美阿利伯克級驅逐艦在編隊協同防空作戰中體系貢獻率評估

張家賓

美阿利伯克級驅逐艦在編隊協同防空作戰中體系貢獻率評估

張家賓

（91404部隊41分隊，秦皇島 066000）

文章以美軍阿利伯克級驅逐艦FlightⅡA型對比FlightⅡ型為例，從探測感知、指揮控制、火力打擊、戰場生存以及協同作戰方面綜合對比兩型艦艇參與航母編隊遂行協同防空作戰任務時的體系貢獻率。通過分析單裝備在體系作戰中發揮效能程度的指標，量化對比不同裝備在體系中的能力特征，為我軍作戰試驗體系貢獻率評估提供參考，為裝備發展建設提供借鑒。

體系貢獻率 阿利伯克 航母編隊 協同防空作戰 指標構建

0 引言

未來的海上水面艦艇作戰為體系之間的對抗，單設備平臺更多的作為體系的節點參與戰爭。為評估單設備平臺對體系的貢獻程度，引入了體系貢獻率指標，用于反映裝備自身作戰能力對整個裝備體系作戰能力的影響程度[1]。通過對比新研裝備和替代型號貢獻率大小，來檢驗新研裝備融入現有作戰體系能力，并能在體系化、實戰化作戰環境中充分暴露裝備缺陷，倒逼軍工企業提高裝備質量[2-3]。美軍的裝備研制發展體系一直是世界各國學習研討的對象，可以通過對美軍裝備體系中的典型裝備進行體系貢獻率分析，分析美軍裝備發展脈絡、摸清其裝備迭代發展方向，進而啟示我軍裝備發展思路。文章選取水面艦艇編隊作戰中典型的協同防空作戰任務為例，對比兩型阿利伯克級驅逐艦在完成防空作戰中發揮作用程度，通過流程分析、想定研究、指標體系構建以及綜合評估，完成體系貢獻率評估，探索作戰試驗中裝備體系貢獻率評估方法的應用模式，為我軍后續作戰試驗評估提供參考，同時發現美軍在驅逐艦研制方面的發展思路，探索美軍裝備更新迭代路徑，啟示我軍裝備發展建設方向。

1 體系貢獻率評估方法研究

1.1 流程分析

1）明確作戰試驗想定，包括作戰背景及具體雙方對抗兵力情況。體系貢獻率是對作戰試驗結果的評估，是在一定的作戰背景和作戰對手條件下得出的結果[4]。當作戰體系面臨的任務發生變化時，能夠反映其體系能力或效能的指標也應做出修正。因此，分析裝備對體系的貢獻率，必須明確體系面臨的作戰想定。

2）以裝備的使命任務為牽引確定作戰試驗具體作戰目標，從目標層分解任務項、能力項、指標項，構建指標體系[5]。在此過程中，對指標項的選取應注意：一是選擇能夠反映體系能力的典型指標項，剔除冗余指標；二是選擇能力大概率不能滿足作戰需求的指標項；三是忽略細節，盡可能降低指標體系的分層。

3）從底層指標項開始，逐層向上聚合計算原有、現有裝備體系的體系屬性值，設置評判標準，確定不同指標的權重值。在計算過程中，可以考慮采用線性加權法，包括乘法、加法兩種方式[6]，當不同能力之間為疊加關系時，采用加法；當不同能力之間為遞進關系時，采用乘法。另外，也可以根據指標的重要程度，酌情采用指數加權法。

1.2 評估模型及計算規則

文章采用體系能力綜合指數法評估模型，其計算方式為體系貢獻率＝待評價裝備帶入體系后，體系所呈現的體系能力綜合指數的提升值與滿足任務需求的理想參考的體系能力綜合指數的比較。即：體系貢獻率＝（體系能力綜合指數（A）-體系能力綜合指數（B））/體系能力綜合指數理想值＝體系能力綜合指數比（A）-體系能力綜合指數比（B）我們稱之為體系能力綜合指數法。其中，體系能力綜合指數理想值，是指滿足作戰任務的各項能力指數的理想值。

體系貢獻率的聚合方法從最低層次能力項的相對能力指數開始，逐層向上聚合計算，得到體系能力綜合指數。在計算過程中，采用乘法、加法兩種方式。當某項能力效果與其它能力效果為累加關系時，采用加法方式，向上聚合指標時采用加權和方法。當某項能力效果與其它能力效果是條件關系時，采用乘法方式，向上聚合指標時采用指數法。

2 作戰想定分析

2.1 裝備改進情況分析

阿利伯克級驅逐艦是美海軍隸下現役唯一一型驅逐艦，是美海軍承擔編隊防空任務的主戰驅逐艦。為適應不斷更新的使命需求，伯克級先后設計建造了FlightⅠ/ⅠA、FlightⅡ型、FlightⅡA等艦型，本文主要對比的是最新技術狀態的FlightⅡA型和FlightⅡ型。

