對觸發(fā)型戰(zhàn)斗部反艦導(dǎo)彈質(zhì)心干擾效果的評估

劉維國，徐志強(qiáng)

（解放軍91550部隊(duì)，大連116023）

0 引 言

質(zhì)心干擾是用來干擾導(dǎo)彈的自導(dǎo)段，其目的是保護(hù)艦艇免遭導(dǎo)彈的攻擊和破壞。就此而言，評估干擾的有效與無效應(yīng)以艦艇是否受到威脅為準(zhǔn)，對應(yīng)于干擾效果的參數(shù)指標(biāo)就是在末制導(dǎo)雷達(dá)的有效工作時(shí)間里干擾所造成的導(dǎo)彈方位偏角的大小。為此，在實(shí)際使用艦艇進(jìn)行質(zhì)心干擾試驗(yàn)時(shí)，評估觸發(fā)型戰(zhàn)斗部導(dǎo)彈質(zhì)心干擾效果應(yīng)結(jié)合目標(biāo)的機(jī)動(dòng)，通過設(shè)計(jì)目標(biāo)艦的機(jī)動(dòng)達(dá)到檢驗(yàn)質(zhì)心干擾效果的目的。

1 質(zhì)心干擾效果的評估機(jī)理

在無干擾的條件下，導(dǎo)彈按預(yù)定彈道飛抵目標(biāo)，由于質(zhì)心干擾的使用，末制導(dǎo)雷達(dá)產(chǎn)生了方位誤差角a，致使導(dǎo)彈沿著偏離目標(biāo)的方向飛行，a越大，導(dǎo)彈偏離目標(biāo)越遠(yuǎn)，目標(biāo)的生存概率越大；反之亦然。因此，對于反艦導(dǎo)彈來說，質(zhì)心干擾的目的就是造成盡可能大的末制導(dǎo)雷達(dá)方位誤差角a，使導(dǎo)彈最大限度地偏離目標(biāo)艦，如圖1所示［1］。

圖1 導(dǎo)彈飛行彈道示意圖

在試驗(yàn)中，由于以雷達(dá)機(jī)械軸指向目標(biāo)艦，電軸指向合成能量中心，因而錄取的末制導(dǎo)雷達(dá)的航向電壓所對應(yīng)的航向偏離ah就等同于圖1所示的a。因此，質(zhì)心干擾效果的評估就是依據(jù)所錄取的航向電壓角的量值為準(zhǔn)則，確定艦艇受導(dǎo)彈的威脅程度，從而判定干擾效果的優(yōu)劣。

2 有效干擾時(shí)間的確定

在試驗(yàn)條件下，由于通常采取在岸上架設(shè)末制導(dǎo)雷達(dá)的方法，末制導(dǎo)雷達(dá)與目標(biāo)的距離基本不動(dòng)，那么在干擾理想發(fā)揮的情況下，一般都會(huì)造成一定的末制導(dǎo)航向偏離角。但是考慮到導(dǎo)彈的動(dòng)態(tài)飛行，實(shí)際上起干擾效果的ah只是在末制導(dǎo)雷達(dá)的有效工作時(shí)間內(nèi)的角度值。因此，確定有效干擾時(shí)間對于評估干擾效果具有重要的含義。

設(shè)導(dǎo)彈飛行的速度為Vm，末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)距離為Rk，導(dǎo)彈失控距離為Rsk，則末制導(dǎo)雷達(dá)的有效工作時(shí)間為：

那么質(zhì)心干擾的有效干擾時(shí)間就為：

式中：tsg為末制導(dǎo)雷達(dá)從開機(jī)搜索轉(zhuǎn)入跟蹤所用的時(shí)間為失控距離所對應(yīng)的導(dǎo)彈飛行時(shí)間的意義是導(dǎo)彈自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)只能在導(dǎo)彈與目標(biāo)之間的距離大于某一數(shù)值時(shí)才能起作用。

由于導(dǎo)彈的操作慣性，操作系統(tǒng)在執(zhí)行測角系統(tǒng)的操作指令時(shí)，存在著等效延遲時(shí)間τ0。在τ0時(shí)間以前，由于雷達(dá)測得的干擾所造成的偏離值，在導(dǎo)彈與目標(biāo)相遇時(shí)來不及修正，此時(shí)所造成的干擾無效。

