考慮持續時間的聯合火力戰毀傷效果評估*

郝艷紅 李文濤

(解放軍炮兵學院五系43隊 合肥 230031)

1 引言

當前聯合火力戰毀傷效能研究的思路是:針對一定區域內的目標,按照毀傷程度的要求,計算相應的彈藥消耗量。對于不帶制導手段的傳統火力兵器來說,火力毀傷基本上是采取面覆蓋的方式進行目標毀傷。假設對于一定目標區域內的目標,毀傷程度要求為30%對應的彈藥消耗量為100發,按照這種計算方法,毀傷程度為60%相對應的彈藥消耗量為200發[1]。如果這些彈藥是在同一時刻落在目標上,則這種計算方法完全正確。事實上彈藥落達目標是有一定持續時間的,隨著打擊時間的推移,目標區域內目標的數目會逐步減少,而且由于目標進行隱藏、機動等因素,使原有目標區域內目標的分布密度急劇降低,使得同樣多的彈藥在打擊后期不可能和打擊開始時一樣毀傷相同的目標數。要想毀傷同樣多的目標,需要更多的彈藥[2]。基于此,本文對考慮持續時間的聯合火力戰火力毀傷效果進行一定的探討。

2 目標數變化模型建立

首先做如下假設[3～4]:

1)不考慮帶有制導手段的打擊兵器彈藥,在此處以普通炮彈為例進行研究;

2)目標為同一類均勻分布的面積目標,本文在此僅考慮固定目標;

3)炮彈均勻分布在目標區域內。

對于整個目標區域內來說,假設t0時刻目標區域內有目標N(t0)個,則有:

式中:m為t0到t0+t時間內發射的彈藥數;S0為單發炮彈的有效殺傷面積;S為目標區域總面積;P0為單發炮彈對目標的毀傷概率。

3 目標數變化模型求解

對上面建立的模型求解,有:

從式(2)可以發現,目標數量與目標所在的區域面積、單位時間內的落彈數、單發炮彈的有效殺傷面積、單發彈對目標的毀傷概率、以及持續打擊時間有關,且目標數與時間之間是負指數關系。對于同種類炮彈來說,其對一定目標的毀傷概率P0為一個常量,其對目標的有效殺傷面積S0也為一個常量,因而需要考察目標數與所在的區域、單位時間內的落彈數以及持續打擊時間之間的關系。

4 目標數變化模型分析

4.1 目標數與目標所在區域面積之間的關系

假設單炮的有效殺傷面積S0為1,目標數N0為20,單位時間內發射的彈藥數m為30,單發炮彈對目標的毀傷概率P0為0.6;假設目標區域面積S分別為100、200、300,使用Matlab仿真得到圖1。

從圖1可以看出,隨著目標區域面積的變大,單位時間內的目標減少數明顯降低,使得聯合火力戰打擊效果明顯降低。作為防守一方,要想提高目標在聯合火力打擊下的生存概率,就應該增加目標的配置區域面積,也就是使目標盡可能的疏散配置,從而可以有效的提高目標的生存概率。

4.2 目標數與單位時間落彈數之間的關系

假設單炮的有效殺傷面積S0為1,目標數N0為20,目標區域面積S為100,單發炮彈對目標的毀傷概率P0為0.6;假設單位時間內發射的彈藥數m 分別為10、20、30,使用Matlab仿真得到圖2。

從圖2可以看出,隨著單位時間落彈數的增加,單位時間內的目標數明顯減少。要想增加聯合火力打擊的毀傷效果,盡可能的達成全部或部分戰役目的,就必須盡可能的增加單位時間內的落彈數。對于炮兵而言,在不能增加同時實施打擊的火炮數的情況下,就應盡可能的采用一些技術戰術手段,如突然、猛烈對敵實施攻擊,采用單炮多發同時彈著等方法,增加單位時間內的落彈數[5]。

4.3 目標數與持續打擊時間之間的關系

假設單炮的有效殺傷面積S0為1,目標數 N0為20,單位時間內發射的彈藥數m為30,單發炮彈對目標的毀傷概率P0為0.7,目標區域面積S為100,使用Matlab仿真得到圖3。

從圖3可以發現:隨著打擊時間的進行,在0～7min內,目標數發生了急劇變化,在 7～15min內,目標數的減少趨于平緩,在15min以后,目標數的減少隨時間的變化不明顯。因而應盡可能的控制打擊時間,如本例的打擊時間就應控制在15min以內。如果一味的依靠長時間持續的火力打擊,對目標的毀傷程度增加的效果并不明顯,只會造成嚴重的彈藥浪費。

回到引言中所提出的問題,假設毀傷程度為30%對應的打擊時間為t1,彈藥消耗量為100發,單位時間內的落彈數不變,考察毀傷程度為60%相對應的打擊時間t2及相對應的彈藥消耗量。

從圖4可以發現,在打擊時間為1.7min時,毀傷目標數30%,使目標幸存數為14;而在打擊時間為4.4min時,毀傷目標數60%,使目標幸存數為8。由于單位時間內落彈數相同,使得初期100發炮彈可以使目標毀傷程度達到30%,而接下來要使用159發炮彈才能使目標毀傷程度再增加30%,共計259發炮彈使得目標毀傷程度達到60%。而不是原有計算方法計算得出的200發炮彈。

5 結語

本文僅僅考察了固定目標隨時間持續的變化情況,對于機動目標來說,由于目標的移動變化,使得目標的面積也隨時間的變化而變化;對于集群目標來說,目標不可能是完全按照文中的假設分布,完全是不規則分布的,因而在研究的過程中,需要考慮加上相應的權重;對于實際作戰來說,情況更復雜,需要更進一步的深入研究。

[1]任富興,等.聯合火力戰指揮控制理論[M].北京:解放軍出版社,2008,1

[2]袁建才,等.陸軍炮兵射擊理論[M].合肥:合肥炮兵學院,1994,9

[3]任富興,等.聯合火力戰毀傷理論[M].北京:解放軍出版社,2010,10

[3]陳宏,等.陸軍師炮兵火力毀傷指標確定方法[J].射擊學報,2008(4)

[4]許梅生,等.信息化條件下目標火力毀傷評估判據庫建立與分析[J].2009(1)