航母編隊在對岸進攻中電子干擾飛機空域配置方法*

羅金濤 金嘉旺 劉曉東

(1.海軍工程大學電子工程學院 武漢 430033)(2.92730部隊 三亞 572016)

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航母編隊在對岸進攻中電子干擾飛機空域配置方法*

羅金濤1,2金嘉旺1劉曉東1

(1.海軍工程大學電子工程學院 武漢 430033)(2.92730部隊 三亞 572016)

航母編隊在對岸進攻中,通常會指派電子干擾飛機前出在一定的空域里對敵進行電磁壓制,以提高編隊空中突擊能力。基于電子干擾飛機任務,提出了電子干擾飛機空域配置的基本要求,運用解析法確定了電子干擾飛機前出距離。根據電子干擾飛機支援干擾所面臨的實際問題,分析了干擾波束覆蓋干擾飛機機身不同位置的情況下,干擾飛機支援干擾行動所采取的不同干擾方式,確定了電子干擾飛機作戰空域的設置及行動方法。最后通過實例進行了分析計算,為對岸進攻中電子干擾飛機空域配置提供了參考依據。

配置; 電子干擾飛機; 航母編隊; 空域; 對岸進攻

Class Number E837

1 引言

電子進攻是海上艦艇編隊電子戰的作戰模式之一,是編隊電子戰實施突防的武器。艦艇編隊電子進攻能力是艦艇編隊戰斗力的重要組成部分,也是復雜電磁環境下贏得海上戰爭勝利的關鍵因素之一。航母編隊在遠離本土對敵陸上目標實施進攻作戰時,依賴各類艦載飛機對敵進行搜索識別、電磁壓制和火力打擊。美國空軍《作戰條例》明確規定,為提高戰機的生存能力,任何作戰飛機在遂行空中作戰任務時,都必須配有隨隊電子戰飛機護航[1]。因此,研究電子干擾飛機配置方法,對提高航母編隊遠海作戰能力具有重要的理論價值和軍事意義。

2 航母編隊在對岸進攻中電子干擾飛機作戰過程分析

為了研究航母編隊在對岸進攻中電子干擾飛機空域配置方法,有必要首先分析航母編隊在對岸進攻中電子干擾飛機的作戰過程。

配置有預警機、攻擊機和電子干擾飛機的航母編隊對岸進攻時,其作戰過程一般可以描述為:預警機在目標威脅扇面,前出一定的距離進行搜索,其預警雷達發現目標后,經過識別達到威脅程度等級或等級任務要求,立即通過戰術數據鏈與攻擊機通信,將目標位置及戰術要素(包括敵雷達的型號、數量、功率等)傳給攻擊編隊。攻擊編隊接受引導后降低飛行高度低空進入目標區,在攻擊編隊發起攻擊前0～4分鐘,電子干擾飛機對敵實施干擾,壓制敵防空兵器或發射反輻射導彈摧毀敵岸基防空雷達,掩護攻擊機進行突擊。電子戰兵力在掩護突擊時,視情可采取遠距干擾和伴隨干擾兩種方式[2]。在對陸基等平臺穩定性高、防空武器射程遠時通常采取伴隨干擾方式,與攻擊機協同動作提高生存率和突防率。攻擊編隊距目標一定距離(取決于敵地空導彈或武器射程)時,突然躍升至空對地導彈發射高度,機載火控雷達開機再次鎖定目標,發射空對地導彈后火控雷達關機并低空返航。隨著未來攻擊機航電系統綜合一體化,攻擊機將具備一定的電子壓制和打擊能力,可同時遂行電磁壓制任務,并將電磁壓制伴隨整個攻擊過程[3]。戰法如圖1所示。

圖1 航母編隊對岸進攻戰法示意圖

3 電子干擾飛機空域配置基本要求

電子干擾飛機是攜帶電子干擾設備對敵雷達和通信系統進行干擾的軍用飛機。明確電子干擾飛機的任務是研究其空域配置的前提。信息化條件下海上進攻作戰是“由兼容的打擊組成的利劍”,也是諸兵種實施的聯合進攻作戰行動[4]。電子干擾飛機與預警機、攻擊機結合起來,是對敵進攻作戰的重要力量,其任務是使敵方空防體系失效,掩護己方飛機順利執行攻擊任務。

