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基于典型威胁的舰载预警直升机阵位配置分析.pdf
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1、第37卷 第3期2023年6月空 天 预 警 研 究 学 报Journal of Air&Space Early Warning ResearchVol.37 No.3Jun.2023收稿日期:2023-06-30作者简介:刘济民(1979-),男,工程师,博士,主要从事舰载机军事需求分析及作战使用研究基于典型威胁的舰载预警直升机阵位配置分析刘济民,常斌,杨林,张朝阳,郭秀文(海军研究院,上海 200436)摘要:为提高舰载预警直升机的警戒巡逻作战效能,需根据典型威胁的目标特性对其阵位配置进行科学规划首先对舰载预警直升机阵位配置所需考虑的编队威胁角、前出距离、有效预警扇面进行了分析;然后给出了
2、阵位配置需求分析基本流程;最后针对舰基LRASM反舰导弹这一典型威胁对象,进行了仿真计算研究结果表明:有效探测距离和前出距离是决定舰载预警直升机阵位配置的关键因素;有效预警角随着有效探测距离的增大而增大,当有效探测距离确定时,有效预警角与前出距离呈非线性关系关键词:阵位配置;舰载预警直升机;典型威胁;威胁扇面;预警扇面中图分类号:E926.37;TN959.7文献标识码:A文章编号:2097-180X(2023)03-0184-06舰载预警直升机虽不具备舰载固定翼预警机的超强预警指挥能力,但其部署灵活、载舰适用性强部署于航母编队,可与舰载固定翼预警机进行高空-低空和远程-近程搭配,作为舰载固定
3、翼预警机的辅助预警系统使用;也可单独部署于大中型驱护舰编队,为其提供小范围的战术预警能力舰载预警直升机的主要作战任务是对中低空及海上目标进行监视,填补舰载固定翼预警机和载舰对低空及水面目标战术预警的不足1世界上主要的舰载预警直升机有英国的“海王”系列预警直升机、意大利的“灰背隼”EH101预警直升机和俄罗斯的“卡-31”预警直升机2航母编队中舰载预警直升机阵位配置分析是舰载机作战运用研究的一项重要内容3为了及时尽远地发现低空来袭目标,使航母编队具有更多的对空防御反应时间,提高对空防御效率,必须根据空袭目标特性、舰载预警直升机性能特点、警戒任务系统能力以及航母编队对空防御武器的性能特点,对舰载预
4、警直升机的阵位配置进行研究4文献5对防空作战中航母编队单架预警机的阵位配置进行了研究,提出了预警机阵位参数的确定方法和一般流程文献6分析了舰艇编队防敌机空袭时舰载预警直升机阵位配置问题,分析了其影响因素,建立了警戒阵位的数学模型并进行了定量分析,指出应根据实际敌情合理灵活配置使用舰载预警直升机文献7对航母编队防空作战中舰载预警机的阵位配置进行了仿真研究,并针对战斗机、隐身目标、海上低空小目标等不同作战对象进行了仿真分析上述研究在开展阵位配置分析时考虑的要素不太全面,缺乏一个阵位配置的基本分析流程,因此,指导意义打了折扣另外,舰载预警直升机的阵位配置不仅受自身任务系统性能的影响,还与编队面临的威
5、胁目标和兵力运用方法密 切 相 关,因 而 相 关 结 论 均 具 有 一 定 的 局 限性本文以航母编队对敌水面舰艇编队进行警戒巡逻这一典型作战行动为例,基于编队自身的防空导弹对来袭反舰导弹进行拦截这一作战过程来分析舰载预警直升机的阵位配置需求1舰载预警直升机阵位配置影响因素分析1.1编队威胁角对航母编队威胁方向和威胁扇面的预判是舰载预警直升机兵力部署的基本依据编队可能面对多个威胁方向,每一威胁方向对应一个威胁扇面,威胁扇面的大小,可以用扇面角来表示预判编队威胁扇面的大小需要考虑多种因素:敌平台可能部署位置的分布特性、敌反舰武器的类型及性能、敌采用的攻击战术、敌我之间的初始距离等以上制约因素
6、,在对编队威胁扇面角的预测时必须予以考虑1)编队威胁方向的判断航母编队威胁方向具有层次性:敌平台的来袭方向(包括飞机和舰艇);敌平台所发射的反舰导弹的来袭方向对于舰载预警直升机的阵位配置来说,首先应当考虑的是敌平台的来袭方向因此,在实际作战中,编队指挥员应对以我编队与敌兵力可能部署位置的分布中心的DOI:10.3969/j.issn.2097-180X.2023.03.006第3期刘济民,等:基于典型威胁的舰载预警直升机阵位配置分析185连线作为我编队的威胁方向,威胁方向可能是一个,也可能是多个根据战场态势的演化,威胁方向是动态的在一个威胁方向上,敌空袭兵力可能采用多个攻击方向,考虑到组织战斗
7、的简便和保证空袭兵力的安全,通常情况下在使用制导武器对舰艇编队空袭时,一般可能采用 2 个攻击方向显然,舰载预警直升机的部署不仅要考虑威胁方向,而且还应考虑某一威胁方向上的攻击方向,攻击方向构成威胁方向上的威胁扇面舰载预警直升机空/海警戒阵位配置,应当基于“威胁”和“能力”进行基于威胁是指基于编队可能面临的威胁方向和威胁扇面;基于能力是指基于舰载预警直升机在特定的警戒巡逻方式下能够提供的有效预警扇面8对舰载预警直升机兵力进行优化配置,就是通过有效的兵力部署,使得有效预警扇面与威胁扇面相匹配的过程,即舰载预警直升机应配置在相对载舰或(和)载舰所在编队基准点的某个位置或区域警戒阵位配置示意图如图
