航母編隊遠海對空作戰預警探測體系的構建*

謝榮鴻 冷畫屏 陳小銀

(海軍兵種指揮學院 廣州 510430)

1 引言

航母編隊遠海作戰是指得不到岸基飛機和岸導支援情況下的作戰,航母編隊是一個獨立的作戰體系。航母編隊遠海對空作戰是航母編隊作戰的一個重要作戰樣式,事關編隊的安全,是完成其它任務的基礎,而預警探測關系到編隊是否有足夠的預警時間來組織對空作戰。因此,對航母編隊遠海對空作戰預警探測體系的構建就顯得至關重要,本文在分析預警探測體系構建的要求和計算預警探測距離需求的基礎上構建了預警探測體系,為航母編隊遠海對空作戰預警探測體系建立提供參考。

2 預警探測體系構建的要求

航母編隊在戰區內展開時,為了保障有效防空,對其預警探測體系的要求如下:

?關于觀察區域深度的要求

距離上應保證艦載機對水面艦艇編隊進行掩護,而且不影響協同作戰的需要;距離上應保證對兵力的引導和目標指示;距離上應保證對敵實施電子干擾。

?關于觀察系統工作時間的要求

在時間上應保證信息的傳輸。

?關于觀察系統能力的要求

遠程觀察區域內同時處理空中目標的數量。

?關于觀察系統信息可信度與精度的要求

信息要有較高的可信度;確定遠程空中目標的位置坐標和運動要素要有較高的精度。

3 預警探測距離需求

預警探測體系的構建是基于預警探測距離的基礎上進行的,以預警探測距離為依托。由于航母編隊參戰兵力的種類多,預警探測裝備性能存在差異,預警探測距離也不同。預警探測距離主要分為預警機預警探測距離和水面艦艇預警探測距離。

3.1 預警機預警探測距離需求

預警機預警探測距離首先要考慮艦載機的攔截距離,再根據攔截距離和我艦載機與導彈戰術技術參數來計算預警機的預警探測距離需求。

定義1 攔截距離D攔是指目標發射導彈對編隊進行攻擊的臨界距離,也即己方機載導彈命中即將發射武器的目標的距離。

由于敵對我攻擊的目標有航母、各種水面艦艇,因此,計算攔截距離時應考慮最大攔截距離,即目標對最外層兵力進行打擊時的攔截距離,其計算如下式:

其中,Sd為敵空艦導彈最大射程,vd為敵空艦導彈平均飛行速度,vw為我最外層兵力在敵導彈來襲方向速度,L為最外層兵力距離航母的距離。

定義2 預警機預警距離D預是指預警機發現目標的距離能夠保證己方從航母起飛的艦載機在最短時間內對目標進行成功攔截的距離。

從發現目標到空空導彈命中目標所需要的時間有:查明目標時間t1,編隊指揮部位傳遞信息的時間t2,指揮員定下決心及下達命令時間t3,艦載機起飛準備時間t4,艦載機飛向距預警線我空空導彈最大射程陣位時的飛行時間t5,發射空空導彈反應時間t6,空空導彈飛行時間t7。累計時間T,各時間節點如圖1所示。

圖1 時間節點關系圖

則預警機預警距離D預可由以下式子求得:

其中,vd飛為目標飛機平均飛行速度,S空為空空導彈最大射程,v飛為己方艦載機平均飛行速度,v空為空空導彈飛行速度。

3.2 水面艦艇預警探測距離需求

根據艦載防空導彈的最大射程和系統的反應時間得出艦載防空導彈在最大射距內攔截來襲目標的預警探測距離D水為:

其中,s為遠/近程防空哨戒艦艦空導彈射程;t1為查明目標的時間;t2為編隊指揮部位傳遞信息的時間;t3為編隊指揮員定下決心并下達任務的時間;t4為武器射擊準備時間;t5為艦船占領攻擊陣位的時間;t6為艦空導彈飛行時間;vd為目標的速度;v艦空為艦空導彈平均飛行速度。

4 預警探測體系的構建

航母編隊預警探測體系的合理構建可以提高編隊的預警探測能力,給編隊以更多的預警時間。預警探測的兵力包括衛星探測系統,預警機、艦載探測裝備。現根據航母編隊遠海對空作戰梯次縱深防御的思想來構建預警探測體系。

首先,隨著衛星技術的不斷發展,衛星探測系統越來越受到軍事強國的重視,它最突出的優點是覆蓋面廣,可以到達全球任何一個角落,在目標的發射階段就可以發現目標。因此,航母編隊預警探測體系的構建首先要充分利用好衛星探測系統,使編隊能夠早期作好準備,能夠根據態勢做出合理的行動。衛星探測系統利用太空軌道,具有相對固定,編隊指揮員只要考慮充分利用衛星探測系統,使其發揮最大效能。

