鄒 杰， 張 華， 郭立敏， 劉艷明， 范鑫磊

(1.光電控制技術重點實驗室，河南 洛陽 471000； 2.空裝駐洛陽地區(qū)第一軍事代表室,河南 洛陽 471000；3.空裝駐北京地區(qū)軍事代表室，北京 100000)

0 引言

機場是戰(zhàn)時最重要的軍事設施之一，摧毀敵方機場將限制敵方戰(zhàn)機起飛，從而使敵方的空中力量無從談起[1]。但機場一般位于敵防區(qū)腹地，在實際戰(zhàn)爭中，如何對敵方機場進行空中轟炸存在諸多技術難題?，F(xiàn)代隱身作戰(zhàn)無人機利用其隱身特性突防進入敵防區(qū)，轟炸機場時，更重要的是將機場切成足夠小的分段，對打擊精度要求相對寬松，因此載機的攻擊武器可采用小直徑炸彈，但在投彈時刻，必然會增大隱身作戰(zhàn)無人機的RCS，造成暴露，因此用最短的時間摧毀敵方機場接著退出敵防空區(qū)域顯得極為重要[2]。一次進入作戰(zhàn)區(qū)域，充分利用載機攜帶的多種空面多目標攻擊武器同時攻擊多個目標，可大大提高現(xiàn)代隱身作戰(zhàn)無人機的對面攻擊能力，提高載機自身的生存力，使作戰(zhàn)任務達到事半功倍的效果[3]。

本文提出的雙武器多目標攻擊能夠提高載機單次突防打擊的目標數(shù)量，對于打擊聚集多分布的多個目標，雙武器多目標攻擊能力能夠減少載機的突防次數(shù)，提高攻擊的效率和時效性。雙武器多目標攻擊戰(zhàn)術決策就是研究如何進行目標預分組和再分組、如何構成雙武器多目標攻擊條件以及攻擊方向?qū)?yōu)。

1 小直徑炸彈作戰(zhàn)使用條件分析

小直徑炸彈(SDB)攻擊范圍如圖1所示，可利用最大射程、最小射程及最大扇面角來描述。

圖1 小直徑炸彈攻擊范圍示意圖

同一高度條件下，最大、最小允許發(fā)射距離都隨著載機速度增大而增大；同一速度條件下，最大、最小允許發(fā)射距離則隨著高度增加而增大。故在高空、高速條件下使用小直徑炸彈對地攻擊，可最大程度發(fā)揮其作戰(zhàn)效能。

2 雙武器多目標攻擊戰(zhàn)術決策流程

雙武器多目標攻擊戰(zhàn)術決策流程如圖2所示。

圖2 雙武器多目標戰(zhàn)術決策流程圖

飛行員/操作員在多目標模式下進行下面的流程，否則結束。首先，將外部的目標數(shù)據(jù)轉換成模塊內(nèi)部的信息格式。計算目標兩兩之間的距離，并按從小到大排序。之后，根據(jù)裝訂的兩種武器投放高度和速度，計算兩種不同射程的小直徑炸彈的攻擊區(qū)范圍參數(shù)，并通過增大最大扇面角Φμmax得到兩種不同射程的小直徑炸彈的拓展攻擊區(qū)，然后，根據(jù)拓展攻擊區(qū)覆蓋法對目標進行預分組，并確定對應預分組目標的攻擊武器，隨后，根據(jù)距離排序結果和所選小直徑炸彈的攻擊區(qū)范圍，對目標進行再分組。接著，對于每個分組的目標，以第一個目標為原點的地理坐標系作為分組的局部坐標系，將其他目標都轉換到局部坐標系下。在局部坐標系下，完成虛擬攻擊點、攻擊起始點、攻擊結束點、攻擊區(qū)重疊縱深的計算。優(yōu)先對近射程小直徑炸彈多目標攻擊進行尋優(yōu)，找到最優(yōu)攻擊方向后驗證此攻擊方向是否滿足遠射程小直徑炸彈多目標攻擊條件，如果不滿足，可以對最優(yōu)攻擊方向進行精度為1°的正負調(diào)整，直至滿足為止。最后，將解算結果再轉換成經(jīng)緯度坐標。將雙武器多目標攻擊戰(zhàn)術決策的結果疊加到地圖上，供作戰(zhàn)人員抉擇。

