２０１６年１２月 第３０卷第４期 军事运筹与系统工程Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｃ．２０１６ Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．４ 空袭远距离支援干扰机阵位选择及航线规划 祁炜 李侠 （空军预警学院，湖北武汉４３００１９） 摘 要：针对空袭作战中干扰机的需求问题，以空袭作战想定为背景，构建了干扰机遂行远距离支援 干扰任务时阵位选择的估算模型；以干扰机电磁压制能力为基础，给出了干扰机航线规划的定量公式；通 过仿真，分析了主要参数与干扰机阵位和航线的关系，其结果具有一定的实用价值。 关键词：空袭作战；远距离支援干扰机；阵位选择；航线规划 中图分类号：Ｅ９１１；Ｅ９２５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－８２１１（２０１６）０４－００１２－０６ １ 引言 运用各种形式的电子对抗手段为攻方战斗机 模型，对干扰机阵位与守方战斗机速度比、进攻角 度、巡航航线直飞长度之间的关系进行了仿真分 析。本文给出的估算模型考虑了主要的内、外部约 进行掩护和支援已成为一种十分重要的作战样式， 而远距离支援干扰机在空袭作战中则得到广泛的 应用¨Ｊ。文献［２］定性分析了远距离支援干扰机 两种航线应用原则，并在三维空间定量讨论了干扰 机站位与雷达的关系。文献［３］分析了在干扰机 的电磁掩护下，空袭编队受守方预警机威胁的定量 模型，为空袭作战行动初始阶段制定合理的突防计 划提供了理论支持。文献［４］定量分析了远距离 支援干扰机与雷达反干扰技术之间的博弈问题，并 给出了仿真效果图，为攻守双方制定反制方案时提 供了理论支撑。文献［５］针对地对空导弹雷达，给 出了在远距离支援干扰作战模式下其遮蔽区大小 和形状的定量估算模型，并对模型进行了有效性检 验。 束条件，且通过仿真分析得到多个具有实用价值的 结论。 ２空袭作战想定 干扰机配合空袭作战攻防想定如图１所示，设 贯穿攻方机场中心点Ｇ与守方重点目标中心点 的直线为进攻轴，干扰机航线中心点Ｊ到Ｆ点的连 线与进攻轴形成的夹角为进攻角。在无空中加油 机的前提下，攻方在选择起飞机场时，应考虑能从 任意角度对守方重点目标实施空袭，因此所选机场 与守方重点目标的距离应小于其配属战斗机的作 战半径，从而形成椭圆形战斗机转弯远界 ．７ｌ。当 空袭重点目标附近也有机场，且配属战机与攻方相 同时，同样能从任意角度对攻方机场构成空中威 本文讨论了干扰机配合空袭作战攻防想定问 题：基于确保自身安全且充分发挥固有压制能力的 基本原则，同时充分考虑了干扰机与攻方战斗机续 胁。因此，攻、守双方均需构筑环形防空区，其地 （舰）空导弹阵位线和导弹拦截线均为圆形。攻方 航能力的关系，提出了一种干扰机阵位选择方法； 基于有效掩护进攻战斗机实施空袭作战任务和直 内层防空预警线以里全部区域的防空预警任务主 要由其陆基（舰载）平台所搭载的各类传感器承 担。 