干扰弹远程干扰效果评价模型研究

(整期优先)网络出版时间:2024-03-12
/ 2

干扰弹远程干扰效果评价模型研究

肖本德

(中国船舶集团公司第七一○研究所,湖北 宜昌 443003)

摘 要:对远程迷惑干扰的作战效能评估,实际上就是对敌搜索警戒雷达、目标指示雷达系统干扰效果的评估。由于敌平台雷达对目标的发现概率和目标指示概率不但与雷达性能和参数有关,而且与雷达操作人员及指挥人员的心理素质、业务水平、经验程度等主观因素有关。

关键词:干扰弹;远程干扰;效果评价;模型研究

0引言

对远程迷惑干扰的效能评估面临着非常复杂和不确定的因素。考虑到迷惑干扰的最终目的是使敌导弹发射平台在我方对其发起攻击前无法发射导弹或增大敌导弹攻击目标时瞄准点的偏差,故对远程迷惑干扰的效能评估问题可转化为迷惑干扰在舰艇防御反舰导弹作战中的作战效能分析,即分析迷惑干扰在舰艇防御反舰导弹攻击作战中各个环节的使命任务和干扰效果。

1远程干扰效果评价模型研究

水面舰艇编队或航空兵对海导弹攻击的基本过程可归结为:首先要由导弹攻击雷达搜索并发现目标;然后对导弹进行目标参数装定、发射导弹;导弹发射后,在未制导系统工作前进行自主或程序飞行;导弹飞行至自控终点时,弹上未制导雷达开机搜索目标;当捕获目标后,未制导雷达进入跟踪状态,控制导弹自动导向目标。

为使导弹准确命中目标,以上五个子过程缺一不可。实际上前一个过程的有效实现,即是后一子过程发生的前提。彼此按时间顺序密切关联。而且每一个子过程是否能有效实现,本身在很大程度上是随机的,很难准确预测,故借助概率论原理进行描述。所以,反舰导弹对舰艇编队中指定的单舰射击时的单发命中概率可以用下列关系式来表示:

式中,:反舰导弹对目标舰艇的命中概率;:导弹发射平台预警搜索系统对目标的发现概率;:导弹发射平台搜索警戒系统向导弹发射系统提供攻击目标指示的概率,将对舰艇编队攻击时,不考虑指示概率,即:导弹末制导系统对指定目标的捕捉概率;:导弹末制导系统对指定目标的选择概率,当不指定目标攻击时,:导弹对指定目标的选择捕捉概率;:导弹末制导系统自动寻的准确击中目标概率。

迷惑干扰可影响式中第一、二、三因子,所以,为了分析迷惑干扰效果,评价干扰效能,应着重分析实施迷惑干扰前后对导弹发射平台搜索指示目标概率及导弹末制导系统捕选目标概率的变化情况。

a)远程干扰对舰载(机载)对海搜索警戒雷达发现概率的影响

舰载(机载)对海搜索警戒雷达,在对目标进行搜索时基本的程式是首先划定搜索区域,然后通过扫描使雷达的视场覆盖搜索区域与目标发生接触,以探测到并识别出目标来衡量对目标的发现概率。在搜索论中,舰载(机载)对海搜索雷达的扫描方式,可将其视为确定型模型的搜索方式,这种确定型搜索的发现概率可通过如下模型进行计算:

若雷达在持续的搜索时间内与目标发生接触的次数为确定的数,则发现概率为:

式中,――目标落入搜索区域的概率。目标落入搜索区域的概率在许多情况下可取1,但在有些情况下小于1。例如,按上级指示搜索目标,由于存在各种观测误差和随机扰动,所指示的目标位置不能准确无误,这时按所指示的目标位置确定的搜索区域不一定能覆盖住目标,因此,对其落入概率要进行分析计算,也可由战前积累的先验知识估出。

――第i次与目标接触时的发现概率(1≤i≤n)。

b)远程干扰对预警探测系统识别概率的影响

对于舰载(机载)对海搜索警戒雷达,在探测到目标的瞬间,还要进行分辨、判定是否是所要寻的的目标。在不同的雷达上,识别模式是不同的。雷达识别目标时,通常可采用目标的尺寸(目标回波大小)、反射面性质、运动规律等作为目标的特征,综合分析进行判定。如果必须根据m个特征(每个特征测量n次)来识别两个被发现的目标(如飞机、舰船等),那么识别概率模型为:

式中,为第一、第二个目标特征值的数学期望;     为给定特征的均方差;m为特征的数目;n为特征的次数;

c)远程干扰对敌雷达目标指示系统的影响

迷惑干扰是通过干扰敌搜索警戒雷达对我编队的探测与识别,诱使敌目标指示系统把假目标(迷惑诱饵)作为预定的攻击对象进行目标指示,从而大大地增加了目标指示的位置误差,影响导弹攻击的作战效能。如图1所示。

