信息化條件下編隊遠海作戰預警探測空間需求模型構建＊

王俊勇 張艷輝 王 海

（海軍陸戰學院 廣州 510430）

1 引言

信息化條件下遠海作戰，編隊遠離本土、獨立性強，自身具備較強的信息保障能力是奪取海戰勝利的前提條件。預警探測能力作為編隊情報信息保障能力的最主要體現，其擔負著來自空中、水面、水下各種威脅的早期預警和獲取目標信息的任務，為編隊基于信息系統體系作戰能力的形成提供先決條件[1]。而編隊自身預警探測空間作為預警探測能力的主要指標，研究意義十分重要，本文分別從編隊對海預警探測空間需求、對空預警探測空間需求和對潛預警探測空間需求三個部分對編隊預警探測空間需求模型進行構建，以期為未來編隊遠海作戰情報信息保障體系構建提供參考。

2 對海預警探測空間需求

編隊對海預警探測主要使用編隊中水面艦艇、艦載機和潛艇上裝備的各種對海雷達、聲納，主要任務是探測發現海面的威脅目標，如敵方的艦艇和水面狀態航行的潛艇等。信息化條件下編隊遠海作戰對海探測距離需求在戰術上應滿足編隊進攻和防御兩方面的要求。由于現代海戰是全方位、立體化和大縱深的，所以編隊對海預警探測空間需求在數學上可用以下不等式表示：

式中：Ω為編隊所需要的探測空間；φ為編隊警戒方位；h為編隊警戒高度；hmax為海面目標的高度；r艦艇警戒縱深；R編隊最大防御縱深距離。

2.1 對海防御預警探測空間需求

對海防御所需預警探測空間主要考慮對潛在威脅的防御，在方位上如果不知威脅目標方向，則艦艇探測空間應當是全方位的，即：0≤φ≤2π；在高度上對海警戒，高度應小于敵反艦導彈的飛行高度；在距離上，應保證對敵導彈發射平臺或導彈的抗擊，即保證我遠程反艦導彈或防空導彈的有效使用，對敵艦或敵反艦導彈實施抗擊[2]，因此，最大防御縱深必須大于威脅目標發射導彈的最大距離與攔截來襲目標距離之和，即：

或

式中：n為敵艦載反艦導彈的類型總數；Rintercep為攔截敵兵力兵器的距離；Vr為敵我相對速度；T1為發現、識別、分類目標的時間；T2為信息傳輸時間；T3為指揮員決策時間；T4為引導艦載導彈攻擊目標的時間；sssm為我遠程反艦導彈的射程；vssm為我遠程反艦導彈的速度；ssam為我遠程防空導彈的射程；vsam為我遠程防空導彈的速度。

假設：敵我遠程反艦導彈射程均為200km，導彈的飛行高度為20m，導彈的速度按亞音速考慮，則飛行200km約需耗時T4為10min；若敵我艦艇相對速度Vr為50節，T1為1min，T2為0.5min，T3為0.5min，可計算求得Rintercep＝23km，則編隊對海防御的最大縱深距離R應滿足：R≥225km。因此，編隊對海防御所需的探測空間Ω1如下。

2.2 對海攻擊預警探測空間需求

編隊對海攻擊在方位應當覆蓋0～2π，在高度上應當覆蓋目標可能到達的高度。由于目前反艦導彈是艦艇攻擊的最遠武器。因此，對海攻擊探測距離應滿足對海武器在最大距離上突擊目標，即，保障反艦導彈攻擊所需的探測距離應是反艦導彈的最大射程與導彈準備和飛行時間內敵我接近的距離[3]，即：

式中：vr為敵我相對航速；t為反艦導彈系統的反應時間；tf為反艦導彈飛行到最大射程處所需的時間；SSSMi為艦艇中第I種反艦導彈的射程。

假定：我反艦導彈射程為200km，突擊目標高度為200m，速度按亞音速考慮，則飛行200km約需耗時10min；并設導彈系統的反應時間t為2.5min，敵我相對速度Vr為50節，則艦艇對海攻擊所需的探測距離為