飞航线最大的基本原则，给出了干扰机航线的计算 方法；基于构建的干扰机阵位设置和巡航航线估算 收稿日期：２０１６－０３—０９；修回日期：２０１６—０７—１５ 作者简介：祁炜（１９８１一），男，博士研究生，主要研究方向为预警装备效能评估与验证；李侠（１９５６一），男，教授，学士， 硕士生导师，主要研究方向为雷达装备技术、雷达装备作战运用及效能评估。 一１ ２— 空袭远距离支援干扰机阵位选择及航线规划 高度层ｈ，．飞行，守方战斗机以 匀速飞行，干扰机 攻方导弹 最大平飞速度为 、转弯飞行速度为 ．，攻方战斗 拦截线 攻方 地（舰）空 导弹阵位线 机以 ，在ｈ 高度层匀速飞行。责任区近界是攻方 战斗机实施空袭行动的起点，为尽快完成空袭任 务，其在到达责任区近界前均沿直线飞行，在进入 责任区后攻方战斗机沿干扰轴实施空袭行动。 假设４：守方导弹拦截线与攻方巡逻机一次拦 干扰机航线 中心点 守方 地（舰）空 导弹阵位线 截线重合。为尽早驱逐或击落干扰机，守方战斗机 沿干扰轴直线飞行，直到干扰机回撤时改变航向。 守方战斗机突破一次拦截线，干扰机立即从－， 点处 守方导弹 拦截线 图１ 干扰机配合空袭作战攻防想定图 选择最短路径朝Ｇ点直线飞行，且守方战斗机在追 赶过程中发射的空空导弹沿载机飞行航向直线飞 行，否则干扰机恢复原有直飞航线。 ３．２ 阵位模型 ３ 干扰机阵位选择 ３．１ 模型假设 用于构筑守方内层防空预警线的远程警戒雷 责任区长度 达对攻方战斗机不构成实质性的威胁，而制导雷达 需要目标指示雷达捕获到目标并进行情报交接后 假设１：如图２所示，进攻角为 和纵深分别为Ｌ 和 。攻守双方导弹阵位线上 每个导弹阵位均配属相应的地（舰）空导弹发射平 台、目标指示雷达和制导雷达，并分别以Ｇ、Ｆ点为 圆心构筑阵位线。 才能遂行目标拦截。为此，确保自身安全且充分压 制守方目标指示雷达，是远距离支援干扰机阵位选 择应遵循的基本原则。因此，干扰机航线中心点与 守方导弹拦截线的最近点必须处于巡逻战斗机一 次拦截线外，并留有一定的自卫距离ｄ ＋÷，ｄ 应不小于守方空空导弹射程 似，则干扰机阵位中 心点与守方重点目标Ｆ的距离Ｄ 可由下式确定： Ｄ ＝ｄ ＋Ｄ ＋— （１） 式（１）中，守方导弹拦截线半径Ｄ 和转弯直 径 ，估算公式为： ＩＤ辩＝Ｄｍ＋ ａ ｋ一］１Ｔ ｉ ：篇 图２ 干扰机阵位示意图 ） 式（２）中，ｇ为重力加速度，卢，为最大转弯坡度 角，Ｄ舶为守方地（舰）空导弹阵位线半径； 为守 方地（舰）空导弹最大射程。 不失一般性，干扰机阵位应处于与进攻轴相垂 假设２：干扰机采用双平行线航线飞行，干扰天 线安装于机身两侧，只在处于直飞航线时对守方雷 直且与攻方导弹拦截相切于￡／点的阵位截止线前， 则Ｄ：，的约束条件为： 达方向实施干扰，直飞航线垂直于干扰轴，航线中 心点处于进攻轴ｔ，点处，且Ａ』ＢＪ＝ＣＪＤ』＝ＬＪ，Ａ』Ｃ』＝ ８ ＪＤｊ：Ｗｊ。 ‰ Ｉ＋＋孑 ≤ ≤ ≤— （３） 假设３：护航机、干扰机和守方战斗机均在相同 １ ３一 式（３）中，Ｄ 为攻方机场Ｇ点到责任区近界 《军事运筹与系统工程》２０１６年第４期 ｚ 点的垂直距离，Ｄ 为攻方导弹拦截线半径。 