對抗條件下155mm車載炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能研究＊

汪 洋

（陸軍軍官學院 合肥 230031）

1 引言

155mm車載炮武器系統(tǒng)是一種將傳統(tǒng)牽引火炮、牽引車、自動供輸彈系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等有機集成為整體的新型炮兵壓制武器系統(tǒng)，具有火力反應(yīng)快、機動性強、火力猛、效費比高等特點。本文在對155mm車載炮作戰(zhàn)效能評估時，選取美軍M109式155mm榴彈炮兵連為主要火力對抗對象。我方155mm車載炮連以6門制，在敵我雙方現(xiàn)有武器裝備、部隊編制、戰(zhàn)斗行動特點等條件下進行作戰(zhàn)對抗模擬。現(xiàn)代戰(zhàn)爭是諸軍兵種的協(xié)同作戰(zhàn)，作戰(zhàn)區(qū)域大，情況復雜，各軍兵種及諸多因素直接或間接地影響著戰(zhàn)斗的進程及結(jié)果，不可能將作戰(zhàn)系統(tǒng)的一切方面模型化，也根本不存在能夠描述和解決作戰(zhàn)問題各個方面的模型。因此作戰(zhàn)想定也只是描述對抗雙方對各種不同目標壓制或破壞射擊的局部戰(zhàn)斗過程。為了使計算結(jié)果具有平均性質(zhì)，在選擇敵我雙方作戰(zhàn)條件如作戰(zhàn)地域地形、作戰(zhàn)環(huán)境、戰(zhàn)斗編組、戰(zhàn)斗隊形的配置以及各戰(zhàn)斗階段的劃分等方面時，均采用敵我雙方規(guī)定的標準條件和平均數(shù)據(jù)。

2 輪流對抗的作戰(zhàn)效能模型

對抗條件下作戰(zhàn)效能評估，選用的效能評估指標是敵我毀傷概率，毀傷概率的計算采用炸點最佳分布時毀傷概率計算模型，對抗條件下毀傷概率的計算采用確定性火力對抗中的輪流對抗模型。所謂輪流對抗是指戰(zhàn)斗中作戰(zhàn)雙方輪流開火，每一方都在另一方射擊的結(jié)果明確之后進行對抗。如果有一方被毀傷，對抗即告結(jié)束。輪流對抗的主要樣

式有：我方先發(fā)射，敵后發(fā)射；敵方先發(fā)射，我后發(fā)射；單方武器發(fā)射數(shù)次后才開始對抗等。

2.1 我方先發(fā)射，敵后發(fā)射

若實施N個回合，則我方武器毀傷敵方的概率R為：

敵方武器毀傷我方的概率Q為：

若各次發(fā)射獨立且發(fā)射毀傷概率相同，則

2.2 敵方先發(fā)射，我后發(fā)射

若我方武器在第一次發(fā)射前未被毀傷，隨即開始輪流對抗，我方此時就是在未被毀傷條件下的先敵發(fā)射。若N個回合對抗攻擊，各次發(fā)射獨立且各次發(fā)射毀傷的概率相同，分別為p和q。

則我方武器毀傷敵方的概率R為

敵方武器毀傷我方的概率Q為

2.3 單方武器發(fā)射數(shù)次后才開始對抗

雙方的火力對抗若是從我方武器發(fā)射數(shù)次（如m次）后開始，對抗次數(shù)限制為N－m個回合，雙方各次發(fā)射獨立且各次發(fā)射毀傷的概率相同，分別為p和q。

則我方武器毀傷目標的概率R為

敵方武器毀傷我方的概率Q為

3 隨機性多對多對抗的作戰(zhàn)效能模型

在雙方有許多戰(zhàn)斗單位進行的火力對抗中，各單個戰(zhàn)斗單位的每一次發(fā)射的時刻都是隨機的，無法用確定性模型來逐段分析并計算出射擊效率指標。本文以M∶N格斗為例建立模型，M∶N格斗就是M件武器與N件武器的對抗。這里選取m門火炮與n輛坦克對抗（m＞1，n＞1，n≥m），隨著m與n的增加，考慮的結(jié)果不再是全部可能的戰(zhàn)斗結(jié)局的概率，而是雙方毀傷目標數(shù)的數(shù)學期望和方差。處理的方法是將集群戰(zhàn)斗分解為m個獨立的基本戰(zhàn)斗，每一個基本戰(zhàn)斗是一門火炮與一輛或n輛坦克進行對抗。令X和Y為集群戰(zhàn)斗中毀傷的坦克數(shù)和火炮數(shù)，則有：

式中：Xi為第i個基本戰(zhàn)斗中毀傷的坦克數(shù)；Yi為第i個基本戰(zhàn)斗中毀傷的火炮數(shù)。

隨機變量X和Y的數(shù)學期望和方差分別為

式中：M（Xi）、D（Xi）為第i基本戰(zhàn)斗中毀傷坦克數(shù)的數(shù)學期望、方差；M（Yi）、D（Yi）為第i基本戰(zhàn)斗中毀傷火炮數(shù)的數(shù)學期望、方差。

