的次数有限,成功拦截的概率不高。
当岛礁上部署了地空导弹等对空防御系统,其不仅可以为水面舰艇提供较长的预警时间,同时也可为其提供火力支援,可在更远的距离上拦截来袭导弹,拓展了水面舰艇的防御纵深,增加了抗击次数,增大了空舰导弹的突防难度。
立足当前空舰导弹武器系统,从战术层面研究对策、采取有效措施,可降低或消除岛礁复杂环境的影响,提高空舰导弹打击能力。
空舰导弹射击前,通常可以对搜索航向、开机距离、搜索扇面角、搜索区远界与近界等参数进行设定。根据岛礁与水面舰艇目标相对位置,优化设置空舰导弹射击参数,将岛礁排除在搜索区之外,或使得导引头首先搜索和锁定水面舰艇目标,从而降低甚至是消除岛礁的影响。
例如,尽量使得搜索航向与海岸线平行以减小岛礁、岛岸的影响,如图1 所示。确保空舰导弹导引头开机后,能够探测并发现岛礁附近的水面舰艇目标(图中的E1),而不至于受岛礁的影响。
图1 平行岛礁搜索示意图
空舰导弹攻击过程中,岛岸、岛礁虽然可以为水面舰艇目标提供掩护,增大空舰导弹攻击的难度。但另一方面,若空舰导弹采用越岛攻击方式,则可利用岛岸、岛礁作掩护,提高导弹的战场生存能力和突防概率,增强打击的隐蔽性和突然性[12]。
越岛攻击时,需要合理设置空舰导弹的飞行航路。如图2 所示,在岛礁上空设置一个航路点P2,使得空舰导弹沿着航路点P1、P2、P3飞行。但应注意:必须使得P2航路点的高度超过岛屿高程与巡航高度之和,而P1、P3航路点的高度设置为巡航高度;航路点P1、P2、P3在垂直面上所形成的夹角,应满足空舰导弹在垂直方向转弯半径的要求,从而确保空舰导弹能够成功越过岛礁而不会与岛礁相撞。
显然,采用越岛攻击方式,要求空舰导弹具备沿着航路点高程的变化而机动飞行的能力。
岛礁、岛岸对雷达制导的空舰导弹有较大影响,而对于红外制导的空舰导弹,其影响将降低,尤其是采用红外成像导引头的空舰导弹,以及“人在回路”的红外制导空舰导弹,可显著提高对岛礁附近水面舰艇目标的打击能力。
图2 越岛攻击航路示意图
考虑到水面舰艇目标的抗击及其可能实施的电子干扰,可采取多弹协同[13-14]攻击方式实施打击。即:在雷达制导的空舰导弹攻击参数优化设置的基础上,与红外制导的空舰导弹协同使用[15],从两个甚至更多的方向[16]同时对岛礁附近的水面舰艇目标实施打击,从而克服岛礁影响、提高打击效果。
为了对抗岛礁上的对空预警探测体系,使其难以及时发现空舰导弹及其发射平台;同时,为压缩岛礁上防空系统和水面舰艇防空系统的防御范围,在实施空舰导弹攻击过程中,综合运用电子干扰手段,实施有源干扰、播撒箔条干扰走廊等方式,提高对岛礁目标的打击能力。
在综合运用电子干扰时,应特别注意其使用时机和干扰阵位的选择。应避免电子干扰对空舰导弹搜索目标产生影响,也应避免对空舰导弹载机或引导兵力产生影响。另一方面,在空舰导弹攻击方向上、敌防空火力射程外设置干扰阵位,可有效提高干扰效果,掩护空舰导弹的突防。
战术措施是依托当前装备即可实施,通常可以降低岛礁的影响;而技术措施,是通过运用新的技术手段,改善或提升空舰导弹本身的性能,可消除岛礁的影响,从根本上解决空舰导弹打击岛礁海域水面舰艇目标存在的难题。
对于雷达制导空舰导弹,难以从岛岸、岛礁反射的雷达回波中辨识出水面舰艇目标。因此,一方面,通过采用极化捷变等技术,提高空舰导弹末制导雷达的距离分辨率和角度分辨率,即使水面舰艇相距岛礁较近,也能够将其从复杂雷达回波中分辨出来,从而奠定目标选择的基础。另一方面,采用相参体制等技术,将静止物体的雷达回波抑制[17]或过滤,使空舰导弹导引头能够将移动的水面舰艇目标从杂波中提取出来,从而消除岛岸、岛礁的影响。
此外,通过数据分析处理手段,提取水面舰艇目标的雷达回波特征,以及岛礁、岛岸的雷达回波特征,并将这些特征数据保存到雷达回波特征数据库中。当空舰导弹接收到回波后,与数据库中的特征进行比对,从而识别并分辨出水面舰艇目标。若能够针对每一型水面舰艇,提取其雷达回波特征,则空舰导弹还能从群目标中辨识中指定型号的水面舰艇目标进行打击。
空舰导弹的导引头主要有雷达、红外和光电等3 种,其各有特点[18]。主动雷达导引头虽然难以从岛礁背景中辨识水面舰艇目标,但其受云雨雾影响小、作用距离较远。红外成像导引头可以获取岛礁、水面舰艇目标的红外图像,通过红外图像的比对,将预定目标从图像中辨识出来,并且还能够通过算法智能地选择目标的薄弱位置作为打击点;但其作用距离较近,容易受云雨雾的影响。光电导引头作用距离近,也受烟雾的影响,但其成像精度高,且具有对角反射体、箔条云和舷外有源干扰等雷达干扰源不成像的特点,能够在主动雷达导引头受干扰时搜索、识别、跟踪水面舰艇目标。
因此,综合采用上述2 种或3 种模式构成空舰导弹的复合导引头[19],发挥不同末制导模式的优点、弥补各自的不足,则可有效提高空舰导弹对岛礁附近水面舰艇目标的打击能力。
类似于对陆打击巡航导弹的地形匹配技术,探索和研制海上的地形匹配技术,用于空舰导弹的制导。此技术是将航路上的岛礁、岛岸等地貌数据存储在空舰导弹上,通过比对确认岛礁、岛岸的位置,从而将其影响抑制或消除[20]。运用此项技术,空舰导弹不仅可以打击岛岸、岛礁附近的水面舰艇目标,还可以岛礁区、岛礁群中的水面舰艇目标,以及港内停靠的水面舰艇目标,甚至是岛礁陆上目标。此外,还可以规避航路上的岛礁,也可以利用岛礁作掩护实施隐蔽突然的打击。但该技术需要预先获取作战区域的地形地貌数据,并对弹上计算能力有较高要求。
空舰导弹作为空中打击水面舰艇的利器,将在未来海战场上发挥越来越重要的作用。面对岛礁环境对空舰导弹作战使用带来的挑战,一方面,必须立足空舰导弹武器系统的显示状态研究对策;另一方面,还应探索和运用新的技术,改进和提升空舰导弹的作战能力,消除岛礁的影响。最终,使得空舰导弹能够适应各种海战场环境下作战使用的需求。