空海作戰導彈攻防對抗關鍵技術探索

于冰杰

摘要：文章主要介紹了空海作戰導彈攻防對抗的關鍵技術，先介紹了火控解算，包括命中條件限制、自適應步長攻擊區相關解算技術、不可逃逸攻擊區相關解算方法，隨后介紹了反艦導彈和艦空導彈的攻防對抗機動突防幾率，包括蒙特卡洛法、作戰誤差分析，希望能給相關人士提供有效參考。

關鍵詞：空海作戰;導彈攻防;對抗技術

引言：近幾年隨著各國相繼開展大范圍的海上軍演，涵蓋防御方和攻擊方模擬，同時將艦空導彈以及反艦導彈當成核心演練工具，實施攻防對抗。在實戰演練中同樣需要花費大量財力、人力和物力，整個工程較為復雜，但軍演也同時具有較多益處，比如展現實力，積累經驗等，為守護本國領土不斷增強自身實力。

一、火控解算

（一）命中條件限制

導彈發射后，會順著既定設計軌道飛行，在實際飛行中是否可以順利命中預期目標受到多種限制因素的影響，相關限制條件如下：第一，導彈飛行時間遠遠超出制導時間。第二，導彈飛行遠遠低于引信解鎖時間。第三，在發動機燃料徹底燃燒后，導彈速度比最低要求速度要小。第四，導彈和目標之間的靠近速度，比導彈引信要求接近最小速度要低。第五，導彈相關瞬時速度比最低飛行要求速度要低。第六，導彈相對距離比最小距離要小。第七，瞄準線相關移動角速度超出導引頭跟蹤角最大速度。第八，導彈飛行離軸角超出離軸角最大值。第九，導彈實際飛行中，相關需用過載遠遠超出實際過載值。第十，彈目相對距離超出導引頭探測最大距離[1]。

對于一般導彈來說，導彈實際飛行中，如果出現上述任意狀況，則證明導彈遠離預期目標，無法準確命中目標。相反條件下，如果能夠滿足上述限制條件，則證明導彈沒有失去控制，同時導彈順利進入目標核心的導彈戰斗有效殺傷范圍內，當成導彈命中目標。其中需要注意，功能和型號不同的導彈限制條件也存在一定差異，為此需要聯系實際狀況進行合理修改。比如機載導彈需進行補充，載機于近距離發射導彈的過程中，并不在安全區域內，但是對于艦空導彈來說，需要進行補充，導彈高度比海平面高度要低。上述所述限制條件，大部分都是常量，被導彈系統所決定，而導彈可用過載屬于一種變化量，飛行中的高度和馬赫數是主要影響因素。

（二）自適應步長攻擊區相關解算

攻擊區解算主要是以彈道解算為基礎，形成彈道解算模型閉合形式的自動搜索模型，結合上述彈道解算限制條件和設定搜索精度，從而對設定導彈進行計算，對目標攻擊區域進行準確計算。模型復雜程度決定了攻擊區解算時間，步長選取同樣會影響攻擊區解算時間。

本文主要是利用龍格庫塔法對模型相關運動微分方程組進行求解，解算中應該合理選擇步長。由于導彈朝目標飛行中，導彈速度、導彈與目標之間相對速度較快。如果所選步長較大，則彈道解算便會出現較大誤差，嚴重情況下還會出現發散現象，特別是在導彈即將射中目標條件下，于某種步長時間中，導彈和目標之間的相對位移距離正好超出導彈殺傷半徑的兩倍，使導彈出現誤判問題，將命中情景變成無法命中，最后所得攻擊范圍界限也存在一定誤差。此外，如果所選步長相對較小，盡管不會產生上述問題，但如果步長過小，容易降低攻擊區內解算速度，影響實時性效果，同時還會進一步增加誤差累。

為了順利解決上述問題，需要結合變步長思想，開始解算模型過程中，因為彈幕距離相對較遠，可以選擇大時間步長，并隨著導彈向目標不斷接近，降低時間步長，選擇小時間步長。如此，便能夠使攻擊區解算過程滿足相應的解算精度要求，提升整體運算速度[2]。

（三）不可逃逸攻擊區相關解算

實際戰場中目標遇到敵對方攻擊條件下，會采取相應的機動，從而躲避導彈攻擊。于某種條件下，需要對該種攻擊區進行求解，為此需要充分結合目標不同機動進行充分考慮，確保該區域內目標不能躲避導彈攻擊，而這種攻擊區也是無法逃逸攻擊區。無法逃逸攻擊區范圍相對較小，而命中率相對較高。

