高原條件下空地制導彈藥使用影響因素分析

王皖陽 劉旭鵬 王新全

【摘要】通過分析高原海拔高、多山、氣候變化快、日照強、溫差大、積雪等環境特征，從高原條件下空地制導彈藥可靠使用的需求出發，提出高原環境對彈藥任務規劃、目標選擇、彈載火工品、命中精度、毀傷效果等方面存在的影響，為深化高原制導彈藥作戰使用研究和提高武器使用效能提供支持。

【關鍵詞】高原條件|制導彈藥|影響因素

按照地理學概念，高原是指海拔高度超過1000米的地域，其特殊的地理條件形成了特殊的高原氣候，主要特點是氣壓低、空氣密度小、含氧量低、氣溫低、晝夜溫差大、絕對濕度低、太陽輻射強。這些不利的環境因素，對空地制導彈藥作戰使用、裝備保障的各個方面都可能造成一定的影響。本文從高原環境特點入手，分析空地制導武器在高原條件下的使用影響和限制，為作戰使用研究和裝備適應性改進提供支持。

一、高原環境特點

（一）低壓缺氧

大氣壓力和空氣密度隨著海拔升高而下降，海拔每升高1000米，相對大氣壓力下降約12%，空氣密度下降約10%，含氧量也隨之降低。根據測量數據可知，海拔3600米，含氧量約為海平面的64%左右；海拔4300米，含氧量約為海平面的59%左右；海拔4500米，含氧量約為海平面的56%左右。

（二）氣溫低

一般情況下，海拔高度每升高1000米，溫度會下降6.5攝氏度。在海拔4000米處，年平均氣溫僅為5攝氏度左右。另外又由于空氣密度低，大氣熱效應降低，導致晝夜溫差大，通常可達12攝氏度。同時，高原氣候變化明顯，每年10月至翌年5月為干季，受西風帶控制，降雪多且積雪時期長。每年6月至9月為濕季，受印度洋暖濕季風影響，降水天數多、降水量大，以雷雨天氣為主，降水量占全年降水量的80%～90%。

（三）氣候干燥

西藏地區2010-2020年平均年降水量約為270毫米（最高值為東南地區的5000毫米，最低值為西北地區的50毫米），而同期全國平均年降水量約為630毫米。據測算，高原上每天通過呼吸排出的水分約為1.5升，通過皮膚排出的水分約為2.3升，在不出汗的前提下，達到平原地區人體所有體液排出總和的2倍。

（四）光輻射強

由于宇宙間的電離輻射，紫外線強度隨著海拔升高而升高，在海拔3600米處，輻射強度達到了海平面的3倍。西藏地區年平均日照時間可達3000小時，比內地平均日照時間高出1倍。

（五）地形復雜

西藏地區屬高原地貌，以縱橫延展的山系為骨架，加上以湖盆為中心的向心狀水系，地形地貌多樣，基本上可分為極高山、高山、中山、低山、丘陵和平原六種類型，此外還有冰緣地貌、巖溶地貌、風沙地貌、火山地貌等。

二、空地制導彈藥使用影響因素

（一）對任務和航路規劃的影響

西藏地區具備典型的高原特點，一方面海拔高、多山，其中海拔4000米以上的地區占總面積的86%，而3000米以下的地區僅占5.5%，且大多地區地形復雜，短距離范圍內海拔高度落差可能很大；另一方面不同地理區域氣候差異較大，沙塵、云霧、大風等惡劣氣象條件時有發生。這些條件，都使得導彈在任務設計和航路規劃上受到諸多限制，可供發射的區域比較有限。一是受導彈發動機自身能力影響，中、遠距離巡航導彈高原使用受限。巡航導彈在空中能夠實現中、遠距離巡航，主要依托彈載巡航發動機提供持續飛行所需動力，巡航導彈使用的主要是渦輪或渦扇發動機，存在著低溫點火和低溫工作的可靠性問題，同時高海拔條件下空氣不足，彈載航油的燃燒率必定下降，造成發動機的推力有所下降，導彈的爬坡能力和機動能力都會受到較大影響，這就限制了帶有巡航發動機的導彈的發射高度和巡航海拔高度。二是受高原地形復雜影響，中、遠距離巡航導彈中制導階段使用受限。部分導彈的中制導階段，是通過彈載無線電高度表在飛行過程中不斷對沿途高度進行測量和地形匹配實現的，而為滿足彈載無線電高度表對高度的測量需要，導彈巡航高度應該保持在相對地面100～500m的范圍內，但西藏地區多山，大多地區地形復雜，短距離范圍內海拔高度落差可能很大，影響了導彈地形匹配的準確性。

