反導(dǎo)作戰(zhàn)殺傷效果評估方法研究*

劉 健 王玉冰,2 羅 亮

1.空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院，西安 710051 2.空軍地空導(dǎo)彈檢驗(yàn)所，陜西三原 713800

彈道導(dǎo)彈是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中最具威脅性的攻擊性武器之一。近年來，世界上擁有彈道導(dǎo)彈的國家不斷增多，其導(dǎo)彈數(shù)量、質(zhì)量和技術(shù)戰(zhàn)術(shù)性能也在不斷提高[1-5]。與之相對應(yīng)，反導(dǎo)作戰(zhàn)業(yè)已成為未來信息化局部戰(zhàn)爭的重要作戰(zhàn)模式之一。

反導(dǎo)作戰(zhàn)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。戰(zhàn)前，應(yīng)精選保衛(wèi)要地，合理部署反導(dǎo)兵器[6-7]；作戰(zhàn)過程中，須經(jīng)歷預(yù)警、跟蹤、真假目標(biāo)識別、可攔截性判斷、威脅評估、目標(biāo)分配、射擊、殺傷效果評估等環(huán)節(jié)[8-9]。

殺傷效果評估[9]是指對目標(biāo)是否被成功攔截所做出的判斷。殺傷效果評估的結(jié)果是決定是否對目標(biāo)實(shí)施后續(xù)打擊的主要判斷依據(jù)。殺傷效果評估迅速，可以縮短反導(dǎo)系統(tǒng)射擊周期，加快火力轉(zhuǎn)移。殺傷效果評估準(zhǔn)確，可以減少不必要的射擊，節(jié)省彈藥，也可對攔截不成功的目標(biāo)盡快進(jìn)行下一次攔截，提高反導(dǎo)作戰(zhàn)效能。因此，殺傷效果評估是反導(dǎo)作戰(zhàn)必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。

1 反導(dǎo)作戰(zhàn)殺傷效果評估與抗擊氣動目標(biāo)作戰(zhàn)殺傷效果評估的區(qū)別

反導(dǎo)作戰(zhàn)殺傷效果評估相對于抗擊氣動目標(biāo)作戰(zhàn)殺傷效果評估要重要很多，因?yàn)闅鈩幽繕?biāo)速度慢，通常是水平飛行，可以進(jìn)行區(qū)域多層攔截，而彈道導(dǎo)彈飛行速度快，并且在末段多在垂直面飛行，即使是殺傷區(qū)遠(yuǎn)界達(dá)幾百公里的高層反導(dǎo)系統(tǒng)，對其也可能只有2次攔截機(jī)會。因此，反導(dǎo)作戰(zhàn)過程中，必須迅速果斷地對殺傷效果做出準(zhǔn)確判斷。

反導(dǎo)作戰(zhàn)殺傷效果評估方法與抗擊氣動目標(biāo)作戰(zhàn)殺傷效果評估方法有一定區(qū)別。例如，若彈目遭遇后氣動目標(biāo)鉛垂方向速度分量增加，可認(rèn)為目標(biāo)被殺傷，此現(xiàn)象通常用來作為氣動目標(biāo)被成功攔截的重要依據(jù)；但是，就反導(dǎo)作戰(zhàn)而言，若目標(biāo)鉛垂方向速度分量增加，便認(rèn)為目標(biāo)被成功攔截是不合適的，因?yàn)閺椀缹?dǎo)彈在下降段，鉛垂方向速度本來就在增加。因此，反導(dǎo)作戰(zhàn)殺傷效果評估不同于抗擊氣動目標(biāo)作戰(zhàn)殺傷效果評估，有必要進(jìn)行專門的討論。

2 彈道導(dǎo)彈被成功攔截的含義

飛機(jī)類目標(biāo)被成功攔截一般是指目標(biāo)被毀傷。彈道導(dǎo)彈目標(biāo)被成功攔截，含義則有一定區(qū)別，其包含2個方面[10]：

1)彈頭毀傷

彈頭毀傷是指彈頭被攔截彈直接碰撞，造成彈頭爆炸、引燃或打啞。

2)任務(wù)殺傷

由于攔截彈的碰撞，使得來襲彈頭偏離原定的彈道，不能打擊預(yù)定的要地。這種情形下不管彈頭爆炸與否，均認(rèn)為是成功攔截，因?yàn)閺椀榔D(zhuǎn)使彈道導(dǎo)彈不能完成預(yù)定任務(wù)，從而使要地得到有效掩護(hù)。