8、1 所示其中前出距离为Sa;机载雷达有效探测距离为rc;位于O 点的航母编队在时刻t可能受到威胁的扇面角为,其威胁方向(威胁轴)见图 1 中虚线,为威胁扇面角的平分线为了给航母编队提供一定的预警时间,必须将舰载预警直升机配置在威胁扇面内某一机动区域中,确保舰载预警直升机能在发现线上可靠发现目标,目标能在拦截线上被有效拦截巡逻线rcSaO拦截线发现线图 1警戒阵位配置示意图2)编队威胁扇面角预测模型对抗情形有 2 个:敌机挂载反舰导弹对我编队进行攻击;敌舰艇编队使用反舰导弹对我编队进行攻击无论是机载反舰导弹还是舰载反舰导弹,在进行理论分析时都可称为“等效反舰导弹”假设等效反舰导弹攻击航路上仅进行
9、一次转向,且实际规划航程Shcz为其最大航程Shc,则转向点可以是最大航路规划区椭圆上的任意一点9由于受最大过载的限制,其转弯角应满足min反舰导弹一次转向时威胁扇面角大小分析示意图如图 2 所示经分析可得:若Dmin+Rzw150 km),且警戒巡逻高度较低(hrd且Sa+rdREmin,或 者Sard且REminrd且Sard-REmin或者Sard且rdREmin2rd且SaREmin-rd时,有max=2arccos(R2Emin+S2a+(la/2)2-r2d)/(2REmin(S2a+(la/2)2)1/2)+arctan(la/(2Sa)(9)当Sa=rd且REmin2rd且la
10、2REmin时,有max=2arccos(R2Emin+(la/2)2)/(2REmin(r2d+(la/2)2)1/2)+arctan(la/(2rd)(10)当Sa=rd且REmin2rd且la2REmin时,有max=rad;当Sard且REminrd且Sard-REmin时,有max=2 rad;第3期刘济民,等:基于典型威胁的舰载预警直升机阵位配置分析187其他情况,max不存在从上述分析可以看出,有效预警扇面(有效预警角)很好地反映了舰载预警直升机在不同作战环境下的预警能力,为舰载预警直升机的阵位配置提供了依据2阵位配置需求分析基本流程舰载预警直升机阵位配置的本质就是使有效预警扇面
11、与航母编队的威胁扇面相匹配因此,阵位配置的分析流程为:基于威胁目标开展威胁分析,计算出编队的威胁扇面角基于威胁目标的特性和舰载预警直升机的性能,计算出编队的有效预警扇面角在上述基础上开展阵位配置需求分析,在舰载预警直升机数量、前出距离和警戒持续时间之间科学权衡舰载预警直升机阵位配置需求分析的基本流程如图5 所示威胁分析计算编队威胁角计算有效探测距离目标特性舰载预警直升机性能确定飞行高度计算有效预警角阵位配置需求分析舰载预警直升机数量前出距离警戒持续时间图 5舰载预警直升机阵位配置需求分析的基本流程经机载警戒雷达有效探测距离分析可知,对反舰巡航导弹等低空飞行目标,当舰载预警直升机的飞行高度大于视
12、距限制对应的高度时,有效探测距离受舰载预警直升机飞行高度的影响较小,可忽略不计14-15由于舰载预警直升机机载雷达对 LRASM 反舰导弹等隐身类目标的有效探测距离通常小于 100km因此,纯粹从探测距离这个角度来考虑的话,舰载预警直升机的飞行高度仅需大于 1km 即可机载雷达的波束俯仰角需根据载机的飞行高度、目标飞行高度以及机载雷达对目标的有效探测距离来确定163典型威胁下阵位配置分析在航母编队中,舰载预警直升机执行预警探测任务主要是为了进行“中低空补盲”,在航母编队主要威胁方向上进行预警探测以航母编队对敌水面舰艇编队进行警戒巡逻这一典型作战行动为例,分析舰载预警直升机的阵位配置需求威胁目标
13、为阿利伯克级导弹驱逐舰 2 艘,装备 LRASM 远程反舰巡航导弹,敌编队距我航母编队的距离为 350kmLRASM 反舰导弹具备较强的隐身能力,给航母编队的防空反导预警带来很大的压力舰基 LRASM 反舰导弹的总体参数为:射程450km,飞行马赫数0.80.9,巡航高度20m,雷达散射截面积(RCS)0.01m217-183.1编队威胁扇面角计算由式(1)式(3)构建的威胁扇面角计算模型,可对不同情况下航母编队的最大威胁扇面角的变化规律进行分析,为舰载预警直升机的合理阵位配置提供理论依据若敌水面舰艇编队发射 LRASM 远程反舰导弹攻击:导弹的最大航程为Shc=450 km(计算规划航程Sh
14、cz取 300、350、400km),末端航路的最小距离取Dmin=45 km,其他每段航路的最小距离取Lmin=20 km,最小转弯角取min=90,对应的转弯半径取Rzw=20 km编队威胁扇面角与敌我距离的关系如图 6 所示由图 6 可知:当反舰导弹实际规划航程一定时,威胁扇面角随敌我距离的减小而增加,当敌我距离减小到特定值时,威胁扇面角可达到 180当敌我距离一定时,威胁扇面角随反舰导弹实际规划航程的增加而增加该结论可用于指导航母编队威胁扇面角的预测2 0 02 5 03 0 03 5 04 0 04 5 004 08 01 2 01 6 0敌我距离/k mSh c z=3 0 0 k
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