由此可得，編隊攻擊所需的探測空間Ω2如下。

3 對空作戰預警探測空間需求

編隊對空作戰所需的探測空間需求也應是全方位、立體化和大縱深的，在數學上也可用不等式（1）表示：

式中：Ω為編隊防御所需要的探測空間；φ為編隊防御方位；h為編隊防御高度；hmax敵方飛機的最大升限；r編隊防御縱深；R編隊最大防御縱深距離。

編隊遠海航渡過程中，如果不知威脅目標方向，則編隊對空探測空間應當是全方位的，即：0≤φ≤2π；對空預警探測空間的高度應是來襲兵力或兵器的最大飛行高度。

在確定對空預警探測距離時，要求所提供的目標信息能保障編隊及其防空兵力、兵器在最大距離（或射程）上對來襲目標實施攔截。由于遠海作戰編隊可能是航母編隊，也可能是一般的驅護艦編隊，因此，在確定對空作戰預警探測距離需求時應分兩種情況討論，一是滿足航母編隊艦載戰斗機最大距離上對來襲目標的攔截，即預警機探測距離需求；二是滿足遠程艦空導彈最大距離上對來襲目標的攔截，即水面艦艇預警探測距離需求[4]。

3.1 預警機探測距離需求

航母編隊對空作戰中為了及時引導我艦載機對敵機的空戰，必須在空戰區域外查明敵空中目標信息，查明區域的大小與信息活動的時間和我機不同的待機狀態下引導時間有關，由于空中待機時預警探測距離需求通常小于甲板待機時預警探測距離需求，下面以甲板待機為例進行研究說明，以求得編隊最大的探測空間需求。

甲板待機時預警探測距離需求R1可由以下公式計算：

式中：R1為空中待機時，編隊對空探測距離需求；Dl為攔截距離，是己方戰機消除敵機對我艦艇編隊攻擊以掩護艦艇安全的極限距離，它是相對于被掩護的艦艇來說的，以編隊中心艦計算，攔截距離Dl就是敵機載武器（空艦導彈或航空炸彈）的最大作用距離[5]；Vd為敵機速度；T1為預警機發現、識別、分類目標的時間；T2為內部信息通信時間；T3為指揮員決策時間；T4為攔截飛機起飛準備、滑跑時間；T5預警機引導飛機從待機狀態到達攻擊陣位的時間；T6為攔截機目標識別、根據指揮員命令進入戰斗動作時間；ΔL為攔截戰斗機在攔截距離以外攔截敵機的攔截余量；vl為攔截戰斗機機速度。

假設：我艦載機戰斗機，攔截速度vl為1.8Ma，懸掛導彈射程Sk為60km，來襲敵機飛行高度為16000m，飛行速度Vd為1.8Ma，攜帶的空艦導彈射程為110km，并設T1為2min，T2為0.5min，T3為0.5min，T4為1min，ΔL為0，T6為1min，T5為甲板待機時，引導艦載戰斗機機攻擊目標時間，計算可得為3min。則可求得：R1＝408km，因此，甲板待機時，編隊作戰對空探測空間的需求Ω1如下。

3.2 保障遠程艦空導彈的預警探測距離需求

對于一般的驅護艦編隊，因無艦載戰斗機，在遠海對空作戰中，應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R2為[4]

其中s為遠程艦空導彈射程；t1為查明目標的時間；t2為信息傳輸時間；t3為系統反應時間；t4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。

假設：編隊艦空導彈最大射程s為100km，平均飛行速度v艦空為1000m／s，來襲敵機飛行高度為16000m，飛行速度Vd為1.8Ma，假定t1＋t2＋t3＝30s，計算可得t4為86s，則可求得保障遠程艦空導彈的預警探測距離需求R2為160km。因此，編隊對空探測空間需求Ω2如下。