3 反導(dǎo)殺傷效果評估準(zhǔn)則

反導(dǎo)殺傷效果評估的依據(jù)和目的，從軍事與工程兩個角度看是不一樣的。工程上主要通過靶彈的損傷來判斷殺傷效果，從而決定是否改進(jìn)攔截彈的某些性能指標(biāo)。軍事上，主要依賴于作戰(zhàn)信息來判斷殺傷效果，從而決定是否進(jìn)行下一次攔截。

由于彈目遭遇在很遠(yuǎn)的距離，因此反導(dǎo)殺傷效果評估主要依賴于雷達(dá)信息或攔截彈返回的圖像信息。雷達(dá)信息可能來自于制導(dǎo)雷達(dá)，也可能來自于遠(yuǎn)距離的跟蹤雷達(dá)，或是若干傳感器信息的綜合。攔截彈能否返回圖像信息與其性能有關(guān)。一般，KKV彈頭基本都具備返回圖像信息的能力。

反導(dǎo)殺傷效果評估是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。若攔截成功，攔截彈和目標(biāo)都可能產(chǎn)生一些特別現(xiàn)象。其中，攔截彈可能會產(chǎn)生下面現(xiàn)象：

1)攔截彈應(yīng)答信號消失或幅度急劇下降

若兩彈相撞，攔截彈損毀，便會發(fā)生攔截彈應(yīng)答信號消失或幅度急劇下降現(xiàn)象。

2)攔截彈跟蹤波門與目標(biāo)回波重合

若成功攔截，遭遇時攔截彈與目標(biāo)位于空間同一個點(diǎn)，因此會發(fā)生攔截彈跟蹤波門與目標(biāo)回波重合現(xiàn)象。

3)攔截彈返回的圖像顯示撞向目標(biāo)

攔截彈返回圖像發(fā)生在遭遇前，遭遇后目標(biāo)可能被毀傷，也可能發(fā)生彈道偏轉(zhuǎn)，甚至還有可能脫靶。依據(jù)返回圖像做出的判斷正確與否，與圖像產(chǎn)生的時機(jī)有很大關(guān)系。由于彈目交會時相對速度非常大，對于射程1000km的彈道導(dǎo)彈來說，如果成像時刻早于遭遇時刻10-7s，即使圖像顯示撞向目標(biāo)，在這10-7s中攔截彈與目標(biāo)完全可能擦身而過。

若攔截成功，被攔截目標(biāo)可能會產(chǎn)生下面現(xiàn)象：

1)目標(biāo)回波信號消失

在射擊前的跟蹤過程中也可能發(fā)生目標(biāo)跟蹤中斷的情況，但彈目遭遇時目標(biāo)距離較近，跟蹤已經(jīng)穩(wěn)定，此時目標(biāo)回波信號消失，基本可斷定目標(biāo)被成功攔截。

2)目標(biāo)回波信號分裂

攔截彈與目標(biāo)相撞后也可能使目標(biāo)碎成多塊，因而可能發(fā)生目標(biāo)回波信號分裂，目標(biāo)航路上可能會出現(xiàn)分離目標(biāo)的現(xiàn)象。

3)在遭遇后的一段時間內(nèi)目標(biāo)速度相對于遭遇前急劇減小

彈目遭遇后若目標(biāo)沒消失，由于兩彈相撞，目標(biāo)速度有可能急劇減小。但是，彈道導(dǎo)彈目標(biāo)與飛機(jī)類目標(biāo)不一樣，即使是正常飛行，其在高度方向一直有著較大變化的速度分量，并且上升段與下降段方向相反。因此，高度方向的速度變化難以作為判斷依據(jù)。但彈道導(dǎo)彈水平方向速度變化不是很大，尤其在自由段，因此水平方向速度的急劇變化可作為殺傷效果評估的主要依據(jù)。

4)目標(biāo)速度方向發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)

攔截彈與目標(biāo)相撞，有可能使目標(biāo)速度方向發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，但由于目標(biāo)彈道在正常情況下也會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此必須明確較大的偏轉(zhuǎn)是否發(fā)生在遭遇時刻，并對偏轉(zhuǎn)的程度進(jìn)行定量分析。

