劉勝藍 董受全
(大連艦艇學院 大連 116018)
利用殲擊機、預警機等航空兵與水面艦艇進行協同防空作戰已成為主要的對空防御手段之一。艦艇與飛機的協同作戰也能夠極大地提高航母編隊的防空作戰效能[1]。殲擊機、預警機等不僅可以為艦艇編隊防空提供火力支援,也可以為艦艇編隊拓寬雷達視野,進一步提高水面艦艇的對空探測防御能力。文獻[2]從提高殲擊機攔截概率角度研究了殲擊機攔截巡航導彈攔截陣位設置問題,文獻[3]也從殲擊機留空時間、通信引導距離、掩護防空哨艦或預警機等角度分析了殲擊機協同航母編隊防空陣位設置條件,但對艦艇編隊與殲擊機火力協同時殲擊機的具體陣位設置研究較少。因此,本文對艦機協同攔截巡航導彈必要性和可行性進行分析,并從火力協同的角度對艦機協同防空時艦機陣位設置進行分析研究。
隨著攻防雙方武器技術的不斷發展,攻防戰術研究持續深入。國內反艦導彈突防戰術研究也有很多,文獻[4]就從航路規劃及攻擊計劃擬制等方面研究反艦導彈最佳突防策略,從而計算確定飽和攻擊所需彈量。強敵對艦艇編隊攻擊中主要有以下三種作戰樣式:一是防區外使用遠程反艦∕對陸巡航導彈飽和打擊,射程1000km以上;二是航空兵編隊低空突防,接近至機載反艦導彈射程后爬升攻擊,射程150km 以上;三是在電子戰兵力掩護下低空突防,實施機載精確制導炸彈攻擊,射程40km以上。
而防御方艦艇編隊,受艦空導彈攔截區間及制導能力限制,每型艦空導彈在攔截區間內對反艦導彈攔截效能是有限的,即使采用類似CEC(Cooperative Engagement Capability)協同交戰技術,也難以完全應對飽和攻擊[5~8]。若由殲擊機協同水面艦艇編隊反導將有效減輕水面艦艇編隊防空反導壓力。
受雷達視距、艦空導彈制導方式及彈道特性影響,艦空導彈殺傷區受目標運動特性的影響較大,導致艦空導彈僅能完成中近程攔截掠海巡航反艦導彈,甚至對中低空突防飛機殺傷區也難以超過200km。在艦艇編隊防空作戰中,若將航空兵布置于200km 外,僅用于遠程區域防空攔截來襲敵機,將導致航空兵攔截區以內水面艦艇制導雷達視距以下的反導空白區。當空中威脅較大時,位艦艇編隊反導空白區設置航空兵,攔截低空突防飛機和反艦導彈,將有效減輕艦艇編隊反導壓力。
文獻[9~10]分析了艦機協同防空體系構建及效能,并對殲擊機攔截巡航導彈效能進行了具體分析。從空空導彈性能特點分析:一是空空導彈飛行速度快,機動性能強,使其在機動能力方面滿足攔截巡航導彈的要求;二是空空導彈采用多模引導和復合制導技術,能夠充分發揮制導優勢,提高導彈命中概率,對低空飛行的巡航導彈也有較高的攔截概率,如俄羅斯的R-73、R-77 空空導彈等[11];三是新一代空空導彈采用專用數據鏈進行目標抓獲,進而提高命中概率。如美軍的AIM-120空空導彈,通過使用雙向數據鏈進而獲得第三方提供的目標信息,使得命中概率進一步提高[12]。從航空兵防空作戰流程分析:一是利用預警機搜索發現目標;二是通過數據鏈將目標數據發送給殲擊機,引導機載火控雷達搜索跟蹤目標;三是由飛行員根據發射條件判定,適時發射空空導彈攔截來襲反艦導彈。近年來各國積極開展航空兵反導探索與驗證,積極驗證主戰殲擊機掛載主戰空空導彈在預警機信息支援下攔截反艦導彈,并取得較好的攔截效果。從艦機協同防空作戰體系構建上分析:一是作戰體系較為完備。能夠構建由水面艦艇、預警機、殲擊機等兵力組成防空作戰體系;二是指揮控制能力滿足基本要求。依托數據鏈系統,具備敵我態勢共享、兵力行動控制和目標指示等能力。空空導彈作戰性能發展、航空兵防空作戰流程及艦機協同防空體系構建均為艦機協同反導創造了基礎技術條件。
反導殲擊機陣位配置主要由與艦艇編隊距離R、陣位縱深L、陣位寬度D、陣位高度H等要素組成,見圖1。