因此,電子干擾飛機的空域配置必須滿足以下基本要求[5]:

1) 前出距離需考慮電子干擾飛機的留空時間;

2) 空域配置需兼顧對預警機、攻擊機和防空哨戒艦等前出兵力的掩護;

3) 前出距離能為編隊提供一定的防御縱深;

4) 電子干擾飛機的作戰行動空域應在預警機(或防空哨戒艦)的指揮引導范圍內。

航母編隊兵力配置需要確定參考的基準點,而該基準點與編隊狀態有關。如果航母編隊在航渡中,則其相對基準點是航母;如果航母編隊在綜合作戰區,則相對基準點為綜合作戰區的圓心。電子干擾飛機的空域配置,用相對于基準點的前出距離、方位和巡航高度三個要素描述[6]。其中,方位以編隊的威脅軸為基準,威脅軸的確定方法在很多文獻中已有討論,在此不再贅述;巡航高度指電子干擾飛機在執行巡邏任務時,選定的適宜于遠距離或長時間飛行的高度。本文重點討論電子干擾飛機前出相對于基準點的距離和實施干擾時的航路。

4 電子干擾飛機前出距離計算方法[5～7]

4.1 取值區間計算

電子干擾飛機空域配置的基本要求1)～3),實際是約束電子干擾飛機的前出距離。根據基本要求1),從電子干擾飛機的留空時間因素考慮,電子干擾飛機前出的最大距離為

S電子干擾飛機=v電子干擾飛機(t電子干擾續航-t電子干擾儲備

-t巡邏和作戰)/2

(1)

其中,S電子干擾飛機為電子干擾飛機在保證巡邏時間的前提下,遠離基準點的最大距離;t電子干擾續航為電子干擾飛機續航時間;t電子干擾儲備為電子干擾飛機儲備時間;t巡邏和作戰為上級需求的電子干擾飛機巡邏和作戰時間;v電子干擾飛機為電子干擾飛機巡航速度。

電子干擾飛機的前出距離取值區間為(0,S電子干擾飛機)。根據基本要求2),需要對前出兵力提供掩護。

4.2 電子干擾飛機在預警機引導下前出距離計算

4.2.1 預警機不后撤

當預警機發現敵地面警戒雷達后依然在巡邏空域巡航,不后撤,電子干擾飛機前出迎敵,如圖2所示。可以描述為:當預警機在A點巡航時發現了敵地面警戒雷達在D點,AD之間的距離為預警機的探測距離。經識別確認是敵地面警戒雷達后,向編隊發出警報,該過程持續時間為t1;然后預警機指揮引導位于B點的電子干擾飛機前出迎敵,占領攻擊陣位C點,該過程持續時間為t2;在敵地面警戒雷達位于我電子干擾飛機最大有效干擾范圍時實施干擾,此時我電子干擾飛機位于C點;AD之間的距離應大于敵地空導彈的最大有效射程,即在敵地面對預警機使用武器之前,電子干擾飛機對敵地面至少完成一次干擾。

圖2 電子干擾飛機在預警機引導下實施雷達干擾過程圖(預警機不后撤)

得出以下關系式:

t總=t1+t2

(2)

D探測=D預電+DBC+D我電干

(3)

D探測>D敵地空

(4)

DBC

(5)

D預電>D故地空-D我電干-DBC

(6)

其中,DBC為電子干擾飛機前出迎敵距離,根據電子干擾飛機的留空時間選擇;D探測為預警機的探測距離,事實上當威脅對象(飛機、水面艦艇、導彈或固定目標)不同時,探測距離有明顯的差異,因此該參數需根據威脅對象確定,本文僅以敵地面警戒雷達作為威脅對象;D我電干為我電子干擾飛機最大有效干擾距離;D敵地空為敵地空導彈最大有效射程;D預電為電子干擾飛機陣位與預警機陣位之間的水平距離(為正時,表明電子干擾飛機前出距離比預警機大;反之,表明電子干擾飛機前出距離比預警機小)。