戰(zhàn)場中多種因素的影響可能導(dǎo)致雷達(dá)信號不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生誤判，所以，這些現(xiàn)象只是必要條件，而非充分條件。此外，彈道導(dǎo)彈一般用于打擊特別重要的要地，一旦落地，后果不堪設(shè)想。所以，寧愿將攔截成功的彈道導(dǎo)彈誤判為攔截不成功，再次進(jìn)行射擊，也不能放過漏網(wǎng)之魚。因此，判斷為攔截成功應(yīng)該小心慎重。由于反導(dǎo)實(shí)驗(yàn)少，數(shù)據(jù)缺乏，因此，從作戰(zhàn)指揮角度給出下面評估準(zhǔn)則：當(dāng)攔截彈、目標(biāo)都呈現(xiàn)出上述特別現(xiàn)象時，可認(rèn)為攔截成功。上述現(xiàn)象部分是相互排斥的，不一定都會出現(xiàn)，所以，當(dāng)彈目遭遇時，若攔截彈呈現(xiàn)3種現(xiàn)象之一并且目標(biāo)呈現(xiàn)4種現(xiàn)象之一，可認(rèn)為成功攔截。上述現(xiàn)象中有些情況必須進(jìn)行定量分析，有些情況下對雷達(dá)顯示屏進(jìn)行觀測便可給出直觀判斷。

4 反導(dǎo)殺傷效果評估方法

殺傷效果評估方法建立在殺傷效果評估準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上。在上述現(xiàn)象中，下列現(xiàn)象可通過觀測得到，從而判斷目標(biāo)被成功攔截：

1)目標(biāo)回波信號消失；

2)目標(biāo)回波信號分裂；

3)攔截彈應(yīng)答信號消失或幅度急劇下降；

4)攔截彈跟蹤波門與目標(biāo)回波重合。

下面現(xiàn)象通過觀察難以給出準(zhǔn)確的判斷，必須進(jìn)行定量分析：

1)在遭遇后的一段時間內(nèi)目標(biāo)速度相對于遭遇前急劇減小；

2)目標(biāo)速度方向發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)；

3)攔截彈返回的圖像顯示撞向目標(biāo)。

為此，建立上述3種情況的評估模型：

1)目標(biāo)水平速度急劇減小的判斷

2)目標(biāo)速度方向發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)的判斷

在彈目遭遇的前后幾秒內(nèi)，記錄目標(biāo)速度及方向，若前后速度方向偏差較大，超過了預(yù)定值，可認(rèn)為目標(biāo)被攔截成功。

其中κ為系數(shù)，κ>1；|Δφ0|為彈道導(dǎo)彈彈道本身的方向偏轉(zhuǎn)量，與彈道導(dǎo)彈當(dāng)前空間位置有關(guān)。

3)攔截彈返回圖像顯示撞向目標(biāo)的時間判斷

攔截彈撞向目標(biāo)之前，返回圖像會顯示其迎向目標(biāo)運(yùn)動。關(guān)鍵問題是圖像產(chǎn)生的時刻。前面已指出，對于射程1000km的彈道導(dǎo)彈來說，成像時刻若早于遭遇時刻10-7s，即使圖像顯示撞向目標(biāo)，也可能發(fā)生彈目錯過的情況。而這種數(shù)量級的時間差，指揮員的直覺是無法分辨的，只能借助于儀器。因此，在攔截彈返回圖像顯示撞向目標(biāo)的情形下，若

|tcx-tzy|<Δtε

可認(rèn)為攔截彈撞向目標(biāo)，其中tcx為攔截彈成像時刻；tzy為彈目遭遇時刻，即制導(dǎo)雷達(dá)到攔截彈斜距等于制導(dǎo)雷達(dá)到目標(biāo)斜距的那一瞬間；Δtε為允許的時間差，與目標(biāo)彈長、遭遇時攔截彈速度、目標(biāo)速度、交會角等因素有關(guān)。

由于成像及數(shù)據(jù)傳輸存在時延，因此攔截彈與地面設(shè)備的時間校準(zhǔn)應(yīng)到10-8秒級。

5 反導(dǎo)殺傷效果判斷邏輯

由于評估準(zhǔn)則為：攔截彈呈現(xiàn)3種現(xiàn)象之一，并且目標(biāo)呈現(xiàn)4種現(xiàn)象之一，即為成功攔截。由此，得殺傷效果判斷邏輯如圖1。

圖1 殺傷效果判斷邏輯

6 結(jié)語

殺傷效果評估方法應(yīng)建立在實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)或仿真數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。但是，反導(dǎo)實(shí)驗(yàn)代價(jià)甚高，數(shù)據(jù)難以獲得，而目前所做的反導(dǎo)作戰(zhàn)仿真，主要表現(xiàn)在彈道和剛體運(yùn)動的模擬上，很難到殺傷效果評估所要求的物理級別。由于缺少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，本文所提出的殺傷效果評估準(zhǔn)則和模型方法，基本是基于理論分析和研究經(jīng)驗(yàn)，有待進(jìn)一步深入探討。

參 考 文 獻(xiàn)

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