島礁要地防空作戰(zhàn)中預(yù)警機(jī)前出距離計(jì)算模型?

（海軍航空大學(xué)航空基礎(chǔ)學(xué)院 煙臺(tái) 264001）

1 引言

島礁要地防空作戰(zhàn)，是指為保衛(wèi)島礁要地目標(biāo)安全而組織實(shí)施的防空作戰(zhàn)，是島礁要地防御作戰(zhàn)的重要內(nèi)容之一。與一般性要地防空作戰(zhàn)相比，島礁要地防空作戰(zhàn)具有面積小、海拔低的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致地面雷達(dá)發(fā)現(xiàn)低空來(lái)襲目標(biāo)距離近，對(duì)空中預(yù)警偵察依賴(lài)性大、要求高。而實(shí)際作戰(zhàn)使用過(guò)程中，由于預(yù)警機(jī)通常前出配置在敵機(jī)來(lái)襲的主要方向，位置孤立前出，加之預(yù)警機(jī)機(jī)動(dòng)能力差、自衛(wèi)能力弱、雷達(dá)反射截面大以及電磁輻射強(qiáng)，因而極易被敵發(fā)現(xiàn)而首先遭到攻擊［1～3］。而預(yù)警機(jī)前出距離選擇是否合理，不僅直接關(guān)系到預(yù)警機(jī)的使用安全，而且直接影響到預(yù)警機(jī)的預(yù)警縱深及其探測(cè)范圍的大?。?］。所以，如何依據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和任務(wù)要求，合理確定預(yù)警機(jī)的前出配置距離，成為預(yù)警機(jī)作戰(zhàn)使用過(guò)程中指揮員最為關(guān)注的問(wèn)題［5］。本文以預(yù)警機(jī)指揮引導(dǎo)機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截?fù)糇鲬?zhàn)為背景，在分析影響預(yù)警機(jī)前出距離選擇因素，構(gòu)建預(yù)警機(jī)前出距離計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，采用戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)相結(jié)合、定性與定量分析相結(jié)合的方法，對(duì)不同戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境條件下預(yù)警機(jī)前出距離優(yōu)化選擇問(wèn)題進(jìn)行了較為深入的研究，所得結(jié)論可為島礁要地防空作戰(zhàn)中預(yù)警機(jī)前出距離的優(yōu)化選擇提供依據(jù)和參考。

2 影響預(yù)警機(jī)前出距離選擇的主要因素

預(yù)警機(jī)前出距離，是指實(shí)際作戰(zhàn)運(yùn)用過(guò)程中，指揮員在綜合分析敵情、我情、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)上，依據(jù)防空兵力反空襲作戰(zhàn)的需要和要求，而指定的預(yù)警機(jī)相對(duì)于被保護(hù)目標(biāo)（或機(jī)場(chǎng)）的前出配置距離［6］。依據(jù)預(yù)警機(jī)引導(dǎo)機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截?fù)粜袆?dòng)的特點(diǎn)和要求，在島礁要地防空作戰(zhàn)中，影響預(yù)警機(jī)前出距離選擇的因素，除了應(yīng)保證預(yù)警機(jī)前出距離必須在地面指揮所有效通信范圍以內(nèi)［7］、預(yù)警機(jī)空中巡邏時(shí)間［8］應(yīng)達(dá)到上級(jí)規(guī)定的要求外，還主要受到以下三個(gè)主要因素的影響：

一是預(yù)警機(jī)的預(yù)警縱深必須滿足機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵在最近截?fù)艟€上攔截?cái)硻C(jī)的要求。即要求預(yù)警機(jī)必須能夠?yàn)闄C(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)的殲擊航空兵提供對(duì)來(lái)襲敵機(jī)至少實(shí)施一次攻擊所需的預(yù)警縱深［9］。

二是必須保障預(yù)警機(jī)戰(zhàn)斗活動(dòng)的安全。即要求預(yù)警機(jī)在受敵空中威脅情況下，能夠得到己方掩護(hù)兵力及時(shí)有效的掩護(hù)［10］，以確保預(yù)警機(jī)的安全。

