单舰防空反导综合作战效能评估

刘艳平

（ 91404部队，河北秦皇岛 066000）

水面舰艇是当代海军的主要作战平台，水面舰艇及编队的作战能力代表着国家的海军实力。水面舰艇作战任务包括对海打击、对空防御、水下反潜等。对空防御能力也称为防空反导能力，它是水面舰艇对空作战的必备能力，一旦丧失，再精尖先进的水面舰艇也会沦为被敌攻击的靶船。目前，对水面舰艇防空反导综合作战能力评估方法有专家咨询法、层次分析法等，这些方法很大程度上掺杂了考核人员的主观因素，因而存在不准确性。为此，本文提出基于概率学的分类综合评价法，从量化的角度为单舰防空反导综合作战效能评估和作战应用方法优劣评价，提供1种新思路。

1 反导武器系统分析

水面舰艇的对空作战系统主要由警戒探测系统、电子对抗系统、舰炮武器系统和舰空导弹武器系统等组成。其中：警戒探测系统包括警戒雷达、红外警戒设备；电子对抗系统包括雷达侦察告警设备、箔条/红外干扰弹发射装置等；舰炮武器系统包括舰炮武器、舰炮火控系统等；舰空导弹武器系统包括武控系统、发控设备和发射装置等。水面舰艇对空作战系统组成，如图1所示。

图1 水面舰艇对空作战系统Fig.1 Anti-air warfare system for surface ship

在防空反导中，警戒探测系统和电子对抗系统中的雷达侦察告警设备主要用于发现和跟踪目标，为武器端的作战运用提供指示引导。用于防空反导的武器主要是电子对抗系统、舰空导弹武器系统和舰炮武器系统。通过“软硬”武器配合——先以无源干扰进行“软”抗击，再以导弹、主炮进行“硬”拦截，从而对来袭目标形成梯次抗击。“软硬”武器的组合运用，抗击次序和使用时机等构成了作战运用方法。在现有武器装备的条件下，改进完善作战运用方法，有利于提高武器装备的作战效能。

2 抗导武器核心指标能力

装备都有自身的核心能力。水面舰艇的核心能力是对空防御、对海打击和水下反潜，而不同能力的体现又涉及相应的核心装备。单舰防空反导作战能力的核心装备有电子对抗系统、舰空导弹系统和舰炮系统。武器系统要发挥其作战效能，主要依靠其核心指标能力。评价单舰防空反导综合作战效能，主要看对相应核心装备的核心指标能力的把握程度，也就是各武器系统对来袭目标的拦截成功率。武器系统对不同来袭目标的拦截成功率是通过试验、训练以及仿真推演所得的数据，是经过验证的数据，因而是可信并可直接应用的。

2.1 电子对抗核心指标

电子对抗系统是在侦察到末制导雷达信号后或在警戒雷达的引导下实施无源干扰，通过引偏导弹顶部的末制导雷达，实现对自身的保护。无源干扰有厘米质心、红外质心以及与红外弹组合等形成的复合质心干扰。根据相关装备作战使用手册和装备技术说明书可知，无源干扰对来袭目标的拦截成功率与威胁舷角、干扰样式等存在一定关系。设无源干扰的成功率为，不同舷角对应不同的干扰成功率，z为干扰成功率范围，无源干扰拦截概率，如表1所示。

表1 无源干扰拦截概率表Tab.1 Interception probability table for passive interference

2.2 舰空导弹核心指标

舰空导弹的发射与警戒探测系统有关，需要警戒探测系统对其提供目标指示。当警戒探测系统对目标连续跟踪，在精度、距离、航捷等满足舰空导弹发射要求时，即可对来袭目标发起拦截。导弹发射后，对目标的攻击取决于其制导方式，对来袭目标的拦截概率主要由舰空导弹的自身性能决定，但来袭目标类型、环境因素等对导弹的命中率会产生一定程度的影响。根据相关作战指导手册和装备说明书，可明确其具体概率，设舰空弹命中概率为，目标类型影响因子为x，环境因素影响因子y，舰空导弹对目标的拦截概率,如表2所示。

表2 舰空导弹拦截概率表Tab.2 Interception probability table for aircraft missiles

2.3 舰炮武器核心指标

舰炮武器主要由跟踪雷达进行指示引导，按照方位对来袭目标进行抗击，炮弹本身不具备自动寻找的功能，它主要依靠炮弹抗击数量形成一定拦截概率。根据经验和历史数据，舰炮的毁伤概率与目标的类型、飞行速度、高度以及与舰艇的距离存在较大关系。以抗击典型导弹目标为例，根据相关作战使用手册可以查到舰炮武器的毁伤概率。设为目标距舰距离，为来袭目标速度，单位m s，为来袭目标高度，为毁伤概率。具体毁伤概率，如表3所示。

表3 舰炮毁伤概率表Tab.3 Damage probability table for naval guns

3 反导效能综合评估方法

分类综合评价法，由类型分类评估法和样式分类评估法构成，它是以概率学为基础建立的综合评价法，该方法不仅能对单舰作战效能进行评估，还可以对不同战法的运用进行评价。

3.1 综合评价基本原理

水面舰艇在抗击典型导弹目标中，采用电子战系统、舰空导弹武器系统、舰炮武器系统形成的“软硬”抗击，通过“软硬”结合，分层拦截、梯次抗击，实现拦截典型导弹目标概率的最大化。

