防空兵彈藥消耗標準

周海軍，馬大為，成洪俊，張 兵

(1.南京理工大學機械工程學院，江蘇 南京 210094;2.73106部隊，江蘇 淮安 223300;3.防空兵學院，河南 鄭州 450052)

彈藥消耗標準是指揮員和指揮機關作戰籌劃過程中確定作戰資源需求的一個重要依據。根據2011版《中國人民解放軍軍語》的描述，“彈藥消耗標準是指對部隊、分隊在一定時間內完成某項任務彈藥消耗定額所作的統一規定。”但是軍語和相關條令既沒有給出彈藥消耗標準的具體數值，也沒有給出可行的彈藥消耗標準算法，因此限制了彈藥消耗標準在實際作戰指揮過程中的執行。本文就防空兵彈藥消耗標準問題進行研究。

1 對彈藥消耗標準的理解

由軍語給出的彈藥消耗標準釋義可知:第一，彈藥消耗標準和部隊(分隊)承擔的作戰任務相關，完成不同的作戰任務，其彈藥消耗標準是不同的;第二，彈藥消耗標準和部隊(分隊)的裝備相關，以防空兵為例，裝備多聯裝高射速的小口徑高炮武器系統和車載地空導彈武器系統，其彈藥消耗標準是不同的;第三，彈藥消耗標準和作戰對象相關，對防空兵而言，是指作戰對象的空襲強度或空襲作戰能力相關，作戰對象的空襲作戰能力強，同一防空兵部隊、分隊，其完成任務的彈藥消耗定額就多，反之則少;第四，彈藥消耗標準和作戰類型和作戰樣式相關，進攻戰斗(役)和防御戰斗(役)彈藥消耗標準不一樣，對堅固陣地防御之敵實施進攻戰斗(役)和野戰陣地防御之敵實施進攻戰斗(役)彈藥消耗標準也不一樣;第五，彈藥消耗標準和作戰單位相關，部隊或分隊在一定時間內或完成某項任務彈藥消耗定額，顯然部隊的彈藥消耗一定大于分隊的彈藥消耗;第六，彈藥消耗標準和作戰時間相關，一定時間可以是一小時，或一天、一個月，甚至是一年或者是一次戰役(戰斗)。因此可以認為彈藥消耗標準不是一個數值，而是與各相關要素為函數的一個系列標準。彈藥消耗標準應按不同的軍種、兵種，使用不同的武器裝備遂行不同的作戰任務，不同的作戰對象，不同的作戰時間等給出的一個表格函數。

2 計算防空兵彈藥消耗標準的基本假設

為計算確定防空兵彈藥消耗標準，首先必須確定作戰對象、作戰類型、作戰樣式、射擊方式、時間基準等。即必須確定一個計算彈藥消耗標準基本想定，依據這一想定計算部隊或分隊在一定時間內完成確定任務彈藥消耗標準(定額)。

由于防空兵是陸軍實施攻防戰役(戰斗)過程中，戰役(戰斗)指揮所和炮兵群等重要目標和主要戰役(戰斗)部署對空安全的保障兵種，其作戰任務相對單一，即對空作戰。根據軍語的定義，其彈藥消耗標準問題的研究，計算條件可以如下界定:

第一，確定防空作戰任務的規模，對作戰對象來說則是空襲作戰規模。由于陸軍防空兵“守株待兔”式的作戰特點，防空作戰任務的規模，完全取決于作戰對象:和強敵作戰，防空作戰任務的規模大;和一般對手作戰，防空作戰任務的規模小。因此為方便建模，可以拋開作戰對象的區分，用空襲作戰強度一個參數表示。空襲作戰強度可以用一次防空戰斗過程中，進襲空襲兵器的總數量表示;也可以用一天作戰過程中，進襲空襲兵器的總數量表示;還可以用一次戰役或戰斗過程中，進襲空襲兵器的總數量表示。實際上空襲作戰強度不僅與作戰對象有關，也與作戰類型和作戰樣式相關。

第二，確定空襲兵器的進襲強度。在排隊理論中稱為目標流強，即單位時間內進入防空系統的空襲兵器的數量(批次或架次)。這一參數決定了防空武器系統在一次戰斗中的作戰強度。