阿利伯克級FlightⅡA型導彈驅逐艦是在阿利伯克級Ⅰ/Ⅱ型驅逐艦之后建造的一型新戰艦。它雖然是改進型，但在很多方面已與原型艦有很大不同，主要體現在艦艇結構和配置、電子設備、武器系統、作戰系統和編隊作戰能力等方面。艦艇結構和配置上，新艦增加設置了雙直升機庫，用于停放2架海鷹直升機，提高該型艦艇在編隊體系作戰中的對海打擊和搜、反潛作戰能力。艙壁采用抗爆炸沖擊和雙層底結構設計,可以抵消艦艇在增設了直升機庫后導致的重心上移，提高了本艦對水下爆炸引起損傷的承受能力，提高了生存能力；艦載武器裝備方面增加了6個垂直發射系統的導彈發射單元，提高了艦上的火力打擊能力。同時對原有的“海麻雀”防空導彈進行技術改進，新型導彈提高了射速并具有更大的機動性；警戒探測裝備方面采用改進后的SPY1D（V）相控陣雷達，增加了用于跟蹤起始處理器，在范圍和精度上都有較大提升，提高了對強背景雜波條件下以及沿海地區的警戒探測能力。加裝了電子對抗系統，增設SLQ-32（V）3型電子對抗系統，替換僅有干擾能力的SLQ-32（V）2型，增加了干擾和攔截等多項能力[6]；作戰系統方面，新型艦的宙斯盾系統通過引進大規模商規組件和采用光纖局域網絡等技術，版本提升，指揮控制能力增強；編隊作戰能力方面該型艦通過將美代號16的數據鏈綜合進作戰系統，提高編隊通信能力和數據傳輸性能，增強協同防空作戰時編隊的聯通效率和數據通信能力，提升與其他兵力的協調配合[7]。

2.2 作戰任務場景設置

近期以來，美國某同盟國S與鄰國T不斷發生利益沖突，兩國交界處摩擦不斷，隨著矛盾加深沖突升級，兩國之間爆發戰爭。美國以和平解決地區沖突的理由介入戰爭，迅速組織航母編隊向T國進發。T國獲悉情報后派遣本國戰斗艦艇編隊封鎖美軍前進的海域方向，兩國艦艇在海上展開成作戰隊形。美軍航母編隊包括尼比茲級航母1艘、“提康德羅加”級導彈巡洋艦2艘、“伯克”級導彈驅逐艦2艘、“斯普魯恩斯”級驅逐艦2艘、“洛杉磯”級核動力攻擊潛艇2艘、“供應”級快速戰斗支援艦1艘。T國派遣海軍航空兵、水面艦艇及潛艇等兵力海陸空一體化聯合打擊美航母編隊，阻止美軍對S國的海上支援。伯克級驅逐艦作為編隊的主要防空力量依作戰命令警戒相關空域，并對來襲的空中目標實施協同探測打擊[8]。

2.3 戰場態勢構建

T國利用多平臺發射反艦導彈協同打擊美航母編隊，并在導彈來襲方向適時采取遠程支援干擾措施，掩護導彈發射。導彈協同打擊態勢為在不同方向同時來襲兩枚，設置為中高空的超音速導彈。編隊防空戰斗群依據阿利伯克艦任務狀態和所處位置等信息進行任務分配，協同探測來襲導彈并組織火力打擊。對比新型艦相對于上一代在防空作戰中的體系貢獻率提升。

3 指標體系構建

3.1 指標體系構建原則

綜合考慮艦艇的使命任務及作戰對手的典型戰法、作戰樣式等因素進行指標構建。指標選取原則為：一是主要選擇對作戰效果有明顯影響的能力項；二是主要選擇在案例中對能力需求滿足存在問題的能力項，忽略明顯能夠滿足的能力項；三是體現能力的綜合效果，屏蔽技術細節，減少層次。

3.2 關鍵能力項分解

依據指標構建原則，結合作戰任務對裝備的能力需求以及裝備改進研制的主要方面，作戰能力主要集中于本艦作戰能力和協同作戰能力，對關鍵能力進行指標分解，選取敏感性能力分項，主要將本艦作戰能力分解為探測感知、指揮控制、火力打擊以及戰場生存能力分項，協同作戰能力分解為通信能力、任務分配、協同制導能力等[9]。

3.3 指標體系構建

從作戰的目標層開始逐級向下分解任務和能力項，指標構建分為四層：第一層為編隊協同防空作戰目標層，是項目最終的聚合頂層；第二層為能力項層，分為探測感知、指揮控制、火力打擊、戰場生存、協同作戰五個能力項；能力層向下分解為能力分項層，各分項之間區分“乘”與“和”的連接關系。“乘”的關系中各能力分項采用專家打分法確定能力系數，用于表征各能力分項的權重值，“和”的關系中各能力分項確定權重值分配；第四層為核心指標層，選取的指標都對防空作戰影響較大且能體現出兩型艦能力差異。指標體系圖如圖1所示。