圖1 陣位設置示意圖
4.1.1 與艦艇編隊距離確定
為保證殲擊機不影響艦艇編隊中近程反導作戰并確保殲擊機不被誤傷,殲擊機與艦艇編隊距離應滿足以下幾點:
1)不小于艦空導彈對超低空亞音速巡航導彈發射區遠界Rfy,并有一定的安全距離,這里安全距離主要考慮艦空導彈末制導雷達作用距離Rm。

2)不大于遠程防空航空兵距離Ry,并有一定的安全距離,這里安全距離主要考慮空空導彈最大射程Dk。

綜上所述,與艦艇編隊距離R 應滿足:

4.1.2 陣位縱深與陣位寬度確定
陣位縱深與陣位寬度由殲擊機巡航速度Vf,殲擊機引導陣位、攔截陣位,來襲目標速度Vm,發現來襲目標距艦艇編隊距離Rf等要素確定。即要保證即使殲擊機機動至最不利位置時,發現來襲目標后依然能夠有充裕時間占領最優攔截陣位,并實施有效攔截行動。
攔截陣位受殲擊機機載雷達的性能、空空導彈攔擊性能約束,這里將最優攔截陣位設定為(Dmin、α),Dmin為空空導彈最大發射距離和殲擊機發現反艦導彈距離中的較小值,α 為攔截陣位角。文獻[1]分析,殲擊機的航向前置角β 在一定范圍內可以引導殲擊機到最優陣位,這個范圍受殲擊機相對反艦導彈的距離和方位角、反艦導彈的雷達散射面積(RCS)和飛行速度的影響。
本文引導陣位指殲擊機利用預警機目標引導,使用平行接近法占領最優攔截陣位,完成目標搜索跟蹤及空空導彈發射最后準備。因亞音速反艦導彈速度Vm≈殲擊機巡航速度Vf<空空導彈速度Vk,所以引導時殲擊機航向與反艦導彈航向夾角γ <殲擊機的攔截陣位角α,且γ=π-β-?,? 為引導陣位時殲擊機相對巡航導彈的方位角,見圖2。

圖2 攔截陣位設置示意圖
殲擊機由最不利陣位機動至引導陣位用時T1,造成發現目標距離損失Rs1,由引導陣位機動至攔截陣位用時T2,則會造成目標距離損失
由圖1解得出陣位縱深L、陣位寬度D 滿足約束條件:

4.1.3 陣位高度確定
因艦空導彈殺傷區受目標高度影響,當殲擊機位陣位高限機動時處于艦艇編隊防空導彈殺傷區遠界之外,則認為殲擊機在陣位內活動安全。
受雷達視距限制,遠程防空導彈對亞音速中低空中目標殺傷區下界近似為線性函數Dy=A·Hx+B ,Dy為相應高度殺傷區遠界,Hx為目標高度,A、B 為常數。按約束條件,即殲擊機位陣位近端、遠端機動時,均位艦空導彈殺傷區之外,條件公式為

一個標準的艦艇編隊通常由多艘導彈驅逐艦和導彈護衛艦組成,由裝備中遠程防空導彈的驅逐艦負責編隊區域防空任務,且通常由其中1~2 艘負責防空哨戒任務,多配置在防空軸兩側,距離根據防空導彈性能確定;裝備近程對空武器系統的護衛艦負責編隊近程防衛及自身防御,配置在重要目標掩護幕或其附近海域,由掩護幕協調具體陣位配置。
本文從水面艦艇防空反導面臨的現實困難威脅及殲擊機攔截巡航導彈能力,論證了艦機協同反導的可行性及其必要性。根據艦空導彈性能和殲擊機攔截巡航導彈戰術要求,分析了艦機協同防空中殲擊機陣位設置要求及確定方法,并分析了艦艇編隊防空兵力陣位配置,對艦機協同防空作戰指揮具有一定的理論意義和實踐價值。在航母編隊防空作戰及陸上要地防空作戰中,對合理設置水面艦艇及航空兵具有一定的參考價值。