1   迷惑干扰对目标指示系统影响示意图

无干扰时,若敌探测系统发现我舰艇(编队),目标指示系统对我舰艇(编队)的实际位置进行目标指示。导弹发射后,到达预定的开锁点以规定的搜索范围开始搜索预定的攻击目标,由于无干扰时点的散布误差较小,导弹总是以较高的搜捕概率搜索捕获并最终跟踪预定的攻击目标;

在干扰条件下,若敌探测系统把假目标作为预定的攻击目标,则目标指示系统将对假目标进行目标指示。同样,导弹发射后将在预定的开锁点以规定的搜索范围开始搜索预定的攻击目标(假目标)。在点搜索舰艇相对于在点搜索舰艇存在着较大的系统误差,当假目标的布放位置使本舰距末制导雷达方位搜索边界最近和假目标布放后采取正确的舰艇机动航向航速(以最短的时间内驶出末制导雷达的搜索范围),就有可能使反舰导弹到达预定的末制导雷达开锁点对本舰搜索时脱靶。

通过建立远程干扰作战过程数学模型并进行大量的计算机数字仿真,以统计导弹开锁时舰艇处于其搜索角内的概率,从而可计算出远程干扰对敌把反舰导弹对目标搜索概率的影响。

2  远程干扰火箭弹编队无源干扰作战样式

在未来战争中,舰艇以单舰进行攻防作战的可能性逐渐变弱,而代之以舰艇编队形式执行作战任务。水面舰艇编队可能担负的作战任务主要有对海搜索与攻击、对潜搜索与攻击、布雷与扫雷、护航与护鱼、作战保障与救生,对空和对潜及对海防御等,舰艇编队因作战任务不同,战术要求不同,其具体的编队形式也不同。

研究了编队在各种态势下的战斗任务和作战形式,提出了远程干扰火箭弹干扰作战样式,针对远程迷惑干扰方式,提出了适合编队不同作战任务的干扰样式,如与编队阵形相同的干扰样式、与编队阵形不同的干扰样式,与编队共同组成新编队阵形的干扰样式等。

3 结束语

远程干扰弹的决策技术是核心。在一定战场环境和作战条件下,对于不同作战任务的舰艇编队,如何决策使用合理的远程干扰火箭弹,在什么作战时机下使用,使用什么样的干扰样式,舰艇编队采取什么样的阵形接敌对抗等等,都是对抗决策技术研究的内容。合理进行对抗决策,是赢得对抗成功的关键。

对于远程迷惑式干扰和支援式干扰,使用时机不同,前者是在敌方反舰导弹准备发射前,利用干扰假目标迷惑敌方搜索警戒雷达系统和目标指示雷达系统,使其不能准确探测我方编队的真实方位等位置,获得的是干扰假目标的位置参数,给导弹发射准备提供虚假的错误信息;后者是敌方反舰导弹已经发射并对我方编队构成威胁时,利用干扰假目标干扰敌反舰导弹末制导雷达的搜索阶段,降低反舰导弹末制导雷达的捕获概率。

参考文献

[1] 胡圣远,苗瑞生,吴甲生.无控火箭弹气动外形优化设计[J].弹道学报,1992,4:29-32.

[2] Xia Qun-li,Qi Zai-kang,Lin De-fu.Flight Range Optimization of Extended Range Guided unitions.Journal of Beijing Institute of Technology,2002, Vol.11,No.4, 383-387.

[3] 邵大燮.火箭尾翼张开过程对散布影响的综合分析[J].弹道学报,1993,4:34-38.

[4] 杨军.战术火箭/固体火箭发动机一体化优化设计[J].宇航学报,1999,(20)1:21-27.

[5] Michael R.Mendenhall.Integrated Aerodynamic Design and Analysis of Launch vehicles.AIAA 2001-0263.

[6] 龚春林.多学科优化设计技术研究[D].西安:西北工业大学硕士论文,2004.

[7] 张勇.基于MATLAB的现代优化算法在飞行器气动外形设计中的应用[J].宇航学报,2003,(24)1:103-106.

[8] 苏金明,阮沈勇.MATLAB实用教程[M].北京:电子工业出版社,2005.

[9] 闫章更.射表编拟技术[M].北京:国防工业出版社,2002.

[10] 杜之明.发射试验结果分析与鉴定技术[M].北京:国防工业出版社,2006.

[11] Qi Zaikang ,Lyster.Multi-Spline Technique for the Extraction of Drag Coefficients from Radar ata.Journal of Beijing Institute of Technology ,1994, Vol.3, No.1, 33-42.

[12] HAO Lu,WU Jia-sheng.Wind Tunnel Experimental Investigation on the Aerodynamic Characteristics of the Multiple Rockets and Missiles.Journal of Beijing Institute of Technology ,2005,Vol.14,No.3,293-296.

[13] 陈琪锋.飞行器分布式协同进化多学科优化设计方法研究[D].国防科技大学博士论文,2003.