水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區劃分方法*

郭銳, 斗計華

(海軍大連艦艇學院，遼寧 大連 116018)

水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區劃分方法*

郭銳, 斗計華

(海軍大連艦艇學院，遼寧 大連 116018)

在分析水面艦艇單艦艦空導彈防空火力區的基礎上，提出了編隊艦空導彈防空火力區劃分方法，對單縱隊、單橫隊、方位隊等典型隊形的編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面進行劃分，并給出主要扇面參數。研究結論可有效劃分編隊艦空導彈防空火力區，從而為充分發揮編隊綜合防空作戰能力提供科學依據。

水面艦艇編隊; 艦空導彈; 防空火力區; 防空隊形

0 引言

水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區決定了水面艦艇編隊艦空導彈武器系統對來襲空中目標的作戰能力，其劃分方法成為水面艦艇編隊艦空導彈防空作戰使用研究中的重難點問題之一。只有在編隊艦空導彈防空火力區劃分合理的情況下，才能有效實施編隊艦空導彈協同防空作戰。然而，目前國內外還缺乏得到一致認可的水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區劃分方法[1-12]。針對于此，本文結合水面艦艇編隊隊形樣式，提出了水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區劃分方法，建立了相關數學模型，可有效用來劃分編隊艦空導彈防空火力區，從而充分發揮水面艦艇編隊艦空導彈協同防空作戰能力。

1 單艦艦空導彈防空火力區

單艦艦空導彈防空火力區是一個立體空域，其主要參數有：

(1) 單艦艦空導彈防空火力區水平扇面參數

單艦艦空導彈防空火力區的水平扇面主要參數為水平扇面數量、水平扇面起始舷角、水平扇面終止舷角、水平扇面的遠界距離(設為r)。鑒于艦空導彈武器系統殺傷區遠界斜距在不同高度上的值是不同的，這里取艦空導彈武器系統殺傷區遠界斜距在水平面投影的最大值(設為Lys)。設Tf為艦空導彈武器系統作戰反應時間，vm為來襲目標最大速度，則r可以表示為[1]

r=Lys+vmTf.

(1)

(2) 單艦艦空導彈武器系統殺傷區參數

主要包括單艦艦空導彈武器系統殺傷區近界斜距平均值(設為Ds)、殺傷區近界最大高低角(設為β)、殺傷區低界(設為hd)、殺傷區高界(設為hg)[2]。單艦艦空導彈防空火力區在垂直平面的投影如圖1所示，將該圖在單艦艦空導彈防空火力區的水平扇面內旋轉，可得到單艦艦空導彈防空火力區。

圖1 單艦艦空導彈防空火力區在垂直平面的投影Fig.1 Vertical projection of ship-to-air missile fire zone onboard single ship

2 水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區水平扇面劃分方法

2.1 編隊同一型號艦空導彈防空火力區水平扇面劃分方法

編隊同一型號艦空導彈防空火力區水平扇面劃分時，要求編隊中各艦艦空導彈武器系統型號是一樣的。為了說明的方便，以下的示意圖中顯示的編隊艦艇數量均為3艘。

2.1.1 單縱隊

單縱隊情況下，2艘相鄰艦艇艦空導彈防空火力區之間有重疊區。由于該重疊區在右舷，且2艘相鄰艦艇艦空導彈武器系統性能相同，則可按照2艘相鄰艦艇各自負責重疊區一半的原則，劃分水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面。編隊中單艦艦空導彈防空火力區的水平扇面為與相鄰艦艇不重合部分角度加上重合部分角度的一半。水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面劃分如圖2的實線所示。以下圖均以右舷為例，左舷同理可得。

圖2 單縱隊情況下編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面劃分示意圖Fig.2 Horizontal sector division of formation ship-to-air missile fire zone in single column

(1) 前導艦O1的艦空導彈防空火力區的水平扇面為扇形A1O1M1，其角度區間為[α1,α2-β]；

(2) 中間艦O2的艦空導彈防空火力區的水平扇面角度區間為M2O2M3，其角度區間為[α1+γ,α2-β]；

(3) 殿后艦O3的艦空導彈防空火力區的水平扇面角度區間為M4O3M5，其角度區間為[α1+γ,α2]。

2.1.2 單橫隊

單橫隊情況下，由于編隊各艦艦空導彈武器系統性能相同，應優先保障編隊最右側艦艇艦空導彈武器負責右側防御扇面，以及編隊最左側艦艇艦空導彈武器負責左側防御扇面，以此為原則劃分水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面，如圖3的實線所示。

圖3 單橫隊情況下編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面劃分示意圖Fig.3 Horizontal sector division of formation ship-to-air missile fire zone in single row

設直線O2P與直線O1M的交點為點P1，直線O2Q與直線O1N的交點為點Q1。艦O1與艦O2的艦空導彈防空火力區之間的重疊區劃分后，剩余的盲區為區域O2P1Q1。由于通常l值比r值小很多，則區域O2P1Q1的面積很小，艦O2的艦空導彈武器可不考慮攔截進入區域O2P1Q1內的目標，而是由艦O2的艦炮武器實施攔截。

因此，艦O2的艦空導彈防空火力區的水平扇面為扇形A2O2P+扇形QO2B2。

設∠MO2O1=θ1，∠NO2O1=θ2，則∠MO2N=θ1+θ2。以艦O2為極點，右為極軸正方向建立極坐標系。設ρ為極坐標系中任意一點的極徑，則O1A1直線方程可以表示為