三是戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)預(yù)警機(jī)作戰(zhàn)使用的影響。由于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境尤其是敵我機(jī)場(chǎng)之間的距離對(duì)預(yù)警機(jī)的預(yù)警縱深具有重要影響，而預(yù)警縱深對(duì)預(yù)警機(jī)最大可能前出距離又產(chǎn)生重要的影響。所以，必須充分考慮戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)預(yù)警機(jī)前出距離選擇的影響。

3 預(yù)警機(jī)前出距離計(jì)算模型的構(gòu)建

殲擊航空兵以機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)方式，在預(yù)警機(jī)指揮引導(dǎo)下遂行空中截?fù)粜袆?dòng)，是殲擊航空兵反空襲作戰(zhàn)的主要樣式，為便于分析并提高研究的針對(duì)性，在此對(duì)島礁要地防空作戰(zhàn)的環(huán)境和條件作如下設(shè)定：

1）敵機(jī)對(duì)我島礁要地的來(lái)襲航線為直線，即為敵機(jī)場(chǎng)與我島礁要地的連線；

2）不考慮預(yù)警機(jī)的漏警，即假設(shè)敵機(jī)進(jìn)入預(yù)警機(jī)探測(cè)范圍即被我預(yù)警機(jī)發(fā)現(xiàn)；

3）預(yù)警機(jī)發(fā)現(xiàn)敵機(jī)時(shí)，敵機(jī)與島礁要地間的距離，為預(yù)警機(jī)預(yù)警探測(cè)縱深S警。即S警為預(yù)警機(jī)前出距離S前出與其機(jī)載雷達(dá)對(duì)空探測(cè)距離D探測(cè)之和；

4）預(yù)警機(jī)的空中巡邏時(shí)間能夠滿足上級(jí)對(duì)預(yù)警機(jī)巡邏時(shí)間的要求；

5）預(yù)警機(jī)前出距離小于預(yù)警機(jī)與指揮所之間的有效通信距離。即指揮所能夠?qū)︻A(yù)警機(jī)的活動(dòng)保持有效的指揮與控制。

實(shí)際作戰(zhàn)使用過(guò)程中，預(yù)警機(jī)前出距離必須大于預(yù)警機(jī)所需最小前出距離而小于預(yù)警機(jī)最大可能前出距離。

3.1 預(yù)警機(jī)所需最小前出距離計(jì)算模型

預(yù)警機(jī)所需最小前出距離，是指為保證機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵能夠在最近截?fù)艟€對(duì)來(lái)襲敵機(jī)實(shí)施攻擊而需預(yù)警機(jī)前出的最小距離［11］。其基本要求是：預(yù)警機(jī)在其最小前出距離上，能夠保障我機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)的殲擊航空兵在敵機(jī)對(duì)我島礁要地實(shí)施攻擊之前至少具有一次對(duì)敵攻擊所需的截?fù)艨v深，如圖1所示。所以，預(yù)警機(jī)引導(dǎo)機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截?fù)羲枨俺龅淖钚【嚯x，可根據(jù)敵機(jī)由預(yù)警機(jī)發(fā)現(xiàn)線運(yùn)動(dòng)至敵機(jī)載武器攻擊線的時(shí)間，與我機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊機(jī)從島礁要地起飛前出，在最近截?fù)艟€上對(duì)敵完成一次攻擊所需時(shí)間相等的關(guān)系推導(dǎo)求出，其計(jì)算模型為