第三，確定防空武器平臺的作戰使用方式。防空兵對空作戰的目標是空中快速運動的目標，由于高炮武器平臺威力范圍的制約，對進入其威力范圍的空襲兵器的有效作戰時間比較短，對空襲兵器的毀傷概率比較低。為提高作戰效果(對空襲兵器的毀傷概率)，希望在有效作戰時間內，發射盡可能多的彈藥，所以高炮武器系統采用了多聯裝技術(雙管、四管、六管、七管、十一管)和速射技術(一分鐘800發、1000發、5000發、10000發)和連續射擊方式，對空襲兵器的一次射擊可消耗彈藥數百發，因此假定高炮武器系統在其威力范圍內，采用連續射擊方式，對一個空襲兵器的射擊行動最多實施兩個長點射(有些防空武器系統由于射程近，可能只能發射一個長點射);而地空導彈武器系統，尤其是車載地空導彈武器系統，威力范圍比較大，對空襲兵器的單發毀傷概率比較高，彈藥比較昂貴。因此，假定地空導彈武器系統的射擊方法，采用對一個空襲兵器的射擊行動實施雙發連射或雙發齊射，不采取射擊-觀察-射擊的方式。

第四，假設彈藥消耗標準的計算時間為一次防空戰斗。如果需要計算某一部隊或分隊一天作戰的彈藥消耗標準，則可假定一天中防空戰斗的次數為三次，一天的彈藥消耗標準按一次戰斗的彈藥消耗標準線性累加計算。

3 防空兵彈藥消耗標準計算的基本模型

3.1 高炮武器系統彈藥消耗標準計算模型

1)基本模型

高炮武器系統在戰役(斗)中的彈藥消耗量主要取決于高炮武器系統的射擊次數，而火力單元的射擊次數與戰役(斗)中平均射擊目標數直接相關，所以高炮武器系統在戰役(斗)中的彈藥消耗量可以根據以下模型計算:

式中，N1為高炮武器系統一次戰斗彈藥消耗標準;H為高炮武器系統射擊一個航次彈藥消耗量;ˉA為高炮武器系統一次戰斗可能射擊的平均航次數。

2)參數確定

采用模型(1)計算高炮武器系統的彈藥消耗標準，關鍵是確定高炮武器系統戰斗中的平均射擊航次數和單個航次的彈藥消耗量。

①單個航次的彈藥消耗量

高炮武器系統單個航次的彈藥消耗量與武器系統射擊規則有關。由于高炮武器系統的點射間隔時間較短、而射彈飛行時間較長，因此高炮武器系統一般采用連續點射射擊方式，即在射擊過程中不考慮第一個點射的射擊效果。根據計算假定:高炮武器系統一般按一個航次發射兩個長點射(齊射)計算發射彈數。高炮武器系統對空襲兵器一個航次抗擊的彈藥消耗量計算模型如式(2):

式中，a為點射數;pp為身管數;n1為每管發射彈數。

②高炮武器系統一次戰斗中的平均射擊航次數

高炮武器系統在一次戰斗中的平均射擊航次數與空襲兵器的進襲規模、批(架)次間隔和目標速度等因素有關。根據排隊理論，高炮武器系統在一次戰斗中的平均可射擊目標數可按式(3)計算:

③高炮武器系統可射擊概率

計算高炮武器系統一次戰斗中對空襲兵器的可射擊概率時，考察的要素包括空襲兵器的飛行條件、高炮武器系統的射擊能力和射擊周轉能力等。由于高炮武器系統射程的限制和通常只對臨近飛行的目標實施射擊的火力運用原則(離遠航路由于瞄準死界的影響，可實施射擊的時間很短)，導致空襲兵器在高炮有效火力范圍的滯留時間通常小于高炮武器系統的火力周轉時間(服務時間)，因此通常假定由空襲兵器和高炮武器系統組成的防空服務系統為消失制服務系統。則由n個相同型號的高炮武器系統組成的防空服務系統的可射擊概率理論值可用以下模型表示:

n=1時，即服務臺數為1的特殊條件下，上式可寫成如下形式:

式中，λ為單位時間內進入防空系統的空襲兵器批(架)數;T為高炮武器系統的火力周轉時間(也稱服務時間);n為高炮武器系統數量。

用排隊論方法計算高炮武器系統對空襲兵器的可射擊概率，假設所有考察的空襲兵器都可以進入防空服務系統，所有的高炮武器系統均為有效服務臺，計算結果可能稍偏大，因此必須進行修正。這里主要考慮以下兩個因素:空襲兵器進襲高度和高炮武器系統部署位置。

空襲兵器進襲高度對高炮武器系統可射擊概率的影響，指空襲兵器雖然進入高炮武器系統構成的服務系統，但由于空襲兵器的進襲高度超過了高炮武器系統的最大抗擊高度，導致高炮武器系統無法對空襲兵器實施有效服務。解決這一問題的辦法是對求取的高炮武器系統可射擊概率進行空襲兵器進襲高度系數修正，記該系數為PH。該系數的取值可根據空襲兵器的作戰使用手段估計。俄羅斯軍隊對作戰對象美軍和北約的空襲兵器進襲高度的假設為:高空進入概率為10%，中空進入概率為70%，低空進入概率為20%(對于空襲兵器進襲高度的區分，防空兵通常規定為:高度1000m以下，為低空;1000m～15000m為中空;15000m以上為高空)。因此對于抗擊高度只能覆蓋低空的高炮武器系統，對所求取的可射擊概率乘以20%，對于抗擊高度可以覆蓋中低空的高炮武器系統，對所求取的可射擊概率乘以90%。