其次,航母編隊的千里眼-預警機,它可以到達水面艦艇無法到達的區域給編隊提供預警,而且速度較快,靈活性好,預警探測精度高。目前,美軍在作戰時,通常將預警機部署在距離基準點150～200海里的區域,高度為9000m,其雷達直視距離R為392km,從而可以利用圖2計算得出一架預警機能夠承擔的預警范圍。

圖2 1架預警機預警探測范圍

當1架預警機執行預警任務時,其運動軌跡將沿威脅軸做往返運動,其所能覆蓋的威脅扇面角α大小為

由式(4)可計算得到當預警機處在150海里時能夠覆蓋的角度為110°,處于200海里時所能覆蓋的角度大小為94°,由于預警機要全空域探測,所以取200海里時所能覆蓋的角度作為1架預警機所能提供的預警扇面。因此,當威脅扇面角小于等于94°時,只要出動一架預警機就可完成預警探測任務,給編隊提供足夠的預警時間。

當敵從多個方向對我實施攻擊時,根據多方向攻擊戰術可知各攻擊方向的角度將可能超過94°。因此,從預警機所能覆蓋的威脅扇面角的角度來考慮的話,每艘航母最少應攜帶3架預警機才能滿足作戰需要。

最后,是水面艦艇預警探測體系的構建。對于水面艦艇預警探測體系,根據威脅扇面角的大小、艦載對空搜索探測設備最大作用距離、水面艦艇的數量、水面艦艇距航母本艦的距離來構建。水面艦艇預警探測體系構建的原則是能夠覆蓋全空域、全方位,最遠處最少應能發現交叉區內的所有目標。

通常情況下,水面艦艇的配置分為遠程防空、中程防空和掩護幕防空,這樣可以進行縱身防御,在較遠距離上未能有效攔截目標的情況下,能夠給內層較多的預警時間來攔截目標,保證航母的安全。假設航母編隊水面艦艇的預警探測設備技術戰術性能基本相同,水面艦艇的部署是以航母為中心的。因此,在導彈攔截區內將只考慮遠程防空艦艇預警探測體系的構建。

水面艦艇遠程預警探測體系,前出兵力可以圓型(以編隊主力為中心)配置,也可以線型或扇型配置。如果單純從防空角度看,最有效的配置是圓型。但是,由于受到前出兵力數量的限制,通常在最危險方向或敵人最有可能出現的方向上進行扇型配置,也是一種有效選擇。關于遠程對空觀察體系,最基本要求的初始數據是觀察體系的戰術特征和觀察區域深度。對觀察距離的要求應為D水。

至于觀察扇面的大小和部署方向同預警機時的情況一致。在滿足預警探測距離需求的同時,還要滿足艦載防空導彈的射程覆蓋整個威脅扇面,而且以艦載導彈最大射程為半徑的圓還要有一定的交叉。

水面艦艇前出的距離根據威脅的大小來部署,威脅較小時可以相對疏開,威脅較大時,應相對收縮,這樣有利于組織對空防御,當威脅強度較大時,應使各層水面艦艇的艦載導彈射程能夠覆蓋威脅扇面的情況下,盡量在較遠距離上攔截來襲目標。根據威脅扇面的大小來確定所需的水面艦艇數量,通常掩護幕艦艇導彈為近程彈,中遠程艦艇導彈為遠程導彈,而且各個區域的艦艇數量一般不超過3艘,由式(3)可知,在滿足艦空導彈預警探測距離需求的情況下,其發現距離將能夠覆蓋交叉區。因此,對于水面艦艇預警探測體系將主要考慮艦空導彈射程來構建。

由圖3可得遠程防空艦艇部署情況。

若遠程防空艦艇的數量n=1,則遠程防空艦部署在防空威脅軸上。

若n=2,遠程防空艦部署在威脅軸的兩側,分別部署在-α/4和+α/4處。

若n=3,遠程防空艦一艘部署在威脅軸上,另外兩艘部署在威脅軸的兩側,分別部署在-α/3和+α/3處。

圖3 水面艦艇部署圖

5 結語

航母編隊遠海對空作戰預警探測體系的構建將對航母編隊作戰提供參考,能夠保證編隊的安全。然而,體系的構建還受到很多因素的制約。比如,信息處理的容量,預警機能夠引導的艦載機數量等,這將使預警探測體系不能達到理想的狀態。下一步將綜合考慮這些因素以構建更加完善的預警探測體系,使其更加貼近實戰需要。

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