式中，Smin為預(yù)警機(jī)引導(dǎo)機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊機(jī)空中截?fù)羲枨俺龅淖钚【嚯x；D探測(cè)為預(yù)警機(jī)機(jī)載雷達(dá)對(duì)來(lái)襲敵機(jī)的探測(cè)發(fā)現(xiàn)距離；V敵機(jī)為來(lái)襲敵機(jī)飛行速度；V我殲為我殲擊機(jī)起飛后飛抵攻擊陣位過(guò)程中的平均速度；t警報(bào)為預(yù)警機(jī)發(fā)現(xiàn)敵機(jī)至指揮所下達(dá)殲擊機(jī)起飛命令所需時(shí)間，包括預(yù)警機(jī)發(fā)現(xiàn)、識(shí)別目標(biāo)、情報(bào)傳遞、指揮員定下決心、下達(dá)起飛命令所需時(shí)間；t起飛為殲擊機(jī)接到起飛命令至完成起飛所需時(shí)間；t我攻為我殲擊機(jī)空空導(dǎo)彈一次迎頭攻擊所需時(shí)間；A我空為我殲擊機(jī)空空導(dǎo)彈有效射程；A敵地為來(lái)襲敵機(jī)空地導(dǎo)彈最大有效射程。

圖1 預(yù)警機(jī)最小前出距離示意圖

由預(yù)警機(jī)所需最小前出距離計(jì)算模型的推導(dǎo)過(guò)程可知，若要保障我機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)的殲擊航空兵在敵機(jī)對(duì)我島礁要地實(shí)施攻擊之前至少敵實(shí)施一次攻擊，敵我機(jī)場(chǎng)距離S距必須保證具有足夠的預(yù)警縱深，以確保機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)飛機(jī)有充足的反應(yīng)時(shí)間和攻擊時(shí)間［12］，否則殲擊航空兵機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)的方式無(wú)法滿足島礁要地防空的需要。因此，若要以殲擊航空兵機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)的方式遂行島礁要地防空作戰(zhàn)的需要，敵我機(jī)場(chǎng)距離S距必須滿足以下關(guān)系式：

3.2 預(yù)警機(jī)最大可能前出距離計(jì)算模型

預(yù)警機(jī)最大可能前出距離，是指在一定的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境條件下，預(yù)警機(jī)可能安全前出的最大距離。為便于分析，在此先作如下定義：

定義1：預(yù)警機(jī)最大預(yù)警縱深D警，為預(yù)警機(jī)在其最大可能前出距離上時(shí)，預(yù)警機(jī)的探測(cè)發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)界與島礁要地之間的距離。

定義2：預(yù)警機(jī)最大預(yù)

警縱深D警，為預(yù)警機(jī)最大可能前出距離D前與預(yù)警機(jī)機(jī)載雷達(dá)對(duì)空探測(cè)距離D探之和。

預(yù)警機(jī)最大可能前出距離，主要取決于預(yù)警機(jī)在巡邏空域發(fā)現(xiàn)威脅后的可撤離距離和機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊機(jī)的掩護(hù)距離。預(yù)警機(jī)可安全撤退距離，是指在受敵威脅后，預(yù)警機(jī)能夠向己方殲擊航空兵掩護(hù)區(qū)域安全撤退的距離。殲擊航空兵安全掩護(hù)距離，是指為保障預(yù)警機(jī)免遭來(lái)襲敵機(jī)攻擊，確保預(yù)警機(jī)空中安全，殲擊航空兵所能為預(yù)警機(jī)提供的掩護(hù)區(qū)域的遠(yuǎn)界到殲擊航空兵起飛機(jī)場(chǎng)的距離。

預(yù)警機(jī)最大可能前出距離計(jì)算模型為

式中，Smax預(yù)警機(jī)最大可能前出距離；D撤退預(yù)警機(jī)可安全撤退距離；D掩護(hù)殲擊航空兵對(duì)預(yù)警機(jī)的安全掩護(hù)距離。

由于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，尤其是敵我機(jī)場(chǎng)間的距離對(duì)預(yù)警機(jī)的實(shí)際探測(cè)發(fā)現(xiàn)距離具有重要影響，對(duì)預(yù)警機(jī)的可安全撤退距離和殲擊航空兵安全掩護(hù)距離影響較大，從而對(duì)預(yù)警機(jī)最大可能前出距離產(chǎn)生重要影響。所以，實(shí)際作戰(zhàn)過(guò)程中，指揮員應(yīng)根據(jù)敵我機(jī)場(chǎng)間距離的不同，通過(guò)計(jì)算，合理確定預(yù)警機(jī)的最大可能前出距離。