因此求出M（Xi）、M（Yi）、D（Xi）、D（Yi），即可獲得集群戰(zhàn)斗中雙方毀傷目標數(shù)的數(shù)學期望。

僅以某一基本戰(zhàn)斗簡單對抗為例來說明求M（Xi）、D（Xi）等的方法。假設(shè)對抗為一門火炮對一輛坦克，可能狀態(tài)為C1，C2，C3，戰(zhàn)斗持續(xù)時間不超過T，至時間T各種狀態(tài)的概率為p1（T），p2（T），p3（T）。隨機變量Xi只有兩個可能值：0和1，它們的概率分別是：

同理，M（Yi）＝p3（T）

用同樣的分析可以求出基本戰(zhàn)斗為一門火炮與兩輛坦克和一門火炮與三輛坦克（或更多坦克）對抗的M（Xi），D（Xi），M（Yi），D（Yi），進而求出M（x），D（x）。

4 作戰(zhàn)效能評估計算

作戰(zhàn)效能評估時，對抗效果通常由指標θ衡量，θ＝pB／pA，其中pB為我方對敵毀傷程度；pA為敵方對我毀傷程度。由此可知：θ＜1時，我方被敵毀傷程度大于我方毀傷敵程度，失大于得；θ＝1時，我方被敵毀傷程度等于我方毀傷敵程度，得失相當；θ＞1時，我方被敵毀傷程度小于我方毀傷敵程度，得大于失。即θ越大，對抗效果越好。本文主要對我超前射擊、同時射擊、敵超前射擊和部分機動射擊四種對抗樣式進行評估計算。

4.1 我超前射擊對抗時作戰(zhàn)效能評估計算

選取我18門制155mm車載炮兵營與敵8門制M109式155mm自行榴彈炮兵連對抗，我炮兵營行重迭射擊，適寬射向（I＝正面／20），敵僅對我炮營其中一個連射擊。

1）我炮兵營超前1min射擊，首群射彈42s時落達敵陣地，爾后間隔15s落達第二群，敵發(fā)射第一發(fā)之前已被我兩群炮彈毀傷一部分，此時敵方僅能用剩余火炮對我射擊，爾后雙方輪流對抗。我營超前1、3、5min對抗，敵我毀傷程度如表1所示。

表1 我炮兵營與敵炮兵連超前對抗毀傷程度

對抗結(jié)果分析：我炮兵營超前射擊1min至2min時能完成臨時壓制射擊任務(wù)，超前射擊3min時只能一般壓制敵炮兵連。超前時間越多，對抗效果指標越大，即對抗越有利。

2）我炮兵營采用最優(yōu)火力分配，超前5min射擊時，對敵毀傷程度如表2所示。

表2 最優(yōu)火力分配超前對抗（5min）對敵毀傷程度

對抗結(jié)果分析：采用最優(yōu)火力分配，比常規(guī)火力分配情況下在5min內(nèi)對敵毀傷程度提高60%。

3）我兵力為一個連時，計算結(jié)果如表3所示。

表3 我炮兵連對敵炮兵連超前對抗（5min）毀傷程度

表4 不同陣地幅員時敵對我毀傷程度（%）

對抗結(jié)果分析：我炮兵連比敵炮兵連火炮數(shù)少兩門，炮彈數(shù)也少，即使是超前對抗也是得不償失（θ＝0.53），因此對抗的兵力應(yīng)選用炮兵營對敵炮兵連進行對抗。

4）我采用不同陣地配置幅員時，敵對我陣地幅員1000×500和500×250的毀傷程度如表4所示。

對抗結(jié)果分析：陣地疏散配置，對抗時敵方對我方的毀傷減少近一半。

4.2 同時射擊對抗時作戰(zhàn)效能評估計算

選取我炮兵營與敵炮兵連同時發(fā)射，敵僅對我一個連射擊。對抗時，發(fā)射完前3發(fā)時雙方均未遭炮擊，第4發(fā)時開始遭對方炮擊。計算結(jié)果如表5所示。

表5 同時對抗時敵我毀傷程度

對抗結(jié)果分析：雖然表面上我與敵兵力是三個連比一個連，但實際炮數(shù)應(yīng)是2.25：1；我對敵毀傷仍大于敵對我的毀傷。

4.3 敵超前射擊對抗時作戰(zhàn)效能評估計算

敵炮兵連超前射擊我炮兵營的其中一個連，我炮兵營遲后反擊，爾后雙方輪流對抗。敵我毀傷程度如表6所示。

表6 我遲后對抗時敵我毀傷程度

對抗結(jié)果分析：

1）我與敵對抗，遲后時間為l～3min時，θ＝1.35～1.07，基本上得失相當；遲后時間5min時，θ＝0.90，已得不償失。因此遲后對抗時，遲后時間應(yīng)盡量不大于2min。

