基于探索性分析的反跑道炸弹打击机场跑道仿真实验研究.pdf
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1、基于探索性分析的反跑道炸弹打击机场跑道仿真实验研究刘学 王俊(空军指挥学院,北京)摘 要:为研究飞机编队封锁机场跑道问题,基于反跑道炸弹打击机场跑道模型,利用探索性分析方法设计了仿真实验,通过赋予实验因子不同水平值,重点对影响封锁机场跑道成功率的飞机编队进入角度、编队内飞机数量、编队内飞机间距、单机载弹量、炸弹连投间距等 种因素进行了深入分析。仿真结果表明:飞机编队内飞机间距、编队内飞机数量和单机载弹量是影响封锁成功率的主要因素;编队内飞机数量、编队内飞机间隔以及单机载弹量之间,均不存在交互效应。在实际作战运用中,可不考虑这些因子之间的交互效应。关键词:探索性分析;反跑道炸弹;封锁机场跑道;仿
2、真实验:中图分类号:;文献标志码:文章编号:()引言现代战争中,夺取战场制空权对于取得战场优势具有重大意义。对敌方机场跑道持续进行打击从而达到封锁目的,使敌方战机在一段时间内无法正常升空作战,是夺取和保持战场制空权的重要作战手段之一。在联合火力打击战役中,通常使用常规导弹对敌方机场进行首轮打击,可实现初步夺取制空权的目的。然而,敌方通常具备修复机场跑道能力,需要对其进行再次打击,才能持续保持制空权。在初步夺取制空权的前提下,可使用飞机编队携带反跑道炸弹进行临空轰炸,利用反跑道炸弹产生的侵彻和爆破作用,既能起到良好的封锁效果,又可获得较高作战效费比。探索性分析作为一种系统分析方法,可以有效用于研
3、究各类复杂问题。探索性分析是通过考察不确定条件下各种方案的不同结果,以此来理解和发现复杂现象背后变量之间的影响关系,并对各种可能的结果进行计算,。本文基于反跑道炸弹打击机场跑道模型,使用探索性分析方法,设计仿真实验,研究影响封锁机场跑道成功率的主要因素。反跑道炸弹打击机场跑道模型机场跑道作为一种特殊的面目标,对其封锁成功与否,不在于毁伤跑道的面积总和大小,而在于使敌机在一定时间段内无法正常从跑道上起飞或者降落。一般情况下,战机降落对跑道的要求条件比起飞时更苛刻,因此只要确保战机不能从跑道上起飞,即可表明封锁成功。通常以是否存在“最小起飞窗口”作为衡量封锁机场跑道成功与否的判别标准,采用封锁成功
4、概率作为打击机场跑道的效果指标。模型假设三机编队打击机场跑道示意图如图 所示。收稿日期:;修回日期:作者简介:刘学,博士研究生,主要研究方向为作战规划与运筹;王俊,通信作者,教授,硕士,博士生导师,主要研究方向为作战规划与运筹,:。年 月军事运筹与评估第 卷第 期 图 三机编队打击机场跑道示意图飞机编队突击敌方机场跑道时,通常需要考虑飞机编队进入角度 a(编队飞行方向与跑道长度方向所形成的夹角)、编队内飞机数量、编队内飞机间距(飞机之间横向水平距离)、单机载弹量、炸弹连投间距 等因素,这些变量的不同取值组合对机场跑道封锁成功率有着直接影响。为便于问题研究,本模型基于以下几点假设。()炸弹落在机
5、场跑道上形成圆形毁伤区域。()一个飞机编队只以一个瞄准点为基准进行投弹,所形成的弹串规模只与编队内飞机间距、单机载弹量以及炸弹连投间距有关,弹串中心与瞄准点的位置偏差服从二维正态分布,编队内飞机间距 与炸弹连投间距、弹串中心点与瞄准点关系示意如图 所示。图 编队内飞机间距 与炸弹连投间距、弹串中心点与瞄准点关系示意图()瞄准点均匀分布于机场跑道长度方向的纵轴线上。()飞机编队以单连投的方式进行投弹。()各飞机编队均以相同的角度进入机场跑道。模型建立在对机场进行突击时,首先要确定瞄准点位置和数量。根据模型假设,瞄准点位于机场跑道长度方向中轴线上,其数量与跑道长度、炸弹毁伤半径、最小起飞长度、编队
6、内飞机数量、编队内飞机间距 满足如下关系:()()炸弹连投间距,一般应尽量使跑道横向上不出现最小起飞宽度,即满足如下关系:()建立 坐标系,机场跑道四个顶点坐标依次为(,),(,),(,),(,)。在确定瞄准点数量 后,瞄准点坐标(,)可由式()计算得出。(,)()一个飞机编队对某一瞄准点进行投弹将形成一组弹串,弹串中心坐标(中,中),可由式()计算得出。中 ()中 ()()式()中,(,)为第(,)个瞄准点坐标,为 随机数,为相关系数,为投弹偏差。用二维数组(,)对该弹串内的所有弹着点按照自左向右、自后向前的方式进行统一编号,则每个弹着点的坐标位置(,)满足如下关系。,中 (),中 ()()
7、式()中,;,。考虑飞机编队整体以a角度进入机场跑道,则需要将上述求得的弹着点坐标进行旋转变换。,()式()中,;,。图 给出了三机编队以 方向进入机场跑道,瞄准点数量为个,单机载弹量为时的单次模拟弹着点示意图。军事运筹与评估 年第 期图 单次模拟弹着点示意图模型求解在求解出所有弹着点坐标后,需要对是否成功封锁机场跑道进行判断。利用最小起飞窗口搜索算法进行判断,若跑道上仍存在最小起飞窗口,则表明此次封锁跑道失败,反之则封锁成功。采用蒙特卡洛算法,重复模拟足够多次数 后,统计封锁成功 次 数 成功,则 可 估 算 出 封 锁 成 功 率 成功。整个模型求解流程见图。图 模型求解流程图探索性实验因
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