高炮武器系統部署位置的影響，指高炮武器系統射程的有限性和保衛目標所在位置的離散性，并不是所有空襲兵器都進入防空服務系統，比如遂行戰役軍團炮兵群掩護任務的高炮武器系統可能不能對攻擊戰役軍團指揮所的空襲兵器實施有效抗擊，所以應對這一要素進行修正。基本思路是將戰役軍團指揮所、炮兵群、諸兵種預備隊、戰役戰術導彈陣地和重要地物等作為空襲兵器的主要攻擊目標，按照重點保衛目標均分原則，即任一保衛目標受到攻擊的概率相等，并考慮保衛目標之間在方向上的可能重疊，取一個適當值予以修正。通常情況下，空襲兵器一次攻擊選擇1～2個地面目標實施攻擊，在此假定下，對于空襲兵器的任一次攻擊，高炮武器系統可實施抗擊的可能性約為0.2～0.4左右，這里取高炮武器系統配置位置修正系數PW進行計算。

3.2 地空導彈武器系統彈藥消耗標準計算

地空導彈武器系統彈藥消耗量的計算思路與高炮武器系統是一致的。不同的是高炮武器系統一個基本火力單元為一個目標通道(武器系統能同時射擊的目標數)，而地空導彈武器系統一個基本火力單元有多個目標通道。如TOP-M1地空導彈武器系統每部戰車可同時抗擊兩個目標。

1)數學模型

式中，M為戰術單位數;N為戰術單位平均彈藥消耗量;K為戰術單位內的發射單元數;L為射擊一個批次空襲兵器，一個發射單元的彈藥消耗量;m為一次戰斗中的空襲兵器總量;PS為發射單元的可射擊概率;PH為空襲兵器進襲高度修正系數;PW為發射單元配置位置修正系數。

2)參數確定

戰術單位的發射單元數K與地空導彈武器系統型號有關，TOP-M1地空導彈武器系統取值為K=4;HQ-7地空導彈武器系統取值為K=2。射擊一個批次空襲兵器，一個發射單元的彈藥消耗量L，取決于地空導彈武器系統射擊方法和空襲兵器的進襲間隔。

4 防空兵彈藥消耗標準計算示例

1)計算條件約定

××mm高炮連遂行對空掩護任務，一次防空戰斗，空襲兵器的進襲規模為10架標準空襲兵器(關于標準空襲兵器的定義與計算參見《陸軍戰役軍團防空兵作戰資源需求理論研究》)，空襲兵器的進襲流強分別為1 架/min、2 架/min、3 架/min、4 架/min、5 架/min，該高炮連的火力轉移時間為15s，對滿足射擊條件的空襲兵器，高炮武器系統發射一個30發的長點射，計算該高炮連一次戰斗中的彈藥消耗標準(假設該高炮連有6門雙管高炮，每門炮的點射彈數為每管15發)。

2)彈藥消耗標準計算

①計算該高炮連點射彈藥消耗量

××mm高炮連點射彈藥消耗量=武器系統點射彈數*武器系統數=180(發)

②計算該高炮連一次戰斗平均射擊航次數

將空襲兵器進襲流強分別為1架/min、2架/min、3架/min、4架/min、5架/min，該高炮連的火力轉移時間為15s，代入模型(5)得戰斗中的可射擊率，計算可射擊率的修正系數如表1所示。

③計算該高炮連一次戰斗彈藥消耗標準

該高炮連一次戰斗彈藥消耗標準結果如表1所示。

表1 空襲兵器進襲總量10架時的一次戰斗彈藥消耗標準

以上計算了高炮分隊在一次戰斗中的彈藥消耗標準，根據一次戰斗中的彈藥消耗標準和空襲兵器的日出動強度，可以計算出高炮分隊一天的彈藥消耗標準，也可以計算出高炮分隊一次戰役的彈藥消耗標準等，這里不再展開。

5 結束語

本文在建立防空兵彈藥消耗標準解析模型的基礎上，探討了應用解析法求解防空兵彈藥消耗標準的方法。由于模型中采用了軍事運籌學中的排隊論模型，其解算精度受到制約。更精細的方法可以采用作戰仿真的方法，通過建模與編程，完成防空兵彈藥消耗標準的仿真解算。

［1］ 朱雪平.陸軍戰役軍團防空兵作戰資源需求理論研究［M］.北京:軍事科學出版社，2006.

［2］ 李丹.基于MonteCarlo法的35高炮火力單元彈藥消耗量仿真估算［J］.裝備指揮技術學院學報，2005(5):44-47.