此外，導(dǎo)彈有最小轉(zhuǎn)彎半徑要求的最大允許徑向距離，即在導(dǎo)彈與目標(biāo)相距某一距離的時(shí)刻以前已有質(zhì)心偏離角ahΔ，修正飛行方向時(shí)，由于導(dǎo)彈轉(zhuǎn)彎半徑的限制，致使導(dǎo)彈轉(zhuǎn)向飛行的弧徑和導(dǎo)彈與目標(biāo)相遇的原始方向上重合或基本重合，導(dǎo)彈還是擊中目標(biāo)或危及目標(biāo)，此時(shí)所造成的干擾亦無效。

trz就是指上述2種時(shí)間的綜合，即在trz時(shí)間內(nèi)所形成的航向偏角對干擾效果沒有意義。評估干擾效果的優(yōu)劣取決于式（2）所限定的有效干擾時(shí)間內(nèi)干擾所造成的航向偏角ah，大于tzy的任何時(shí)刻產(chǎn)生的ah皆認(rèn)為對干擾效果無貢獻(xiàn)。

3 對觸發(fā)型導(dǎo)彈質(zhì)心干擾的評估

3.1 假設(shè)條件

假設(shè)反艦導(dǎo)彈多采用觸發(fā)式引信，對觸發(fā)式引信直接殺傷型導(dǎo)彈實(shí)施質(zhì)心干擾效果的評估方法與準(zhǔn)則首先作如下假設(shè)：

（1）末制導(dǎo)雷達(dá)電軸的指向?yàn)閷?dǎo)彈的飛行方向，且導(dǎo)彈沿該指向直線飛行。

（2）雷達(dá)電軸的跟蹤點(diǎn)為導(dǎo)彈的瞄準(zhǔn)跟蹤點(diǎn)，導(dǎo)彈的最終落點(diǎn)中心在瞄準(zhǔn)點(diǎn)上。

（3）干擾質(zhì)心點(diǎn)與艦艇相對于導(dǎo)彈方向的縱向距離為零。

（4）不考慮大目標(biāo)效應(yīng)。

3.2 無質(zhì)心干擾條件下，導(dǎo)彈命中目標(biāo)的概率［2］

在假設(shè)條件成立的前提下，對于觸發(fā)型導(dǎo)彈的干擾效果應(yīng)以導(dǎo)彈的自導(dǎo)命中概率的降低為評定準(zhǔn)則。

設(shè)艦艇長為L，寬為W，垂直投影等效為一矩形，又設(shè)Y方向?yàn)閷?dǎo)彈的自導(dǎo)段飛行方向，則目標(biāo)在垂直于導(dǎo)彈來襲方向水平面的投影如圖2所示。導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)點(diǎn)的投影點(diǎn)為A，在不考慮系統(tǒng)誤差及隨機(jī)誤差帶來的脫靶的條件下，導(dǎo)彈在橫向的最終落點(diǎn)是以A為散布中心的正態(tài)分布（在此不考慮導(dǎo)彈落點(diǎn)的高度散布）：

圖2 艦艇在垂直于導(dǎo)彈來襲方向水平面的投影

則導(dǎo)彈自導(dǎo)命中艦艇的概率為：

式中：Em為自導(dǎo)中間偏差；qm為艦艇的中心軸線與導(dǎo)彈來襲方向的夾角

3.3 質(zhì)心干擾條件下導(dǎo)彈命中目標(biāo)的概率

設(shè)在導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)后的某一時(shí)刻tzyi，質(zhì)心干擾造成雷達(dá)電軸偏離目標(biāo)中心的航向角為ah，在不考慮質(zhì)心與目標(biāo)相對于導(dǎo)彈方向的縱向距離的條件下，此時(shí)導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)質(zhì)心點(diǎn)C，如圖3所示。

圖3 目標(biāo)質(zhì)心相對位置關(guān)系

C點(diǎn)到目標(biāo)中心的距離為rm，rm用下式近似計(jì)算：

式中：tzyi應(yīng)滿足tzyi＜tzy－tsg。

若不考慮導(dǎo)彈系統(tǒng)誤差，導(dǎo)彈的最終落點(diǎn)是以C為散布中心的正態(tài)分布，則在此條件下導(dǎo)彈命中艦艇的概率為［3］：

