沈治河，樸成日

(海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連 116018)

加強對空防御以保證航母的安全是航母編隊重點考慮的問題之一，實現(xiàn)對來襲目標的早期預(yù)警成為提高編隊生命力的關(guān)鍵［1］。預(yù)警機是航母編隊中重要的預(yù)警兵力，可以憑借機載雷達探測距離遠的優(yōu)勢實施對空預(yù)警，為防空兵力兵器提供目標信息，為編隊對空防御提供一定的預(yù)警距離和反應(yīng)時間。因此，研究預(yù)警機如何配置，提高航母編隊的防空作戰(zhàn)能力具有重要的理論價值和軍事意義［2］。文獻［4］和［5］利用三角關(guān)系對預(yù)警機前出距離、預(yù)警距離和預(yù)警扇面角度進行了探討。從應(yīng)用的角度看，需要進一步研究:預(yù)警機和殲擊機協(xié)同構(gòu)成了編隊遠程防空作戰(zhàn)體系，因此預(yù)警機的配置應(yīng)考慮殲擊機配置因素的影響;預(yù)警機的陣位配置不是一個點，應(yīng)該是巡邏線(或巡邏空域)，因此需要考慮巡邏線對前出距離、預(yù)警距離、預(yù)警扇面角的影響因素;編隊在航渡時，需要考慮預(yù)警機的行動方法與航母的協(xié)同。關(guān)于殲擊機配置因素的影響和預(yù)警機行動方法與航母的協(xié)同問題，在文獻［6］中已有詳盡的討論，本文著重對預(yù)警機巡邏線設(shè)置與前出距離、預(yù)警距離、預(yù)警扇面角之間的關(guān)系進行討論。

1 預(yù)警機空域配置的基本要求

預(yù)警機空域配置的前提是明確預(yù)警機承擔(dān)的任務(wù)。在對空防御中，預(yù)警機的使命任務(wù)為:在航母編隊指定空域執(zhí)行巡邏警戒任務(wù);遠距離發(fā)現(xiàn)、識別、跟蹤空中目標，特別是低空和超低空來襲的飛機、掠海飛行的導(dǎo)彈;為航母編隊提供空中警戒和指揮引導(dǎo)。

因此，預(yù)警機的配置必須滿足以下基本要求:

1)前出距離能為編隊提供一定的預(yù)警縱深;2)在受敵威脅扇面內(nèi)有一定的警戒寬度;3)前出的距離在編隊有效通信范圍之內(nèi)［3］;4)前出的距離需要考慮預(yù)警機的留空時間;5)前出的距離需要得到殲擊機的掩護，保證其安全遂行任務(wù)。

航母編隊兵力的配置需要確定基準點，而基準點與編隊的狀態(tài)相關(guān)。當(dāng)航母編隊在航渡中時，參考基準點是航母;當(dāng)航母編隊在綜合作戰(zhàn)區(qū)時，參考基準點則是綜合作戰(zhàn)區(qū)的圓心。預(yù)警機的配置，用相對于基準點的前出距離、方位和巡航高度三個要素來描述。預(yù)警機配置的方位以編隊的威脅軸為基準，關(guān)于威脅軸的確定在很多文獻中已有討論，在此不再贅述。預(yù)警機的巡航高度是指預(yù)警機在執(zhí)行預(yù)警任務(wù)時，選定的適宜于遠距離或長時間飛行的高度。

基本要求3)、4)、5)，實際上是對預(yù)警機的前出距離進行約束。關(guān)于前出距離在文獻［6］中已經(jīng)討論，在此直接引用結(jié)論:預(yù)警機可以前出的最大距離為:Dmax=min{S預(yù)警機，D通信，D掩護}。其中，S預(yù)警機為預(yù)警機在保證巡邏時間的前提下，遠離基準點的最大距離;D通信為預(yù)警機與航母進行可靠通信的距離;D掩護為在殲擊機的可靠掩護下，預(yù)警機可前出的距離。

當(dāng)預(yù)警機前出的最大距離確定后，預(yù)警機提供的最大預(yù)警距離便也確定，即 (Dmax+D探測)。其中，D探測為預(yù)警機對敵機的探測距離。