显然，自卫距离ｄ 应以最坏情况进行考虑，即 当干扰机飞至靠近守方导弹拦截线一侧直飞航线 时，守方战斗机于守方导弹拦截线ｚ 点处突破一 次拦截近界，则ｄ 为ｚ ．， 长度。此时，干扰机需沿 ．，：Ｇ后撤至攻方导弹拦截线后ｄ ＋— 处方能保证 二 其自身安全，其距离为ｄ 在干扰机进入安全区 前，守方战斗机对其拦截的最短航线距离ｄ 为 —— ｄ ｄ ｑ 一 ，，Ｊ＿＿一 ，ＪＩ＿＿＼ ｚ ｚ 。令 ＝ ｙ 且ｙ ∈（０，１），则可得如下方程 ＼、ｌＩ＿Ｉ，、、ｌ＿－， 绢： ＝ ≥ Ｏ ＜ ０ ６ （ｄｋ—ｄ ） ＋ 一吐 （ ｋ一‰）ｄ （ｄｋ一 ＋Ｄ ） ＋（ｄ Ｄ，ｄ） 一（Ｄ ＋Ｄｉｄ） ２（ （ ）（ｄｈ 一 ＋ ） ＋（，Ｊ ＋Ｄｇｄ） ） 一（ｄｋ—ｄｆｌ，ｋ＋Ｄｇｄ） ｆ４、 。％ ———＿ ——一 式（４）中，令攻方地（舰）空导弹阵位线半径为 Ｄ曲，攻方地（舰）空导弹最大射程为ｄ ，则攻方导 弹拦截线半径Ｄ 的估算公式为： 干扰机在实施远距离支援干扰时，根据干扰方 Ｄｇｄ＝Ｄ曲＋√ｄ 一 ； （５） ： 攻方机场位置选取应遵循起飞战机安全和保 程可得 ’证进攻战斗机在责任区内作战时间的原则，因此其 位于守方导弹拦截线半径内是不合理的，则Ｄ 的 估算公式为： ≤（ ） ㈩ 式（７）中， ，为干扰机与目标指示雷达之间的 距离，ＧＪ（ ）和Ｇ （ ）分别为干扰机在目标指示 雷达和目标指示雷达探测空中目标时在干扰机水 平方向上的天线增益，Ｆ （ ）为目标指示雷达在 攻防战斗机垂直方向上天线的归一化方向因数， 为目标指示雷达与攻方战斗机的距离， 为目标有 式（６）中，ｄ 为攻方机场到Ｚ：或ｚｓ距离，ｔ 为 效截面积，Ａ，＝Ｐ Ｇ Ｄ ～，Ａ，＝Ｐｆ ｆＢ 日 Ｌｒｊ－ ，Ｙ，∈ ［０，１］为干扰极化匹配系数， 为目标指示雷达接 攻方战斗机续航时间 ｔ为攻方战斗机储备时间， 收干扰信号时的插入损耗，其他为目标指示雷达和 ｔ 为攻方战斗机计划在责任区内作战所需时间。 而干扰识别系数Ｋ的估算公式 将式（５）、（６）代人式（４）即可求得ｄ 再由式 干扰机的自身参数，（１）最终得到干扰机阵位相距守方重点目标的距 离。 为 。。： Ｋ ＝一— Ｊｆｉｌｎ（Ｐ ） （８） ４ 干扰机航线规划 式（８）中，Ｐ 为目标指示雷达发现概率， 为目 标指示雷达相参积累数。 一１４— 空袭远距离支援干扰机阵位选择及航线规划 式（７）取等号，且令Ｒ ＝尺 ，Ｒ 为攻方战斗 机距目标指示雷达发射空对面导弹最远距离ｄ ， ａｒｃ…（ （Ａ 。≤Ｉ Ｉ≤ＴＯｇｉ＿ｏ．５ ， 又因０ ＝ ＝Ｏ／ ，在远距离支援干扰时，一般使用 的干扰机的水平波束宽度要比被干扰雷达的水平 波束宽度要大。利用文献［１１］给出的Ｇ，（ ）、 Ｇ （０ ）分段表达式，可得干扰机在完成作战任务 的前提下与目标指示雷达相距最远距离尺，一的动 态估算公式为： ａｒｃｃ。ｓ（。 （ ＝ ｋｒｃＧ＇ ，Ｇｉ，Ｉ， Ｏｇ ｉ＿ｏ ．