(2)

O1B1直線方程可以表示為

(3)

艦O3的艦空導彈防空火力區的水平扇面為與相鄰艦O2不重合部分角度加上重合部分角度的1/4，其確定方法同艦O2的確定方法。

2.1.3 方位隊

方位隊情況下，應優先保障編隊最右側艦艇艦空導彈武器負責右側防御扇面，以及編隊最左側艦艇艦空導彈武器負責左側防御扇面，以此為原則劃分水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面，如圖4中的實線所示。

圖4 方位隊情況下編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面劃分示意圖Fig.4 Horizontal sector division of formation ship-to-air missile fire zone in bearing

艦O1負責右側防御扇面最大，其艦空導彈防空火力區的水平扇面保持原有不變，為扇形A1O1B1，其角度區間為[α1,α2]。

艦O2的防御遠界弧A2B2與艦O1的水平扇面始邊、終邊分別交于M，N點，則艦O2的艦空導彈防空火力區的水平扇面為扇形A2O2M+扇形NO2B2。

艦O1與艦O2的艦空導彈防空火力區之間的重疊區劃分后，剩余的盲區為區域MO2NO1。由于通常l值比r值小很多，則區域MO2NO1的面積很小，艦O2的艦空導彈武器可不考慮攔截進入區域MO2NO1內的目標，而是由艦O2的艦炮武器實施攔截。

(4)

因此，扇形A2O2M的角度區間為[α1,Q-θR1]。

(5)

因此，扇形NO2B2的角度區間為[Q-θR2,α2]。

艦O3的艦空導彈防空火力區的水平扇面確定方法同O2的確定方法。

2.1.4 人字隊

人字隊可看作是左右2個方位隊，按照左側方位隊僅負責左側防御、右側方位隊僅負責右側防御的原則，根據方位隊情況下編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面劃分方法，劃分編隊各艦艦空導彈防空火力區的水平扇面。

2.2 編隊不同型號艦空導彈防空火力區水平扇面劃分方法

水面艦艇編隊不同型號艦空導彈防空火力區水平扇面劃分方法步驟為：

第1步：將編隊的一般隊形分解為單縱隊、單橫隊、方位隊、人字隊等隊形；

第2步：將編隊中相同型號的艦空導彈武器系統歸為一組；

第3步：判斷該組的隊形，根據單縱隊、單橫隊、方位隊、人字隊等隊形情況下的同一型號艦空導彈防空火力區水平扇面劃分方法，對該組實施一次性的艦空導彈防空火力區水平扇面劃分；

第4步：獲得不同型號的艦空導彈防空火力區水平扇面后，對不同型號艦空導彈防空火力區水平扇面的重疊區，根據艦空導彈武器系統高度或距離性能指標，不同型號艦空導彈武器系統負責不同高度范圍段或距離范圍段的水平扇面。

3 應用事例

設由1號艦、2號艦、3號艦組成的水面艦艇編隊執行艦空導彈防空作戰任務，這3艘艦艇的艦空導彈武器系統性能相同，編隊中心位置經緯度分別為33.4°N，123.4°E，編隊航向為0°，艦間距為6 km，r=27 km，α1=15°，α2=150°，方位隊與人字隊看齊角均為60°。根據已知數據和編隊同一型號艦空導彈防空火力區的水平扇面劃分方法，單縱隊、單橫隊、方位隊、人字隊情況下水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面劃分仿真結果分別如圖5a)～d)所示。

圖5 各種情況下編隊艦空導彈防空火力區的水平扇面劃分仿真示意圖Fig.5 Horizontal sector division simulation of formation ship-to-air missile fire zone in different condition

4 結束語

本文提出的水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區劃分方法對水面艦艇編隊艦艇數量沒有限制，通用性很強，其劃分的水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區可有效界定編隊分散指揮方式下，編隊中各艦艦空導彈武器系統的防空火力立體空域。一旦某一個目標進入到水面艦艇編隊中單艦艦空導彈武器系統的防空火力立體空域，就由該艦艦空導彈武器系統攔截該目標，以充分發揮水面艦艇編隊艦空導彈協同防空作戰能力，同時也為水面艦艇編隊艦空導彈防空火力區劃分提供了一種新的研究方法。

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Formation Ship to Air Missile Fire Zone Division Method

GUO Rui, DOU Ji-hua

(Dalian Navy Academy, Liaoning Dalian 116018，China)

Based on the proposed single ship ship to air missile fire zone method, formation ship to air missile fire zone division method is proposed, which can divide the plane sectors of the formation ship to air missile fire zone for representative orders such as single column, single row and azimuth order, and present the main parameters of the sectors. The formation ship to air missile fire zone can be effectively divided by the research results, and it can provide scientific gist for fully exerting the integrated air defense capability of the formation.

surface ship formation; ship to air missile; fire zone; aerial defense order

2013-11-22；

2014-07-03

郭銳(1973-)，男，安徽泗縣人。副教授，博士，研究方向為海軍戰術、軍事運籌。

通信地址：116018 遼寧省大連市海軍大連艦艇學院科研部 E-mail：msegr@163.com

10.3969/j.issn.1009-086x.2015.03.004

TJ762.3+3

A

1009-086X(2015)-03-0020-05