一種機載自衛干擾裝備作戰效能評估方法*

錢 歡 艾 盼 何 緩

（空軍預警學院 武漢 430019）

1 引言

機載自衛干擾通常以欺騙式干擾為主［1］，前人在對其進行效能評估時，多采用概率準則，以欺騙成功的概率來衡量干擾的效果［2］。這些方法在一定程度上可以對自衛干擾的效果進行衡量，但只是得到一個概率值，對于機載自衛干擾在一次戰斗中能起多大的作用，卻沒有一個可量化的指標來對其進行衡量。為此，本文在研究分析欺騙式干擾的原理與過程［3］的基礎上，擬采用時間準則的相關指標對機載自衛干擾的干擾效能進行具體的量化分析和仿真分析。

2 機載電子對抗自衛干擾裝備作戰效能評估模型

1）戰機生存時間的延長率

根據空空作戰的實際情況，自衛干擾裝備在一次作戰中發揮作用與否，最直接的評判標準就是戰機是否被擊落［4］。如果戰機沒有使用自衛干擾設備，可能會在更早的時候就被敵方擊落，通過自衛干擾設備施放干擾，其生存時間得到了延長［5］，因此可以建立第一個干擾效能評估指標：戰機生存時間的延長率η：

式中：ηv為速度波門拖引下的戰機生存時間的延長率；Tvi為第i個拖引周期內速度波門拖引的干擾有效時間；tj為基準生存時間。

2）周期干擾有效率

戰機生存時間的延長率從作戰效果的層面上對干擾效能進行了衡量，但這是遠遠不夠的。對干擾效能評估來說，每一個干擾周期里干擾信號究竟發揮了多長時間的作用具有極其重要的參考價值，將其定義為周期干擾有效率ηz：

式中：ηzv為速度波門拖引干擾有效率；T為一個拖引周期的持續時間。

3）平均干擾有效率

上述兩個指標均從最終結果的角度來對干擾效果進行衡量，但空空作戰是一個過程，這個過程中每一周期的拖引干擾效果都將對戰斗本身帶來影響［6］，因此需要考慮每一周期對于整個干擾過程的影響，建立第三個干擾效能評估指標：平均干擾有效率ηm：

式中：ηmv為速度波門拖引干擾的平均干擾有效率；Tvi為第i個拖引周期內速度波門拖引的干擾有效時間；T為一個拖引周期的持續時間；N為拖引周期數。

3 戰場環境構設

通過以上三個指標的計算，能對一次戰斗過程中自衛干擾設備發揮的作用進行量化評估，但由于各種因素的限制，無法以實戰情況對上述三項指標進行應用驗證，因此通過計算機仿真的方式［7］，構建戰場環境，驗證上述指標模型的有效性。

1）戰斗情況假設

在某次執行任務的過程中，敵機以V1的速度在我機后方飛行，發現我方戰機后以a1的加速度追逐我機，我機的飛行速度為V2，在檢測到敵機載火控雷達的照射后立即以a2的加速度加速飛行。兩機的起始間距為R0，敵機載火控雷達能夠探測的最大距離為Rmax，最大速度為Vmax1，我機飛行的最大速度為Vmax2，波門拖引干擾的拖引周期為T，拖引加速度為aT，敵機始終處于我機正后方，一旦我機進入敵機空空導彈的射程Rs，敵機將會發射空空導彈將我機擊落，干擾也隨之停止，而另一種情況下，若我機能夠通過加速脫離敵機載火控雷達的探測范圍，則此時機載自衛電子干擾吊艙也不必再工作，因此將這兩時刻分別作為兩種情況下機載自衛電子干擾吊艙戰斗過程的結束時刻。由運動關系可知，在第一種情況下，機載自衛電子干擾吊艙戰斗過程的結束時刻tz滿足：

而在第二種情況下，機載自衛電子干擾吊艙戰斗過程的結束時刻tz滿足下面這個公式：

2）干擾失效條件

在空戰中雙方不是合作關系，所以干擾方很難確定雷達方是否識別出欺騙信號。但可以以欺騙干擾所施放的虛假情報是否超出雷達所能探測的極限值作為干擾無效的判斷依據，即當干擾信號對應的距離值超出雷達的最大探測距離，速度值超出雷達可探測的最大速度時，雷達會判定自身受到干擾，重新進入搜索狀態，干擾失效。

3）基準生存時間的計算

由運動關系可知，基準生存時間tj可由下式求得

4）干擾有效時間的計算

對速度波門拖引來說，第一個拖引周期內，干擾有效時間為

所以可推知，在第i個周期內，干擾有效時間為

4 干擾效果評估實例分析

在紅藍對抗演習中，敵機以160m/s 的速度在我機后方40km 處飛行，發現我方戰機后以12.2m/s2的加速度追逐我機，我機的飛行速度為168m/s，在檢測到敵機載火控雷達的照射后立即以4.5m/s2的加速度加速飛行。敵機載火控雷達能夠探測的最大距離為50km，最大速度為420m/s，我機飛行的最大速度為420m/s，波門拖引干擾的拖引期通常為6s，停拖期和關閉期通常為2s。