4 對潛預警探測空間需求

對潛探測通常使用編隊中水面艦艇裝備的拖曳線列陣聲納和艦載直升機的聲納浮標、吊放聲納、磁探儀等器材，以形成對潛艇多層次的探測態勢[6]。由于現代海戰是全方位、立體化和大縱深的，所以編隊所需的探測空間在數學上可用不等式（1）表示：

式中：Ω為艦艇所需要的探測空間；φ為艦艇警戒方位；h為艦艇警戒高度；hq敵方潛艇的最大下潛深度；r艦艇警戒縱深；R艦艇最大防御縱深距離。

對潛防御的空間范圍主要是考慮對潛在威脅的防御，在方位上若不知敵潛艇方位，則編隊的探測空間應是全方位的，即：0≤φ≤2π。

在對潛探測距離上應大于敵潛艦導彈或魚雷的最大射程和攔截敵潛艇發射的導彈或魚雷距離之和。即：

式中：n為敵潛艦導彈的型號；Rintercept為攔截敵潛射導彈或魚雷的距離；Vr為敵我相對速度；T1為發現、識別、分類目標的時間；T2為信息傳輸時間；T3為指揮員決策時間；T4為引導艦載導彈或深水炸彈攻擊來襲目標的時間；vsam為我遠程防空導彈或深水炸彈的速度

由于潛射導彈的射程通常大于魚雷的射程，對潛射導彈抗擊的探測距離需求通常大于對潛射魚雷的抗擊距離需求[7]，下面，以抗擊敵潛射導彈為例進行說明。

假設：敵潛艇最大下潛深度為500m，射程為100km，我艦空導彈飛行速度vsam為1000m／s，敵我相對速度Vr為50節，T1為1min，T2為0.5min，T3為0.5min，計算可得T4＝1.6min，則可求得Rintercept≈6km，則編隊對潛探測距離需求R＝106km。因此，0≤r≤115.5km，編隊對潛探測空間的需求如下。

5 結語

對信息化條件下編隊遠海作戰預警探測空間需求分析是編隊遠海作戰預警探測體系構建的基礎。本文提供了編隊對海作戰預警測探空間、對空作戰預警探測空間和對潛作戰預警探測空間需求模型，模型從對我編隊最不利的角度進行構建，以保證我編隊的最大安全。未來，信息化條件下遠海作戰，在獲取敵各種作戰武器戰技術性能的條件下，可根據這些探測空間需求模型進行計算分析，獲取我編隊遠海作戰的最大探測空間需求，為構建編隊遠海作戰預警探測體系提供參考。

[1]鞠新春.從亞丁灣護航看海軍遠海作戰信息保障能力建設[J].海軍裝備，2001（1）：28－29.

[2]韓茂江，張玉冊.對幾種預警探測方式問題研究[J].現代防御技術，2005（2）：35－40.

[3]韓雁飛.艦艇編隊對空防御問題研究[J].現代防御技術，1998（1）：1－9.

[4]謝榮鴻，冷畫屏.航母編隊遠海對空作戰預警探測體系的構建[J].艦船電子工程，2006（1）：26－29.

[5]孔令福，郭萬海.水面艦艇編隊對敵艦艇反導防御觀察組織[J].指揮控制與仿真，2006（28）：13－17.

[6]張會波.信息化條件下遠海作戰編隊的作戰指揮[J].軍事學術，2006（8）：68－70.

[7]譚安勝.水面艦艇作戰運籌分析[M].北京：國防工業出版社，2009.

[8]高慶德.軍事情報分析模型構建[M].北京：軍事科學出版社，2010.

[9]吳志飛，何常青.信息化條件下海上作戰信息保障特點及對策[J].海軍戰役戰術，2005（4）：29－32.

[10]李景龍.美國情報分析理論[M].北京：國防大學出版社，2010.