（二）對目標選擇的限制

一是受目標與背景對比度要求影響，電視制導導彈使用受限。高原山地環境中，由于積雪、林地、草原等地域相互交錯，圖像畫面會呈現小區域反差大，而大區域內反差小的特點，目標周圍灰度類似區域給制導系統帶來極大干擾。無論是電視捕控指令制導還是電視自動跟蹤制導，均需要飛行員通過導引頭攝取的電視圖像搜索、判定、識別目標，其間，無論是人還是導彈自身均需要從背景中識別目標。這就要求目標與背景有一定的對比度和一定的特征信息，而高原條件下使用，尤其是冬季，一片沒有明顯特征信息的雪域或荒漠背景，會嚴重影響目標的搜索、識別與鎖定：一方面由于背景單一沒有可供飛行員參考的特征信息不利于發射前飛行員找尋、鎖定目標；另一方面目標與背景對比度不夠明顯導致導引頭難以穩定地自動跟蹤目標，導致脫靶量過大。二是受高原強光照影響，電視及激光制導導彈使用受限。高原尤其是冬季高原，強烈的光照強度，使得雪域背景或建筑物等反射的光照亮度遠大于平原地區，在任務規劃中，對航路的選擇和對目標攻擊部位、角度的選擇，除了要考慮規避空中的太陽外，還需要考慮規避背景及目標反射的太陽光線。高原地區春夏季氣候變化快，云層低，極易在投彈過程中對激光引導波束遮擋，造成激光照射或測距失敗。受上述兩方面不利因素影響，將導致在雪域高原上使用可能對攻擊目標的背景要求和攻擊航路、角度選擇更為苛刻。

（三）對彈載火工品低溫低壓起動的影響

制導彈藥上的火工品較多，涉及到液壓冷卻系統起動、助推發動機點火、助推發動機拋擲、巡航發動機點火、引信起爆等工作環節，其作用至關重要[1]。一旦失效會影響制導彈藥的動力、制冷和毀傷作用等。且彈藥上的火工品為一次性使用產品，地面無法測試其性能好壞。尤其對于遠程奔襲的彈藥，長期高空帶機飛行，充分冷卻，會不會影響火工品的正常作用是一個潛在問題。比如，導彈上有煙火點火器、煙火作動筒等一系列火工品器件，特別是煙火作動筒，由于它在導彈中部外緣，直接受到彈上邊緣氣流氣壓影響，在西藏地區低溫低壓環境下動作的可靠性，直接關系到導彈發射的成功。

（四）對武器命中精度的影響

高原作戰彈道、彈道落角及射程的影響。考慮高空風切變和導彈操作能力下降的影響，隨著高度的增加空氣密度減小、氣溫下降馬赫數增加[2]。制導炸彈的空氣動力學系數與高原氣溫和空氣密度有關，在高原飛行狀態下，制導炸彈的高原阻力曲線和平原阻力曲線差別較大，對制導炸彈的飛行距離影響很大。使用過程中受高原大風、多云、沙塵等不利天氣條件和攻擊航路、角度限制較多，命中率降低，打擊效果不理想。在瞄準點選取上，要合理規劃攻擊路徑，由于高原云層低，盡量避開云區選擇進入投放區域；激光制導炸彈在云層上無法接收到激光反射信號，無法捕獲目標，炸彈穿過云層后方可探測和捕獲目標，為保證炸彈有足夠的探測和制導時間，建議炸彈投放時云底相對目標的高度不低于2000m。在選擇攻擊方向時應避開20°太陽夾角限制，若在進攻方向無法選擇時，可在攻擊時段上進行選擇，以避開相應的限制條件[3]。

（五）對彈藥毀傷效果的影響

高原作戰對戰斗部威力影響較大，整體式爆破戰斗部的毀傷元素主要包括戰斗部動能、爆炸沖擊波、預制破片。高原環境與低海拔地區環境相比，主要體現在由于海拔升高，溫度、氣壓的下降。高原環境對沖擊波傳播的主要影響因素有空氣的壓力、溫度和密度等，其中空氣的壓力和溫度參數對沖擊波的影響較為顯著。對不同戰斗部類型會造成不同的影響。對于鉆入目標內部的侵徹戰斗部影響微乎其微，對于破片攻擊的殺傷戰斗部可能會有利，而對于依靠爆轟波殺傷目標的爆破戰斗部，空氣稀薄將會降低其攻擊效果[4]。

三、結語

我國西部邊疆多處于高原地帶，應持續開展新型機載武器彈藥高原試驗驗證，新的航空彈藥研制定型前，必須在高原進行試投試射，彈藥性能參數要有高原作戰使用數據。應研究梳理各主戰機型武器系統高原特有的使用限制和影響，制定改進辦法，提高航空兵部隊在復雜困難條件下遂行對地突擊任務的本領。中國軍轉民

參考文獻

[1]檀望春，夏群利，劉小軍，等.制導炸彈高原投放仿真研究[C].第三屆中國航空科學技術大會論文集，2017.

[2]范俊峰，余周.目標運動特性對激光制導炸彈作戰影響對策研究[J].機電信息，2020（24）.

[3]王代智，李超.戰場對抗環境下提高激光末制導武器系統射擊精度研究[J].艦船電子工程，2022（4）.

[4]陳龍明.高原爆炸沖擊波傳播特性研究[D].長沙：國防科技大學，2020（10）.

【基金項目：2024年度空軍裝備綜合研究課題】

（作者簡介：王皖陽，空軍工程大學航空機務士官學校講師，碩士研究生，研究方向為高等職業教育、軍事教育、機載武器系統；作者單位：劉旭鵬、王新全，空軍工程大學航空機務士官學校）