3 目標預分組與再分組

目標預分組與再分組步驟如下。

1)首先進行小直徑炸彈攻擊范圍解算得到兩種不同射程的小直徑炸彈的攻擊區(qū)扇形圖，如圖3所示，然后將目標分布圖和兩種不同射程的小直徑炸彈的攻擊區(qū)扇形圖放在同一標尺刻度下，增大最大扇面角Φμmax，對兩種不同射程的小直徑炸彈的扇形攻擊區(qū)進行延伸，使延伸后的兩種小直徑炸彈的扇形攻擊區(qū)盡量覆蓋目標分布圖中的所有目標。并根據(jù)兩種不同射程的小直徑炸彈的扇形攻擊區(qū)所覆蓋的目標對所有目標進行預分組并確定對應預分組目標的攻擊武器[4]，如圖4所示。

圖3 目標分布圖和兩種小直徑炸彈的攻擊區(qū)示意圖

圖4 預分組示意圖

根據(jù)以上方法可將目標分為兩組:T1，T2，T3，T4，T5，T6為一組;T7，T8，T9為另一組。

2)計算兩兩配對目標之間的距離，然后按照距離從小到大排序，再將距離不大于分組門限d的目標配對檢索出來。最后從最小距離的兩個目標開始擴展，從距離不大于d的其他目標配對里搜索包含與前面目標號相同的目標，基于樹形擴展成目標分組。此步驟完成目標群的粗略分組，將地域上分布間距較大的目標分開。下面舉例說明過程，如表1所示。

表1 目標距離表

單組目標的最大數(shù)量為擬用武器類型可用武器數(shù)量，前面的分組已經(jīng)分配的武器數(shù)量需要減去，如圖5所示。

圖5 目標分組示意圖

3)完成上面的再分組后，需要對每一個分組進行確認，通過計算判斷距離較近的目標群里哪些目標能夠被小直徑炸彈的攻擊區(qū)同時覆蓋。對每個再分組的目標處理過程包括三角形選擇、三角形包含的目標。假設一個分組有4個目標，如圖6所示。

圖6 多目標攻擊三角形確定

4 多目標攻擊解算與多目標攻擊方向?qū)?yōu)

多目標攻擊投放點計算如圖7所示。

圖7 多目標攻擊投放點計算

三角形3個頂點坐標分別為A(ax,ay),B(bx,by),C(cx,cy)，則虛擬攻擊點坐標為

(1)

然后依次對三角形頂點A，C做與B點類似的處理，得到最近投放點坐標序列和最遠投放點坐標序列，分別表述為(L1x_a,L1y_a),(L1x_b,L1y_b),(L1x_c,L1y_c)和(L2x_a,L2y_a),(L2x_b,L2y_b),(L2x_c,L2y_c)。

圖8所示為最近投放點和最遠投放點計算，重疊攻擊縱深為綠色線段。

圖8 多目標攻擊重疊攻擊區(qū)計算

分別計算虛擬攻擊點O與L1_a，L1_b，L1_c點的距離，選擇距離最大的點作為公共的最近投放點L1(L1x,L1y)；分別計算虛擬攻擊點O與L2_a，L2_b，L2_c點的距離，選擇距離最大的點作為公共的最遠投放點L2(L2x,L2y)。則重疊攻擊區(qū)縱深為

(2)

由于攻擊區(qū)縱深可以轉換為地面操作員看到SHOOT后發(fā)送攻擊授權的反應時間，這個時間存在最短門限，即攻擊區(qū)縱深存在最小門限值。暫定門限值為D′limit=1600 m。如果存在攻擊縱深D′≥D′limit，則返回，多目標攻擊成功，并將選擇的三角形包含的所有目標ID記錄成鏈表輸出[5]。

綜合扇面角計算如圖9所示。

圖9 綜合扇面角計算

由圖9可以看出，以O點為支點，360°都可能為攻擊方向。在攻擊區(qū)縱深滿足最小門限的前提下，比較不同方向條件下所有目標的扇面角之和(定義為綜合扇面角)，以綜合扇面角最小為優(yōu)。取L1和L2點的中點為理想投彈點L(Lx,Ly)。

從三角形最長邊的垂線方向開始，以步長5°進行攻擊方向?qū)?yōu)。

5 結論

本文通過對轟炸武器即兩種不同射程的小直徑炸彈的攻擊區(qū)進行計算仿真，得出最大程度發(fā)揮其作戰(zhàn)效能的使用方法：應在高空、高速條件下使用小直徑炸彈對地攻擊。通過對雙武器多目標轟炸技術進行研究，首先確定了雙武器多目標轟炸技術決策的完整流程，給出多目標預分組和再分組的方法，然后對多目標攻擊解算步驟中虛擬攻擊點、攻擊起始點、攻擊結束點坐標和重疊攻擊區(qū)縱深計算以及多目標攻擊方向?qū)?yōu)進行了詳細的計算方法介紹，為雙武器多目標轟炸技術決策的工程化應用打下了堅實的理論基礎。