５Ｉ，， 竽＜Ｉ Ｏｌｇｒ Ｉ≤Ｔ￣／ｄ＿０．５ ＠丁ｌｄ Ｏ．５＜Ｉ Ｊ≤号 ２ （Ａ ）丁 。≤Ｉ％ｒ ｌ≤丁ＯｇＬａ５ Ｏｇ／ｏ．ａｒｃｃｏｓ Ｄｇｒ（Ａ ｚ ） （９） ）’ （Ａｚ ）丁警 （Ａｚ ） 式（９）中， ． 丁５ Ｉ ｌ≤ 式（１２）中，当Ｄ 为Ｄ ｇｒ１或Ｄｇ， 时可分别求得 — ‘ 。Ｉ ｌ≤ ２≤一 或 阵位点。 值，代人式（１１）即可求得 和 的解， 和 分别是目标指示雷达 并在安全阵位范围内取 ，最大值，即得到相应最优 和干扰机水平波束宽度， 和ｋ，的取值范围均为 ［０．０４，０．１０］，具体取值依据各自副瓣电平高低而 ５ 仿真分析 定，副瓣电平越低，取值越小 ，¨］，Ａ ＝ Ａｉ４７ｒｄ）！ ——————————————５．１ 参数设置 Ａ， 显然，只有当干扰机处于干扰轴上的ｔ，：点 （ ＝ 攻防双方参战飞机及其配属装备、导弹性能参 ＝０）且Ｄ 不大于 一时，才能完成其 数、地（舰）空导弹阵位线半径和各作战流程消耗 作战任务。令 和 分别是在完成支援干扰任务 时间等见表１。 的前提下Ａ， ，和Ｃ，Ｄ，的直飞航线长度。则实际直 飞航线 ，为： １表１ 相关参数设置 ＬＪ＝ ㈣ 当Ｚ 点到干扰机直飞航线的垂直距离为Ｄ ， 且Ｚ 点与直飞航线最远端的连线与干扰轴的夹角 为Ｏ／矿时，干扰机与目标指示雷达的最远距离为 一 ～： ，代入式（１１）可得： Ｃ０ｓ 一１ ５一 ㈩ 醚 有～ 缎 驻 ㈤ 蝴税 雠来干效瓣 扰果达 机对到 主～耥 槛 ｒ、聪舭硎 媚忻擞 目寻改 ，指机 １ ＾ 撇翊 猢黝 有 Ｆ ～～～ 受几 图６ 不同‰ 时 与 的５・３ 阵位与 的关系 关，系曲线 雷瓣 送 与 之间南 誊 蝴胭因鼾于鞑昧 达标抗 图５ 与 的关系曲线 飞行速度越接近守方战斗机旨自卫距离越小 ～ 戳斗饥，其所 兵所 自 ，空袭远距离支援干扰机阵位选择及航线规划 得图７所示的不同ｄ雁时Ｄ 与￡，之间的关系曲 得出的仿真结论可供实际远距离支援干扰机兵力 线。Ｃ，Ｃ 为干扰机副瓣通过目标指示雷达副瓣达 部署决策时参考使用。本文是基于无加油机情况 下构建的模型，如果加油机参与空袭作战，文中模 到有效压制效果曲线， ４ ， 、ｃ ｃ。均为干扰机 型可退化为设定合理的地（舰）空导弹拦截线位 主瓣通过目标指示雷达副瓣达到有效压制效果曲 置，为干扰机回撤构筑安全空域，则其他模型依然 线，Ａ。 、 均为干扰机主瓣通过目标指示雷达 有效。实际空袭作战中，干扰机还需预警机提供空 主瓣达到有效压制效果曲线。 中情报保障，两者之间则存在多域协同问题，本文 尚未涉及，有待进一步研究。 参考文献 ［１］乔凤卫，吕涛，王国宏，等．几种航空有源电子干扰装备的比较 ｆ 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提出的阵位设置与航线规划原则、定量模型，以及 ［１３］ 李侠，蔡万勇，花良发．考虑责任区雷达组网系统抗干扰优化 部署算法［Ｊ］．系统工程与电子技术，２００７，２９（８）：１２５４— １２５７ —１ ７—