將上述數據輸入到計算機構建的仿真模型中，首先得到速度波門拖引干擾的情況，如圖1 及圖2。由圖1，圖2所呈現速度變化情況可以得到如圖3干擾機拖引的速度圖像。

圖1 敵機速度-時間關系

圖2 我機速度-時間

圖3 干擾機拖引的速度

干擾停拖期時，干擾機發射的干擾信號所提供的速度信息與戰機的速度一致，關閉期時，則不再提供任何速度信息，故取值為0，在拖引期時，由于戰機速度一直處于變化之中，所以對于每一個拖引周期來說，其起始速度都是不同的，直到戰機的速度達到其最大飛行速度之后，其拖引速度呈現周期性變化。

結合上述干擾失效條件，可繪制出敵機所探測到的我機速度情況如圖4所示。

圖4 敵機所探測到的我機速度

在前四個拖引周期，干擾信號產生的虛假速度小于雷達所能探測的最大速度，所以整個拖引期內干擾均有效，而在第五和第六周期，當虛假速度在拖引階段達到雷達所能探測的最大速度后，拖引階段的剩余時間里雷達都會判定自身受到干擾，從而轉入搜索狀態，搜索其探測范圍內的信號，呈現出的速度也保持在其所能探測的最大速度，因此第五周期的干擾有效時間僅占拖引期的70.59%，第六周期的干擾有效時間僅占拖引期的26.47%，之后的時間由于戰機自身的速度達到最大飛行速度，而雷達所能探測的最大速度又和它相同，此時雷達呈現出的速度始終保持在其所能探測的最大速度，干擾無效，具體情況見表1。

表1 本次作戰速度波門拖引干擾效果

根據建立的評估指標模型，在本次作戰中速度波門拖引下的戰機生存時間的延長率為83.23%，速度波門拖引干擾的平均干擾有效率為82.84%。

需要注意的是，上文的干擾效能評估，是在一種較為理想戰場環境下進行的。在真實的作戰環境中，由于敵我機在互相發現的情況下，會采取各種機動措施以進行追蹤和反追蹤，因此在敵我機追逐的大致方向上，敵我機的速度呈現如圖5、圖6所示波動變化的情況。結合上文的分析，同樣可以得到在這種情況下干擾機提供的拖引速度如圖7 所示。

圖5 敵機速度-時間關系

圖6 我機速度-時間關系

圖7 干擾機提供的拖引速度

在拖引期起始，干擾機施放干擾開始拖引，而在停拖期和關閉期時，干擾機不提供任何拖引的速度。結合干擾失效條件，可繪制出敵機所探測到的我機速度情況如圖8所示。

圖8 敵機所探測到的我機速度

圖8 中，虛線為雷達探測到的我方戰機的真實速度，實線為雷達受到速度波門拖引干擾后所呈現出的虛假速度。對比圖4 雷達探測跟蹤的最大速度為400m/s，當戰機通過速度波門拖引干擾所產生的虛假速度高于這個最大速度時，雷達將判定自身受到干擾，重新轉入搜索狀態，此時雷達不能提供任何信息，所以每一次干擾失效后，均存在一段時間的空白期。在搜索結束后，如果干擾機正好處于停拖期或關閉期，或者虛假速度仍高于雷達所能探測跟蹤的最大速度，則此時敵機雷達將呈現我戰機的真實飛行速度。圖中第三、五、六、九四個拖引周期內，干擾信號所提供的虛假速度超過探測門限，雷達上就出現了空白和真實的戰機速度信息，具體的干擾效果見表2。

表2 速度波動變化時速度波門拖引干擾效果

根據建立的評估指標模型，在本次作戰中速度波門拖引下的戰機生存時間的延長率為73.86%，速度波門拖引干擾的平均干擾有效率為61.86%。

在上述的實例分析中這些基于時間準則所構建的指標模型，成功地以量化的數據直觀地展現機載自衛干擾在一次戰斗中能發揮的作用，有效地評估了機載自衛干擾的作戰效能。

5 結語

總結本文，基于欺騙性干擾的特點，以時間準則為依托，提出干擾有效時間、基準生存時間和戰機生存時間延長率等相關概念，構建戰機生存時間延長率、周期干擾有效率和平均干擾有效率的指標模型，直觀展現機載自衛電子干擾吊艙在一次戰斗中能發揮的作用，有效評估機載自衛電子干擾吊艙的自衛干擾效能。最后以實例數據，驗證了模型的可行性。