當下在對導彈無法逃逸區進行求解中，存在一種方法是微分對策論，該種方法主要優勢對無法逃逸區的計算結果較為準確，而主要缺陷是創建數學模型較為復雜，實時性較弱，計算復雜，需要消耗大量時間。而實踐中的目標機動狀況無法預測且十分復雜，在對無法逃逸攻擊區進行求解過程中，存在較大困難。

設目標機動過載數值最大為4g，從-4g至4g之間，以2g為基礎步長，對目標進行合理求解，得到過載機動條件下的攻擊區。針對無法逃逸攻擊區內相關遠邊界是多種狀況下攻擊區遠邊界最低值。無法逃逸攻擊區相關近邊界是攻擊區近邊界數值最大公式表示如下：

其中的Rmin、Rmax分別是無法逃逸攻擊區的近邊界和遠邊界，Nti則是機動下攻擊區近邊界和遠邊界，相關取值分別是-4g、-2g、0g、2g、4g。這種針對無法逃逸攻擊區中的解算方法所考慮的目標機動相對簡單，主要是以典型目標機動場景。

二、反艦導彈和艦空導彈的攻防對抗機動突防幾率

（一）蒙特卡洛法

通過計算機對打靶進行模擬，能夠合理計算導彈命中率，對那些昂貴且復雜的導彈飛行試驗進行減少或補充，可以有效節約各種財力、物力和人力。當下相關分析計算方法主要是以蒙特卡洛法為主，整體運行效率較低。但當下，隨著計算機技術水平的提升，有效彌補了蒙特卡洛法的現存缺陷，提高了蒙特卡洛法應用生命力，并成為當下社會中的發展主流。除此之外，還可以采用線性伴隨法、協方差分析函數描述法等。而這兩種方法主要特征是耗時相對較小、計算量小，僅占卡洛法的1/20到 1/30之間，以統計線性化理論進行合理推導。

綜上所述，彈道方程組為非線性，通過蒙特卡洛法對打靶操作進行模擬，相關打靶流程如下：第一是創建精確數學模型。第二，了解導彈飛行中不同隨機因素和相關分布規律。第三，根據不同隨機因素分布規律，構建數學模型，隨后以所構建的數學模型為基礎，形成相應的隨機數。第四，在數學模型內疊加隨機變量，和對應標稱值一一對應，實施蒙特卡洛法打靶模擬實驗。第五公布并有效處理最終的打靶結果[3]。

（二）作戰誤差分析

艦空導彈與反艦導彈進行攻防對抗中，雙方攻防對抗效果容易受到環境、裝備和人為因素等方面的影響。而人為因素同樣存在某種主觀性，客觀規律不足，影響客觀分析，至于環境因素和裝置因素所形成的誤差，相關分布規律主要是正態分布規律為主，而本文主要以環境因素和裝備因素所形成的誤差進行研究，了解艦空導彈與反艦導彈之間的攻防對抗。

導彈發射到目標命中整個過程中，通常會被海雜波、海上隨機風、制導系統輸出誤差、測量系統對角度測量的影響。為了進一步提高仿真計算便利性，把隨機形成誤差規劃到系統計算誤差輸出中，至于海雜波所形成的誤差全部歸類到測量系統的視線角度誤差內。上述全部誤差源形成的誤差全部以正態分布為主，仿真中，在模型計算標值基礎上，疊加各種仿真誤差，對反艦導彈以及艦空導彈之間的攻防對抗，通過對反艦導彈進行特征分析，采取不同機動策略下突防概率進行計算。艦空導彈以及反艦導彈之間實施攻防對抗中，主要作戰流程是，反艦導彈將對方艦船當成攻擊目標，先實施降高平飛，末端選擇擺式、螺旋、蛇形等機動策略進行突防。

結語：綜上所述，在現代化背景下，隨著科技和軍事兩個領域革命熱潮的發展，海上作戰地位越加突出，部分國家還把海洋當成藍色國土，在越加頻繁海上爭端背景下，應該針對海上作戰中的攻防對抗進行深入研究分析，特別是艦空導彈和反艦導彈之間的攻防對抗。

參考文獻：

[1]?? 李漫紅，路瑞敏.美國突破反介入/ 區域拒止能力的武器發展與嘗試[J].飛航導彈，2019（08）：10-14.

[2]?? 李居尚，戰蔭澤.天波超視距雷達空海目標探測難點與對策[J].飛航導彈，2018（12）：39-44.

[3]?? 張冬青，蔣琪.世界導彈武器裝備與技術5 年發展回顧與展望[J].戰術導彈技術，2016（01）：1-8.