2）超前5min與遲后5min對抗效果指標分別為2.97和0.9，毀傷程度也由45.2%降低到30.3%，由此可知超前射擊占優(yōu)勢。

4.4 部分機動射擊對抗時作戰(zhàn)效能評估計算

我炮兵營與敵炮兵連對抗，敵方僅對我一個連射擊，我遭炮擊的炮兵連轉(zhuǎn)移陣地，另兩個連繼續(xù)對抗。經(jīng)計算對敵的毀傷效果仍然較好，2min時達10%，4min時達19.5%，接近一般壓制。因此，在對抗時可采用輪流轉(zhuǎn)移陣地的方式，有利于保存自己，消滅敵人。

5 作戰(zhàn)效能評估結(jié)果

5.1 對抗樣式的選擇

力爭超前射擊，其次是同時對抗，盡量不要遲后對抗。遲后時間不得超過2min，而且應(yīng)力爭快速反擊，贏得主動。

5.2 對抗兵力之比

對抗兵力之比應(yīng)選取3∶1～6∶1。我兩個18門制155mm車載炮兵營的兵力，與敵一個24門制M109式155mm榴彈炮兵營在火力對抗上接近，在對抗時若兵力小于2∶1，則我方處于劣勢。

5.3 對抗策略

1）力爭先敵發(fā)現(xiàn)。充分利用偵察衛(wèi)星、炮位偵察雷達、無人機、懸浮電視偵察彈等先進偵察手段偵察目標，利用聲測、飛機偵察和各級指揮（觀察）所偵察目標，必要時派遣敵后偵察組偵察。采用戰(zhàn)術(shù)欺騙，幾門火炮在不同陣地上行單炮多發(fā)同時彈著射擊，誘敵開火，以便我炮位偵察雷達捕捉敵炮位。

2）力爭先敵開火。建立高速有效地偵察系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)和指揮自動化系統(tǒng)；還要有訓練有素、反應(yīng)靈敏的快速火力反擊機動力量。

3）頻繁陣地轉(zhuǎn)移。隨著信息化偵察裝備的大量運用，戰(zhàn)場呈現(xiàn)透明化，陣地易被敵發(fā)現(xiàn)。而且，對抗時采用輪流轉(zhuǎn)移陣地的對抗方法，可發(fā)揮我火炮機動性能好的優(yōu)勢，有效的保存自己，提高戰(zhàn)場生存能力。

4）縮短對抗時間。155mm車載火炮應(yīng)適應(yīng)信息化作戰(zhàn)特點，采取“打了就跑、停下就打”的辦法，廣泛機動，盡量縮短對抗時間，一般控制在平均3min以內(nèi)為宜。

5）陣地幅員適度。炮兵連陣地配置幅員應(yīng)選擇正面800～1000m，縱深400～600m，以更好地降低我被敵毀傷概率，發(fā)揮系統(tǒng)性能優(yōu)勢，提高作戰(zhàn)效益。

6 結(jié)語

本文選取美軍M109式155mm榴彈炮兵連為主要火力對抗對象，通過建立輪流對抗的作戰(zhàn)效能模型，定量分析了155mm車載炮武器系統(tǒng)在敵我雙方現(xiàn)有武器裝備、部隊編制、戰(zhàn)斗行動特點等條件下的作戰(zhàn)效能，得出在現(xiàn)代作戰(zhàn)形式下該武器系統(tǒng)的使用規(guī)律和對抗策略，可為部隊訓練和作戰(zhàn)運用提供參考。

［1］劉斌輝，劉陽.機動作戰(zhàn)炮兵運用研究［M］.沈陽：白山出版社，2004，6

［2］劉奇志.武器作戰(zhàn)能力量化的條件及函數(shù)關(guān)系［J］.軍事系統(tǒng)工程，1994（3）：53～56

［3］張月峰，蕭元星.用冪指數(shù)法評估壓制火炮的火力壓制能［J］.火炮發(fā)射與控制學報，2006（1）：10～13

［4］董樹軍.作戰(zhàn)效能評估理論與方法［M］.北京：解放軍出版社，2006：94～103

［5］卜先錦，陽東升.作戰(zhàn)過程設(shè)計策略及其優(yōu)選模型［J］.火力與指揮控制，2006（5）：19～20

［6］高浩珉.層次分析法的 Matlab實現(xiàn)［J］.工院學報，2005（6）：16～18

［8］武小悅，劉琦.裝備可靠性試驗與評價技術(shù)的進展［J］.飛行器測控學報，2007，26（5）

［9］劉樹海.作戰(zhàn)決策理論和方法［M］.合肥：解放軍炮兵學院，2000

［10］邢利華，劉式宋.炮兵精確打擊指揮信息系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估［J］.計算機與數(shù)字工程，2010，38（1）

［11］李云茹.戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈及其應(yīng)用技術(shù)［J］.中國電子科學研究院學報，2007（5）