根據(jù)以上所述，為了評估質(zhì)心干擾對觸發(fā)型導(dǎo)彈的干擾效果，就是要看其對導(dǎo)彈的自導(dǎo)命中概率的降低程度。自導(dǎo)命中概率的損失程度直接表征了干擾效果的優(yōu)劣，因此，用式（4）除以式（7），則得出導(dǎo)彈自導(dǎo)命中概率的降損比，用Kds表示：

可以看出Pd與艦艇投影到導(dǎo)彈來襲方向上的長度、干擾的形成時(shí)間及相應(yīng)的ah、導(dǎo)彈飛行速度有關(guān)。

4 目標(biāo)機(jī)動(dòng)對質(zhì)心干擾效果的影響

目標(biāo)艦的機(jī)動(dòng)與很多因素有關(guān)，其機(jī)動(dòng)起始時(shí)間決定于箔條云的散開性能、箔條炸點(diǎn)與艦艇的相對位置，機(jī)動(dòng)方向取決于風(fēng)速、風(fēng)向、艦艇進(jìn)入發(fā)射點(diǎn)的航向及導(dǎo)彈來襲方向。一般情況下，艦艇沿著垂直于雷達(dá)波束的方向機(jī)動(dòng)，則跑出波束的時(shí)間最短。但由于正橫航行時(shí)，艦艇的雷達(dá)截面積較大，質(zhì)心距離在初始段很小，因此，在艦艇正橫進(jìn)入發(fā)射點(diǎn)條件下，干擾系統(tǒng)發(fā)射箔條彈后，艦艇可適當(dāng)作轉(zhuǎn)彎機(jī)動(dòng)。在箔條云形成的雷達(dá)截面積為艦艇雷達(dá)截面積的1.5倍后，再沿垂直于雷達(dá)波束方向規(guī)避。對于其它的進(jìn)入方向（艦艇的艏艉向進(jìn)入除外），艦艇不必作轉(zhuǎn)彎機(jī)動(dòng)，這樣對脫離距離和角度波門都能起到作用。

艦艇艏艉向進(jìn)入發(fā)射點(diǎn)的情況比較復(fù)雜。對于艉向來說，艦艇與箔條云在距離上拉開比較容易，如果雷達(dá)在距離上丟失了目標(biāo)，則角度信息也會(huì)丟失。因此，在艉向條件下，艦艇可以先沿著直線跑，再作轉(zhuǎn)彎機(jī)動(dòng)，這樣，不僅使艦艇在距離上擺脫雷達(dá)波門，同時(shí)也免遭雷達(dá)重新搜索時(shí)再次捕捉到艦艇。艦艇的速度依風(fēng)速、風(fēng)向而確定，逆風(fēng)航行時(shí)，速度不宜快，以防在箔條云雷達(dá)截面積不夠大時(shí)，已出距離波門，影響質(zhì)心效果；順風(fēng)時(shí)，速度可適當(dāng)加快。艏向進(jìn)入時(shí)，其情況與艉向相似。

5 結(jié)束語

從以上分析可以看出，對于觸發(fā)式導(dǎo)彈的質(zhì)心干擾，Kds越大說明干擾效果越好，以Kds確定其質(zhì)心干擾的效果具有實(shí)際使用意義。在現(xiàn)實(shí)使用過程中，目標(biāo)的合理機(jī)動(dòng)是取得質(zhì)心干擾效果高成功率的一個(gè)重要條件。在試驗(yàn)條件下，艦艇的機(jī)動(dòng)原則是，使艦艇以較小的雷達(dá)截面積部位對向雷達(dá)，在允許的時(shí)間范圍內(nèi)盡快地造成干擾云與艦艇的較大分離。艦艇的機(jī)動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的戰(zhàn)術(shù)問題，牽扯到許多隨機(jī)因素，試驗(yàn)中應(yīng)不斷地根據(jù)環(huán)境條件靈活變動(dòng)，并實(shí)時(shí)記錄艦艇的運(yùn)動(dòng)軌跡，以便分析干擾效果。

［1］林相平.雷達(dá)對抗原理［M］.西安：西北電訊工程學(xué)院出版社，1985.

［2］劉鼎臣，胡海.主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)反艦導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)計(jì)算［J］.戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)，2001（6）：18－22.

［3］方有培.反艦導(dǎo)彈及艦艇的干擾、隱身技術(shù)［J］.航天電子對抗，2000（3）：7－10.