1）當(dāng)S距＞D警時(shí)

顯然，在敵我機(jī)場(chǎng)相距較遠(yuǎn)，兩者間距離S距大于預(yù)警機(jī)預(yù)警探測(cè)縱深D警，且預(yù)警機(jī)空中巡邏時(shí)間及其前出距離滿足作戰(zhàn)要求的情況下，預(yù)警機(jī)最大可能前出距離，主要取決于預(yù)警機(jī)在巡邏空域發(fā)現(xiàn)威脅后的可撤離距離和機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊機(jī)的掩護(hù)距離。見(jiàn)圖2。

圖2 S距＞D警時(shí)殲擊機(jī)空中截?fù)暨^(guò)程示意圖

（1）預(yù)警機(jī)安全撤退距離計(jì)算模型

設(shè)預(yù)警機(jī)在巡邏空域發(fā)現(xiàn)空中威脅后，即按180°轉(zhuǎn)彎方式向己方殲擊航空兵提供的安全區(qū)域轉(zhuǎn)移。此時(shí)，預(yù)警機(jī)可安全撤退距離可由下式計(jì)算：

式中：A敵空為敵機(jī)載空空導(dǎo)彈最大有效射程；t轉(zhuǎn)彎為預(yù)警機(jī)180°轉(zhuǎn)彎所需時(shí)間；V我警為預(yù)警機(jī)撤離速度。

（2）殲擊航空兵安全掩護(hù)距離計(jì)算模型

依據(jù)機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵掩護(hù)預(yù)警機(jī)的作戰(zhàn)活動(dòng)過(guò)程（見(jiàn)圖2），可推導(dǎo)求出殲擊航空兵在中、低空使用空空導(dǎo)彈對(duì)來(lái)襲敵機(jī)實(shí)施迎頭攻擊時(shí)的安全掩護(hù)距離計(jì)算模型為

由式（2）、（3）和（4），可推導(dǎo)求出在 S距＞D警情況下，預(yù)警機(jī)最大可能前出距離為

在敵我機(jī)場(chǎng)距離較近，兩者間距離S距小于預(yù)警機(jī)預(yù)警探測(cè)縱深D警的情況下，則將出現(xiàn)由于預(yù)警機(jī)實(shí)際探測(cè)縱深受敵我機(jī)場(chǎng)間距離影響，進(jìn)而影響預(yù)警機(jī)可撤退距離和殲擊機(jī)掩護(hù)距離的情況。此時(shí)，預(yù)警機(jī)可安全撤退距離可由下式計(jì)算：

依據(jù)機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵掩護(hù)預(yù)警機(jī)的作戰(zhàn)活動(dòng)過(guò)程（見(jiàn)圖3），可推導(dǎo)求出殲擊航空兵在中、低空使用空空導(dǎo)彈對(duì)來(lái)襲敵機(jī)實(shí)施迎頭攻擊時(shí)的安全掩護(hù)距離計(jì)算模型為

圖3 S距≤D警時(shí)殲擊機(jī)空中截?fù)暨^(guò)程示意圖

則由式（2）、（6）和（7），可推導(dǎo)求出在 S距≤ D警情況下，預(yù)警機(jī)最大可能前出距離為

4 算例分析

4.1 量化分析的條件

根據(jù)島礁要地防空作戰(zhàn)的環(huán)境、敵我裝備性能及其作戰(zhàn)活動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)，將量化分析的條件作如下設(shè)定，見(jiàn)表1。

4.2 量化分析的結(jié)果

依據(jù)所構(gòu)建的預(yù)警機(jī)前出距離計(jì)算模型，結(jié)合量化分析的條件，仿真得出島礁要地防空作戰(zhàn)中，預(yù)警機(jī)保障島礁要地殲擊航空兵對(duì)來(lái)襲敵機(jī)實(shí)施空中截?fù)羲枨俺鼍嚯x范圍，見(jiàn)圖4和圖5。