4.2.2 預警機后撤

當預警機發現敵地面警戒雷達后迅速后撤,并指揮引導電子干擾飛機前出迎敵,如圖3所示。可以描述為:預警機在A點巡航時發現了敵地面警戒雷達在D點,AD之間的距離為預警機的探測距離。經識別確認是敵地面警戒雷達后,向編隊發出警報,該過程持續時間為t1;然后預警機開始后撤,同時指揮引導位于B點的電子干擾飛機前出迎敵,占領攻擊陣位C點,該過程持續時間為t2,此時預警機后撤到E點;DE之間的距離應大于敵地空導彈的最大有效射程,即在敵地面對預警機使用武器之前,電子干擾飛機對敵地面至少完成一次干擾。

圖3 電子干擾飛機在預警機引導下實施雷達干擾過程圖(預警機后撤)

得出以下關系式:

t總=t1+t2

(7)

D探測=D預電+DBC+D我電干

(8)

D探測+DAE>D敵地空

(9)

DBC

(10)

D預電

(11)

D預電>D敵地空-D我電干-DBC-DAE

(12)

其中,D預推引為預警機對電子干擾飛機的指揮引導范圍。

這樣,可以得出電子干擾飛機陣位與預警機陣位之間的水平距離,在限定了電子干擾飛機的前出距離后,預警機前出的最大距離由此可以確定。如果預警機的前出距離需要增加,電子干擾飛機為了能對其掩護需要適當的減少巡邏和作戰時間,以增加自身的前出距離。

4.3 計算分析結論

綜上所述,可以確定為了掩護預警機、攻擊機和防空哨戒艦等前出兵力,電子干擾飛機可前出的距離為D掩護。這樣也就確定了電子干擾飛機可以前出的最大距離:Dmax=min{S電子干擾飛機,D掩護}。

可以看出,電子干擾飛機的巡邏時間需求約束了電子干擾飛機可以前出的距離。為了得到電子干擾飛機的掩護,電子干擾飛機的前出距離又約束了預警機、攻擊機和防空哨戒艦等前出兵力的最大前出距離。因此,電子干擾飛機的前出距離實質上是在電子干擾飛機的巡邏和作戰時間需求、預警機、攻擊機和防空哨戒艦等前出兵力的前出距離之間進行平衡。

5 電子干擾飛機實施干擾航路分析

電子干擾飛機隨飛行編隊前出一定距離實施干擾時,不是固定在一個點上,而是根據自身和目標的戰技特性按照一定航路飛行,以此增強對目標的干擾效果和提高己方飛機的生存概率。由于機載電子干擾設備裝載機身的位置不同,再加上干擾波束覆蓋范圍受到裝備自身技術性能的限制,干擾波束并不能水平覆蓋機身360°范圍。而干擾波束覆蓋機身位置的不同會對電子干擾飛機實施干擾時的飛行航線選擇產生重要影響,通常有以下幾種情況[8]:

5.1 干擾波束覆蓋機身左右兩側情況

如圖4所示:一架電子干擾飛機和兩架攻擊機組成混合編隊,編隊的電子干擾飛機配置在攻擊機群飛行序列的適當位置,與攻擊機群一起編隊飛行,當到達敵火力射程范圍(圖中圓形實線)外沿分開,專用電子干擾飛機實施遠距離干擾,攻擊機群在電子干擾飛機的掩護下對目標實施突擊,由于干擾波束覆蓋機身的兩側,因此電子干擾飛機的航線在目標方向呈橫向跑道型。

圖4 干擾波束覆蓋機身左右兩側干擾示意圖

5.2 干擾波束覆蓋機頭和機尾情況

如圖5所示:由于干擾波束位于電子干擾飛機的頭部和尾部,因此電子干擾飛機在干擾時,只能以機頭或機尾對準雷達實施干擾,此種情形電子干擾飛機的航線相對目標方向呈縱向跑道型。

圖5 干擾波束覆蓋機頭和機尾干擾示意圖

干擾波束覆蓋機頭和機尾的另外的一種干擾方法如圖6所示,一架電子干擾飛機和兩架攻擊機組成混合編隊,編隊的電子干擾飛機配置在攻擊機群飛行序列的適當位置與攻擊機群一起編隊飛行,當到達敵火力射程范圍(圖中圓形實線)外沿分開,專用電子干擾飛機實施遠距離干擾,攻擊機群沿虛線曲線所示對目標進行突擊,在攻擊機群完成戰斗任務后,電子干擾飛機掩護攻擊機群隨編隊一起返回。