对单舰防空反导效能综合评估，须建立在抗导武器装备的核心指标能力之上，以概率学为基础，分别建立武器类型分类法和目标样式分类法。武器类型分类法是按照无源干扰、舰空导弹、舰炮系统抗击类型分类，分别针对某一目标建立成功概率模型；目标样式分类法是针对典型目标攻击样式，按照抗击单目标、单向目标流、多发多向目标、多向多目标流开展分类。分门别类建立综合评估模型，可对综合抗导效能进行评价。

3.2 武器类型分类方法

设抗击典型目标成功概率为，抗击次数为，第某次抗击为。按照无源干扰、舰空导弹、舰炮系统分类建立抗击模型。

无源干扰抗击某一目标成功概率：

3.3 目标样式分类方法

目标样式分类法是建立在类型分类法之上的，按照单目标、单向目标流、多发多向目标、多发多向目标流攻击样式二次分类，目标分类合成，如图2所示。

图2 目标分类合成图Fig.2 Target classification composite diagram

对单一目标，舰艇采取先以无源干扰，再用舰空导弹抗击，最后用舰炮武器抗击。建立抗击成功率模型如下。

对于单向目标流，舰艇警戒雷达能够正常发现，但能否分辨则须根据雷达具体类型而定，能够建批的目标按照抗击单目标处理，不能分别建批的目标采用以下方法。

由于是单向目标流，多目标从同一方向来袭，因而，舰艇实施无源干扰对目标流均有效，且抗击成功率相同。在“硬”武器抗击中，“硬”武器在目标流中优先抗击离舰艇距离近的目标，抗击成功后继续对后续目标抗击。目标流突防成功分为2种情况：1）“软硬”武器抗击均失败；2）“软硬”武器只对前者抗击，无源干扰、舰空导弹失败，舰炮抗击成功，对末尾目标未抗击或未达成抗击。

第1种情况，目标流突防成功概率模型：

在抗击多发多向目标中，对目标实施无源干扰时，多个目标来袭方向不同，舷角也不同，因而抗击成功率亦不同；“硬”武器抗击中，对多个目标是分别抗击，抗击的次数和成功概率亦不同。

方向1，目标突防成功率模型：

在抗击多发多向目标流中，不同方向的来袭目标可能由单目标或目标流构成。采用分割法，参照抗击单向目标和目标流模型，分别建立单目标和目标流突防成功模型，按照抗击多发多向目标的方法建立多发多向目标流成功概率模型。

单目标拦截成功概率模型：

抗击多发多向目标流成功概率综合模型：

4 典型应用评估实例

如图3所示，2艘护卫舰分别位于A和B两点，4架靶机从保障舰上起飞，对准C 点分别从a、b、c 方向来袭，对C点发起攻击，其中a方向为目标流。参训舰在发现目标后，各自采用不同战法抗击，基本流程是提前开展舰艇机动，实施无源干扰后，在预警探测系统的引导下，对3 个方向的来袭目标分别开展“硬”武器抗击，实现对空综合防御。

图3 水面舰艇编队防空反导作战态势图Fig.3 Situation chart of anti-air and anti-missile warfare of the surface ship formation

A 舰采用战法1：实施无源干扰1 次，对于a 方向目标流，舰空导弹抗击2次，舰炮抗击1次；对b和c方向目标，舰空导弹各抗击1 次，舰炮各抗击1 次，具体抗击情况，如表4所示，所有数据均由人工设定。

表4 A舰抗击情况表Tab.4 Table of resistance of ship A

依据分类综合评价法，对A舰防空反导作战效能综合评估如下。

A舰防空反导综合拦截概率=74.53%。

B舰采用战法2：实施无源干扰1次，对于a方向目标流，舰空导弹抗击2 次，舰炮抗击1 次；对b 方向目标，舰空导弹各抗击2 次，舰炮抗击1 次；对c 方向目标，舰炮抗击1 次。具体抗击情况，如表5 所示，所有数据均由人工设定。

表5 B舰抗击情况表Tab.5 Table of resistance of ship B

依据分类综合评价法，对B舰防空反导作战效能综合评估如下。

通过分类综合评价法计算，A 舰采用的战法1 效能明显优于B舰采用的战法2。战法2的缺点是：无源干扰时舰艇机动不到位，没有在最大拦截概率处实施无源干扰；“硬”武器使用时，没有实现均匀抗击。

5 结束语

本文从单舰武器系统分析入手，以抗导武器核心指标为出发点，建立电子对抗、舰空导弹、舰炮武器3类武器核心指标体系，将武器系统的作战能力聚焦到反导拦截概率上。从概率学角度提出分类综合评价法，先按照武器类型和目标样式分类，分别建立评估模型，再综合建立反导效能综合评估模型，从量化的角度对单舰防空反导作战效能进行综合评估。该方法不仅可以量化评估单舰防空反导综合作战效能，还可对不同作战运用方法的优劣进行评价，查找战法运用中的短板缺陷，有助于战法的迭代升级，可进一步提高单舰防空反导作战能力。