基于復雜電磁環境的艦空導彈作戰效能評估?

斗計華 吳 碩

（1.海軍大連艦艇學院導彈與艦炮系 大連 116018）（2.國防大學聯合勤務學院聯合裝備保障系 北京 100858）

1 引言

復雜電磁環境下艦空導彈武器系統作戰時，其作戰效果會受到復雜電磁環境的影響。目前較多研究復雜電磁環境［1］、以及定性研究復雜電磁環境對艦空導彈武器系統作戰的影響［2～5］，但較少定量評估復雜電磁環境下艦空導彈武器系統作戰效能。本文構建基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統作戰效能綜合評估方法，為復雜電磁環境下艦空導彈武器系統作戰效能綜合評估分析研究提供依據。

2 基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統作戰效能評估改進模型研究

基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統作戰效能評估改進模型表示為［6～8］

其中，K為復雜電磁環境下艦空導彈武器系統操控人員訓練水平因子，其值范圍為［0，1］；A'為基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統有效性向量，是指復雜電磁環境下艦空導彈武器系統在開始執行任務時所處狀態的度量，與復雜電磁環境下艦空導彈武器系統的可靠性、可維修性和使用人員等因素有關；D'為基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統可信性矩陣，是在已開始執行任務的過程中某個或某幾個時刻系統狀態的度量，表示復雜電磁環境下艦空導彈武器系統在使用過程中完成規定功能的概率，取決于復雜電磁環境下艦空導彈武器系統使用過程中的可修復性等因素；C'是基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統作戰能力矩陣，指已知復雜電磁環境下艦空導彈武器系統執行任務期間的狀態下，系統最終完成作戰任務的能力。

3 基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統作戰效能指標改進評估模型

3.1 基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統可用性改進評估模型

基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統可用性的度量指標為復雜電磁環境可用度。在故障率為λ，修復率為μ的單部件系統里，A′為基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統可用度；可用度可用下式表示［9～10］：

上式第一項為穩定狀態項，第二項為瞬時狀態項。

3.2 基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統可信性改進評估模型

基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統可信性的指標是復雜電磁環境可信度，在已知系統在開始工作時所處的狀態時，表示系統執行任務過程中的一個或幾個時間內所處狀態的指標。其中可信性矩陣是一個n×n階的方陣，即

式中：dij為復雜電磁環境下已知系統在狀態i時開始執行任務，而在執行任務過程中處于狀態 j的概率。

假設復雜電磁環境下艦空導彈武器系統主要包括探測系統、目標指示系統、指揮控制系統、火控系統、制導系統，則其共包括5種分狀態，分別用X1～X5表示狀態1～5，其含義如下：

X1：艦空導彈武器探測系統、目標指示系統、指揮控制系統、火控系統、制導系統這5個系統狀態均正常；

X2：探測系統故障，其它4個系統都正常，系統狀態正常；

彭姐笑著說：“我是她的家人，是家人就得說家人的話,做家人的事嘛，總不能家人說出敵人的話,做出對手的事來呀！”

X3：目標指示系統故障，其他4個系統都正常，系統狀態正常；

X4：探測系統、目標指示系統都故障，其他3個系統正常，系統狀態正常；

X5：探測系統故障，或目標指示系統故障，或指揮控制系統故障，或火控系統故障，系統狀態故障。

基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統狀態空間如圖1所示。

圖1 復雜電磁環境下艦空導彈武器系統狀態空間

假定基于復雜電磁環境的各系統故障率和修復率分別為 λa、λb、λc、λd、λe和 μa、μb、Cˉ、Dˉ、μe。

由圖1可得出基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統狀態方程為［11～12］

3.3 基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統作戰能力改進評估模型

基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統的作戰能力是評估武器系統作戰效能最重要指標，主要包括射擊能力和攔截目標數等。

3.3.1 基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統射擊能力分析

基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統射擊能力指標主要包括毀傷目標能力、射擊能力等。1）毀傷目標能力設艦空導彈武器系統對目標共發射了n枚導彈，Pni為第i枚艦空導彈殺傷目標概率，則毀傷目標能力為

式中：Ps為殺傷目標概率；Pni為第i枚艦空導彈殺傷目標概率。

2）射擊能力

射擊能力可由目標被殺傷概率表示。探測能力、指揮控制能力、導彈導引頭截獲目標能力與毀傷目標能力在射擊過程中發揮作用的結構是串聯結構，則射擊能力評估模型為

式中：Cd為目標被殺傷概率，Ptc為探測目標概率，Pzk為指揮控制概率，Pjh為導彈導引頭截獲目標概率。

3.3.2 基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統攔截目標數量分析

設基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統攔截目標數為k3，系統同方向攔截目標數為k1，系統多方向攔截目標數為k2，則有：

3.3.3 基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統作戰能力向量分析

1）對單方向單目標的作戰能力

這里以殺傷目標概率作為對單方向單目標作戰能力的指標值。則有：

式中：Pm為基于復雜電磁環境的武器系統在第m種狀態時的作戰能力，kdm為武器系統在第m種狀態時對單目標的可攔截次數，Cdmi為武器系統在第m種狀態下的第i次射擊能力。

2）對多方向多目標的作戰能力

設基于復雜電磁環境的武器系統對于每個目標的單次作戰能力都一樣，則有：

式中：Pm為基于復雜電磁環境的武器系統在第m種狀態時的作戰能力，Cdm為武器系統在第m種狀態下的單次作戰能力。kfm為武器系統在第m種狀態時對多目標的攔截能力。

4 結語

復雜電磁環境對艦空導彈武器系統作戰過程中，需要重點關注復雜電磁環境下艦空導彈武器系統作戰效能綜合評估。通過構建基于復雜電磁環境的艦空導彈武器系統作戰效能綜合評估方法，可定量綜合評估復雜電磁環境下艦空導彈武器系統作戰效能，有助于復雜電磁環境下艦空導彈武器系統作戰效能分析研究。