圖6 混合飛行編隊隨行干擾示意圖

6 電子干擾飛機空域配置的評價指標

通過以上分析,結合對岸進攻作戰中指揮員對突擊行動的關切,可以總結出評價電子干擾飛機空域配置的指標如下:

1) 電子干擾飛機的前出距離和電子干擾飛機在巡邏和作戰空域的執勤時間;

2) 威脅方向上是否能掩護預警機、攻擊機和防空哨戒艦等前出兵力[9]。

7 實例分析計算

7.1 設定基本作戰參數

預警機的戰術技術性能如下:對艦船發現距離為360km,對地面警戒雷達發現距離為400km,對電子干擾飛機的指揮引導距離為320km,巡航高度為8000m,巡航速度為480km/h,續航時間為6h20min,轉彎半徑為8km。紅方電子干擾機續航時間為3h,巡航速度為800km/h,轉彎半徑為800m,上級提出的巡邏和作戰時間為2h,儲備時間20min,空中待戰時前出迎敵距離小于280km,最大有效干擾距離180km。紅方發現敵機后,綜合識別并發出警報時間為10s。藍方地空導彈最大有效射程為300km、速度為4Ma(1Ma=1126km/h)。

7.2 計算電子干擾飛機的前出距離

由式(1)得S電子干擾飛機=300km,即電子干擾飛機前出距離的取值區間為(0,300)。

情況1:當預警機發現敵機后保持巡航不后撤,由式(2)～式(6)得D預電=-60km,D掩護=360km,此時,預警機前出距離的取值區間為(0,360)。電子干擾飛機的巡邏和作戰空域與預警機的距離不能超過320km,否則預警機無法對電子干擾飛機實施指揮引導。

情況2:當預警機發現敵機后后撤,由式(7)～式(12)得D預電=-60km,D掩護=360km,DAE>168km,此時,預警機前出距離的取值區間為(0,360)。電子干擾飛機的巡邏和作戰空域與預警機的距離不能超過320km,所以電子干擾飛機空中待戰時前出迎敵距離小于212km,否則預警機無法對電子干擾飛機實施指揮引導。

8 結語

電子進攻系統是電子戰飛機的重點研究方向,隨著科學技術的不斷發展和信息化程度的不斷增強,電子干擾飛機的作用將更加突顯,技術將更趨完善[10]。本文以電子干擾飛機任務為分析起點,明確了電子干擾飛機配置的基本要求,運用解析法確定了電子干擾飛機的前出距離,分析了干擾波束覆蓋干擾飛機機身不同位置的情況下,干擾飛機支援干擾行動所采取的不同干擾方式,確定了電子干擾飛機作戰空域的設置及行動方法,并通過實例進行分析計算,為電子干擾飛機空域配置提供了參考依據。

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Disposition Method of Electronic Jamming Airplane in the Ground Attack of the Carrier Formation

LUO Jintao1,2JIN Jiawang1LIU Xiaodong1

(1. College of Electronics, Naval University of Engineering, Wuhan 430033)(2. No. 92730 Troops of PLA, Sanya 572016)

In a carrier formation, electronic jamming aircraft(EJA) is often sent to a centain airspace in order to improve the attack capabilities. In this paper, the basic requirementsfor airspace disposition of EJA are put forward on the basis of tasks of EJA, the forward-distanceis identified in a analytical method. In terms of the practicali ssues confronted by EJAsupporting jamming operation, this paper analyses multiple jamming modes of the EJA under the condition that the electromagnetic wave bunchiness covers different positions of the EJA’sairframe, and identifies the disposition method and action plan of EJA. The conclusion is calculated and analyzed through a typical example, which sheds light on the airspace disposition of EJA in the ground attack finally.

disposition, electronic jamming aircraft, aircraft carrier formation, airspace, ground attack

2014年7月8日,

2014年8月27日

羅金濤,男,碩士研究生,研究方向:海軍電子對抗作戰指揮輔助決策。金嘉旺,男,教授,研究方向:海軍電子對抗作戰指揮輔助決策。劉曉東,男,碩士,副教授,研究方向:海軍信息對抗理論和運用。

E837

10.3969/j.issn1672-9730.2015.01.010