表1 某島礁要地防空作戰(zhàn)量化分析條件

圖4 預(yù)警機(jī)所需最小前出距離仿真結(jié)果圖

圖5 預(yù)警機(jī)最大可能前出距離仿真結(jié)果圖

4.3 對(duì)量化結(jié)果的分析

依據(jù)預(yù)警機(jī)前出距離計(jì)算模型及對(duì)圖4和圖5的分析，可以得出以下主要結(jié)論：

1）預(yù)警機(jī)所需最小前出距離，主要受到預(yù)警機(jī)機(jī)載雷達(dá)探測(cè)發(fā)現(xiàn)距離、殲擊機(jī)起飛所需時(shí)間以及殲擊機(jī)空空導(dǎo)彈和敵空地導(dǎo)彈有效射程等因素的影響。由仿真結(jié)果（圖4）可以看出，由于預(yù)警機(jī)對(duì)空中目標(biāo)的探測(cè)發(fā)現(xiàn)距離遠(yuǎn)，在保障機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵在最近截?fù)艟€對(duì)來(lái)襲敵機(jī)實(shí)施空中截?fù)魰r(shí)，要求預(yù)警機(jī)所需前出的距離較小。

2）敵我機(jī)場(chǎng)之間距離對(duì)預(yù)警機(jī)的預(yù)警探測(cè)縱深具有重要影響，進(jìn)而對(duì)殲擊航空兵的待戰(zhàn)方式選擇產(chǎn)生重要影響。由仿真結(jié)果（圖4）可以看出：在S距＜Smin+D探測(cè)，即敵我機(jī)場(chǎng)之間距離小于預(yù)警機(jī)引導(dǎo)殲擊航空兵在最近截?fù)艟€上攔截?cái)硻C(jī)所需最小預(yù)警探測(cè)縱深的情況下，為保障對(duì)來(lái)襲敵機(jī)實(shí)施有效的空中攔截，殲擊航空兵必須采取空中待戰(zhàn)的方式。

3）戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境尤其是敵我機(jī)場(chǎng)之間距離對(duì)預(yù)警機(jī)最大可能前出距離具有重要影響。由仿真結(jié)果（圖5）可以看出，在設(shè)定條件下，當(dāng)敵我機(jī)場(chǎng)之間距離達(dá)到某一定值前，預(yù)警機(jī)最大可能前出距離隨著敵我機(jī)場(chǎng)間距離的增加而線性增加，而當(dāng)敵我機(jī)場(chǎng)之間的距離達(dá)到某一定值后，預(yù)警機(jī)最大可能前出距離不再隨著敵我機(jī)場(chǎng)之間距離的增加而增加。這就要求指揮員必須根據(jù)具體的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，從保證機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截?fù)羲桀A(yù)警縱深的要求出發(fā)，在預(yù)警機(jī)的最大可能前出距離范圍內(nèi)，合理選擇預(yù)警機(jī)的前出距離。

5 結(jié)語(yǔ)

預(yù)警機(jī)集情報(bào)、指揮、控制、通信等功能于一體，在防空作戰(zhàn)中擔(dān)負(fù)著為指揮員分析判斷情況，實(shí)施作戰(zhàn)指揮提供決策支持，為防空兵力作戰(zhàn)行動(dòng)提供指揮引導(dǎo)等任務(wù)［13］，其前出距離的選擇直接關(guān)系到防空作戰(zhàn)的效果。本文以預(yù)警機(jī)引導(dǎo)島礁要地機(jī)場(chǎng)待戰(zhàn)殲擊航空兵空中截?fù)糇鲬?zhàn)為背景，構(gòu)建了預(yù)警機(jī)所需最小前出距離和最大可能前出距離的計(jì)算模型，通過(guò)仿真計(jì)算得到預(yù)警機(jī)前出距離隨島礁要地與敵機(jī)場(chǎng)之間的距離變化的仿真圖。所構(gòu)建的預(yù)警機(jī)前出距離計(jì)算模型和仿真結(jié)果，對(duì)島礁要地防空作戰(zhàn)中預(yù)警機(jī)前出距離的選擇有一定的借鑒作用。