圖1 指標體系示意圖

4 評估過程

4.1 阿利伯克FlightⅡ型艦參加編隊防空作戰的指數比計算

根據上述作戰能力分析，計算FlightⅡ型艦各分項能力的指數，計算結果通過參考相關資料推算得出。

1）探測感知能力

考慮該型反艦導彈對美軍編隊的威脅打擊距離，設定理想值也就是安全范圍為80 km。滿足武器使用要求的感知精度等信息質量指標為0.9。設定理想的感知時間為4S，感知時間越短效率越高，所以取時間的倒數。設定理想偵察頻域、距離、方位、俯仰范圍綜合指數為40，偵查質量為0.9，根據FlightⅡ型艦攔截該型導彈的實際作戰性能進行計算，結果如表1所示。

表1 探測感知能力指數比

2）指揮控制能力

系統最大處理批數為500批，滿足理想條件的要求。反應時間越短效率越高，所以取時間倒數，設理想反應時間為0.8 s。決策合理性試驗時，進行200次決策方案測試，統計決策錯誤次數，次數越多合理性越差，理想條件為3次以內。測試200次系統火力分配方案，統計錯誤次數，FlightⅡ錯誤次數6次，理想條件為3次以內。根據FlightⅡ型艦攔截該型導彈的實際作戰性能計算如表2所示。

表2 指揮控制能力指數比

3）火力打擊能力

攔截范圍的理想值設為75 km，理想殺傷概率為100%，同時攔截批數為15批。測試艦艇分別實施30次無源干擾和有源干擾時，干擾的有效次數。根據FlightⅡ型艦攔截該型導彈的實際作戰性能計算如表3所示。

表3 力打擊能力指數比

4）戰場生存能力

船體抗損能力，損管監控能力和降功能使用能力歸一化后理想值均設為1，邀請各相關領域專家用打分法確定FlightⅡ型艦實際的戰場生存能力各指標值，計算結果如表4所示。

表4 場生存能力指數比

綜合計算FlightⅡ型艦在上述能力方面與理想值的指數比為

79.1%×88.9%×77.4%×75.2%=40.9%

5）協同作戰能力

通信能力綜合考慮傳輸速率、誤碼率等指標，將理想值設置為1，協同任務能力考慮任務分配、決策合理性以及協同制導等過程，將理想值設為1。根據資料推算阿利伯克FlightⅡ型艦相關能力[10]，綜合計算結果如表5所示。

表5 同作戰能力指數比

綜合計算FlightⅡ型艦在上述能力方面與理想值的指數比為

79.1%×88.9%×77.4%×67.3%×81.2%=33.21%

4.2 阿利伯克FlightⅡA型艦參加編隊防空作戰的指數比計算

計算FlightⅡA型艦在上述能力指標方面的指數比，計算結果通過參考相關資料推算得出。

1）探測感知能力

表6 探測感知能力指數比

2）指揮控制能力

表7 指揮控制能力指數比

3）火力打擊能力

表8 火力打擊能力指數比

4）戰場生存能力

表9 戰場生存能力指數比

5）協同作戰能力

表10 協同作戰能力指數比

綜合計算FlightⅡA型艦在上述能力方面與理想值的指數比為

83.48%×88.9%×87.6%×81.0%×87.7%=46.18%

4.3 體系貢獻率計算及結果分析

FlightⅡA型艦相對FlightⅡ型艦在編隊體系下攔截中高空超音速反艦導彈的體系貢獻率為46.18%-33.21%=12.91%

通過上述兩型船各分項的能力指數對比可知，在編隊體系防空作戰中FlightⅡ型艦的探測感知和火力打擊能力相對偏弱，美軍在FlightⅡA型艦上有針對性的裝配了SPY1D（V）相控陣雷達，增強對雜波控制，增加垂直發射單元，增裝改進型“海麻雀”防空導彈，提高對近程來襲導彈的攔截能力。最后計算得，FlightⅡA型艦相對FlightⅡ型艦攔截中高空超音速反艦導彈的體系貢獻率增加了11.76%。

5 結束語

文章以美軍典型防空戰艦阿利伯克級為對象，從完成編隊協同防空任務出發，在充分研究體系貢獻率評估流程和分析作戰想定基礎上，構建評估指標體系并完成對體系貢獻率的評估。經過結果分析，找出體系背景下作戰試驗中裝備各能力分項的短板弱項，為后續裝備建設提供參考，為部隊訓練演習等提供依據。由于缺乏外軍技術資料，某些能力推算存在偏差，部分裝備的性能指標量化不夠科學，影響到對最終結果的分析計算，這也是下一步要完善的工作。

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Evaluation of the System Contribution Rate of the American Alebock Destroyer in the Formation Cooperative Air Defense Operation

Zhang Jiabin

(Unit 41, 91404, Qinhuangdao 066000, Hebei, China)

TM612

A

1003-4862（2021)08-0038-0005

2021-06-29

張家賓（1989-），男，助理工程師。研究方向：作戰系統實驗。E-mail: zjbdgryx@sina.com