2 預(yù)警機巡邏空域的配置

2.1 對空防御中編隊預(yù)警距離

編隊預(yù)警距離是以航母(或綜合作戰(zhàn)區(qū)圓心)為基準點，為保證編隊警戒艦裝備的中遠程艦空導(dǎo)彈在最大射程上攔截來襲敵機，或在敵機使用空艦導(dǎo)彈攻擊前，編隊警戒艦已經(jīng)做好抗擊準備，為此預(yù)警機必須提供的預(yù)警距離，用DBX表示。

其中，D攔截是為保證航母警戒艦艦空導(dǎo)彈在最大有效射程上攔截敵機，所需要的預(yù)警距離;D艦空為航母警戒艦艦空導(dǎo)彈最大有效射程;t攔截為預(yù)警機從發(fā)現(xiàn)敵機開始，經(jīng)過綜合識別、發(fā)出警報、指揮員定下抗擊決心下達開火命令、艦空導(dǎo)彈飛行至最大攔截距離，所經(jīng)歷的時間。

其中，D威脅為在敵機使用武器攻擊之前，保證航母警戒艦做好防空作戰(zhàn)準備，需要的預(yù)警距離;D空艦為敵機空艦導(dǎo)彈最大有效射程;t準備為預(yù)警機從發(fā)現(xiàn)敵機開始，經(jīng)過綜合識別、發(fā)出警報、指揮員定下抗擊決心、艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)做好發(fā)射前準備，所經(jīng)歷的時間。

這樣，編隊必需的預(yù)警距離為

因此，預(yù)警機前出一定距離后，提供的預(yù)警距離D預(yù)警必須大于編隊預(yù)警距離DBX，才能滿足編隊的預(yù)警需求。

2.2 前出距離對預(yù)警能力影響分析

預(yù)警機的前出距離(D前出)、探測能力和提供的預(yù)警距離(D預(yù)警)與預(yù)警扇面角(α)，構(gòu)成了三角關(guān)系，如圖1所示。

圖1 預(yù)警機前出配置示意圖

從圖1中可以看出，當(dāng)D預(yù)警＞(D探測+D前出)時，顯然預(yù)警機無法實現(xiàn);當(dāng)D預(yù)警≤(D探測-D前出)時，預(yù)警機可以為編隊提供360°全方位的預(yù)警;而當(dāng)(D探測-D前出)＜ D預(yù)警＜ (D探測+D前出)時，則有

2.3 預(yù)警機巡邏空域(或巡邏線)配置模型

事實上，預(yù)警機前出后不會固定在某一陣位上，而是在一定的空域里(或巡邏線上)巡邏飛行。為方便討論，以矩形巡邏空域(或巡邏線)遠離基準點的長邊進行討論。

如圖2所示，設(shè)直線AB為巡邏線(矩形巡邏空域的長邊)，與威脅軸垂直，圖2中兩個圓分別是預(yù)警機在巡邏線兩個端點A和B的探測范圍，這樣扇面HEF則是預(yù)警機的預(yù)警扇面。

圖2 預(yù)警機巡邏空域(巡邏線)配置圖

在預(yù)警機前出距離確定的情況下，由圖2可知，預(yù)警機提供的最大預(yù)警距離為

其中，D預(yù)警為預(yù)警機在威脅方向上提供的預(yù)警距離;D前出為預(yù)警機巡航時陣位相對于基準點水平距離的最大值;DAB為巡邏線AB的長度。

預(yù)警機的前出距離、巡邏線長度與提供的預(yù)警距離、預(yù)警扇面角度存在關(guān)系式:

其中，φ為預(yù)警機提供的預(yù)警扇面角度，以基準點為圓心，以D預(yù)警為半徑。

式(4)～式(7)反映了預(yù)警機配置基本要求1)和2)。當(dāng)預(yù)警機在巡邏線上從A點飛到B點，預(yù)警扇面邊緣EH上的CH段依然在預(yù)警機的監(jiān)視范圍內(nèi)。應(yīng)該保證CH長度大于DBX，即在敵機使用武器之前航母的警戒艦已做好抗擊準備，或保證航母的警戒艦在艦空導(dǎo)彈最大射程上攔截敵機。表達式為:

