摘要:針對傳統毀傷評估只給出綜合評估的不足,根據電視制導空地導彈的作戰使用特點,分析了各干擾因素對空地導彈作戰效果的影響機制,建立了干擾因素對導引頭作用距離的計算模型,運用蒙特卡洛方法得到導引頭作用距離、圓概率誤差(CEP)與導彈殺傷概率的關系,仿真得到的結果對空地導彈的作戰使用具有重要的指導意義。
關鍵詞:空地導彈;殺傷概率;作用距離;圓概率誤差;干擾因素
中圖分類號:TJ760.1文獻標識碼:A文章編號:1673-5048(2014)04-0054-04
0引言
電視制導空地導彈是掛裝在轟炸機、殲擊機、武裝直升機等平臺上,在敵方防區外對其配置在縱深的高價值重要戰略戰術目標實施打擊的精確制導彈藥。海灣戰爭中,美軍只有10%的作戰飛機具備投射精確制導彈藥的能力,精確制導彈藥
也只占所使用彈藥總量的8%,但卻摧毀了伊拉克80%的重要目標,從而成為戰場上的主要對地打擊手段[1]。美軍在空間支援、精確制導、夜視能力等方面都十分出色,但在有些戰斗保障方面仍存在較大問題,例如對目標的作戰毀傷評估能力落后于其他方面,對數以百計的目標進行了重復攻擊,有的重復攻擊多達10余次,浪費了大量的彈藥,延緩了作戰進程。因此,在空地攻擊中對目標進行殺傷概率的研究具有重要意義。
本文立足國內電視制導導彈現有研究成果,改變以往傳統建模只給出一個綜合毀傷評估的不足,系統地對電視導引頭作用距離、空地導彈命中精度(CEP)與各項干擾條件的關系進行了研究,并進行了仿真分析。
1空地導彈干擾因素分析
空地電視制導導彈常采用自主式的捷聯慣性中制導和電視捕控指令末制導的制導方式,捷聯慣性導航以一種自主方式工作,不與外界聯系,所以具有較好的隱蔽性和抗干擾能力。鑒于此,對空地導彈的人為干擾主要在捕控指令電視末制導階段進行,敵方通常通過光電干擾等手段對空地導彈的電視導引頭實施干擾,破壞其對目標的跟蹤、制導能力,進而影響命中精度。空地電視制導導彈由于采用人在回路進行修正和利用電視導引頭對目標進行捕獲,因此在飛行過程中極易受到環境因素(氣象條件、背景特性等)的影響[2]。
1.1外界環境的干擾
(1)氣象條件分析
電視制導空地導彈的電視導引頭作用距離與能見度成正比,能見度的大小是評定氣象條件的重要指標,天氣的好壞直接影響能見度的大小[3]。當氣象指數好時,能見度相應較高,導引頭作用距離較遠;反之,導引頭作用距離將受到嚴重影響。1.2人工光電干擾
人工光電干擾分為光電有源干擾和光電無源干擾。光電無源干擾機制參照干擾云對空地導彈電視導引頭的影響。光電有源干擾即光電主動干擾,一般采用強光束或干擾信號對敵方光電設備實施壓制或欺騙。電磁干擾、脈沖干擾等屬于壓制性干擾;誘餌式干擾等屬于欺騙性干擾[4]。電磁干擾主要是通過干擾源發射一定頻率、幅度的電磁波對載機、導彈之間的通信產生影響,具體是對電視信號和接收信道的信噪比產生影響,該信噪比的大小直接關系到能否發現、截獲目標。當載機與導彈之間的數據鏈通信存在電磁干擾時,其態勢圖如圖1所示。
當圖像清晰度P的取值范圍為[0.98,1.02]時,認為電視導引頭能夠發現、識別目標。當P<0.98時,由于能見度太大,將導致導引頭作用距離不夠,實際可用的能見度小于可視能見度,此時,需將可視能見度減小重新計算圖像清晰度P;當P>1.02時,由于能見度太小,將導致可視距離小于導引頭作用距離,此時,將可視能見度增大后重新計算圖像清晰度P;重復計算直到P取值在[0.98,1.02]之間,進而得到電視導引頭作用距離。
(2)假設載機速度為300m/s,進行1000次蒙特卡洛仿真,通過仿真可以得到導彈命中精度(CEP)與空地導彈電視導引頭作用距離的關系,如表3所示。
從表3可以得出,電視導引頭的作用距離是決定導彈命中精度的重要因素,當導引頭作用距離假定目標可等效為15m×10m的矩形,導彈圓概率偏差對導彈命中精度的影響如圖5所示。從圖5可以看出,在其他條件不變的情況下,導彈的圓概率偏差越大,其殺傷概率越小。為使導彈維持在較高的殺傷概率,應使圓概率偏差小于7m,當CEP小于4m時近似認為殺傷概率為1。
在前面條件的基礎上,對導引頭作用距離對導彈殺傷概率的影響進行軟件分析,如圖6所示。
從圖6可以看出,為保證導彈達到較高的命中精度,必須使得導引頭作用距離在5km以上。因此,為了達到較好的光電干擾效果,只需將電視導引頭的作用距離控制在5km以內即可。通過仿真同樣可以得到能見度、對比度、光學厚度等因素對導彈命中精度的影響。