其中，DCH為點C到點H之間的距離。

3 預(yù)警機配置的評價指標

通過以上分析，結(jié)合對空防御中指揮員對預(yù)警行動的關(guān)注，可以總結(jié)出評價預(yù)警機配置的指標:①預(yù)警機的前出距離和預(yù)警機在巡邏空域的執(zhí)勤時間;②在威脅方向上能提供的預(yù)警距離和預(yù)警扇面角度［7］。

4 仿真分析

首先設(shè)定基本作戰(zhàn)參數(shù):預(yù)警機對低空戰(zhàn)斗機發(fā)現(xiàn)距離為400km，巡航高度為8000m，上級提出預(yù)警機前出的最大距離為240 km，敵機空艦導(dǎo)彈射程為160km，t準備為 60s，t攔截為 240s。

根據(jù)式(1)，得出 D攔截為230 km。根據(jù)式(2)，得出D威脅為180 km。編隊必需的預(yù)警距離為DBX=Max{230，180}=230km。

假設(shè)預(yù)警機的前出距離小于240km，這樣預(yù)警機提供的預(yù)警距離小于640km。當(dāng)編隊提出的預(yù)警距離大于640km時，預(yù)警機無法滿足。如果編隊需要360°全方位預(yù)警，則編隊預(yù)警距離與預(yù)警機前出最大距離的對應(yīng)關(guān)系如圖3所示。

圖3 全方位預(yù)警距離隨前出最大距離變化圖

根據(jù)式(4)～式(10)，進行仿真，當(dāng)預(yù)警機前出距離分別為100km、110km、…、230km、240km 時，預(yù)警機提供的預(yù)警距離與預(yù)警扇面角度對應(yīng)關(guān)系如圖4所示。

圖4 預(yù)警距離隨預(yù)警扇面角度變化圖

從圖4可以看出，當(dāng)預(yù)警機前出距離一定時，隨著預(yù)警扇面角度的增加，預(yù)警距離開始急劇下降，前出距離越大、越明顯。

當(dāng)預(yù)警機前出距離分別為 100km、110km、…、230km、240km時，預(yù)警機提供的預(yù)警距離與巡邏線最大長度之間的關(guān)系如圖5所示。

圖5 預(yù)警距離隨巡邏線長度變化圖

從圖5可以看出，當(dāng)前出距離一定時，隨著預(yù)警距離的增加，巡邏線的最大長度也在增加，前出距離越大越明顯。

5 結(jié)束語

本文通過對預(yù)警機空域配置方法的探討，結(jié)合實例仿真，可以看出:預(yù)警機的前出距離約束了預(yù)警機在威脅軸上能提供的預(yù)警距離，而前出距離、預(yù)警距離和巡邏線長度決定了預(yù)警扇面角度。因此，預(yù)警機的巡邏空域配置實質(zhì)上是在預(yù)警機的前出距離、預(yù)警距離、預(yù)警扇面角度與巡邏線長度之間進行平衡。

［1］徐圣良，王振波.航母編隊航渡過程中防空哨戒艦陣位確定方法研究［J］.指揮控制與仿真，2007，29(4):54-58.

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［3］譚安勝，邱延鵬，汪德虎.新型驅(qū)護艦編隊防空隊形配置［J］.火力與指揮控制，2003，28(6):5-9.

［4］徐圣良，吳曉鋒.航母編隊航渡過程中預(yù)警機陣位確定方法研究［J］.指揮控制與仿真，2007，29(1):56-60.

［5］徐圣良，吳曉鋒.航母編隊進入綜合作戰(zhàn)區(qū)后預(yù)警機陣位研究［J］.艦船電子工程，2008，28(1):41-43.

［6］沈治河，樸成日.航母編隊在對空防御中殲擊機空域配置方法［J］.指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2012，3(3):29-34.

［7］賈昊，徐圣良.防敵機空襲中艦載警戒直升機陣位配置研究［J］.艦船電子工程，2009，29(2):40-42.